供電電壓采集系統的建設與應用

夏天

（國網蘭州供電公司，甘肅 蘭州 730050）

供電電壓采集系統的建設與應用

夏天

（國網蘭州供電公司，甘肅 蘭州 730050）

當前供電電壓的監測和管理大部分停留在人工抄錄、人工匯總階段，不能及時發現監測設備故障和電壓數據異常，使得電壓數據的完整性、準確性、及時性和真實性不能保證，通過建設供電電壓采集系統，實現了統一的電壓監測裝置功能規范和通信規約、統一的電壓監測點數據接入規范、統一的電壓數據自動上報規范，確保電網電壓監測點的全覆蓋，提高電壓合格率，提升電力一二次設備、用電設備的壽命，提高電壓合格率、降低線損率，確保電網安全、優質、經濟運行。

供電電壓；電壓監測；電壓采集

當前供電電壓的監測和管理，大部分仍停留在人工抄錄、人工匯總階段，不能及時發現監測設備故障和電壓數據異常，使得電壓數據的完整性、準確性、及時性和真實性不能保證，因此，亟需建立統一的電壓監測裝置功能規范和通信規約、統一的電壓監測點數據接入規范、統一的電壓數據自動上報規范，以確保電網電壓監測點的全覆蓋，將專業技術人員從繁瑣的人工抄表、人工匯總、人工統計和人工上報等工作中解放出來，轉移到真正的電壓分析工作中去，來提高電壓管理工作的效率和自動化水平，使電壓管理模式從相對粗放的管理向全過程、精益化管理方式轉變，提高供電數據質量。

1 建設目標

總體目標：供電電壓自動采集系統，實現供電電壓數據的采集、報送、分析全過程閉環管理，為無功電壓管理提供信息化支撐。深化、細化無功電壓管理，使供電電壓監測裝置的數據采集和接入得以規范化，最終實現城農網供電電壓數據的采集、加工、告警、展示、統計、分析等相關功能，提升電壓合格率的及時性和準確性，提升電壓合格率數據的二次加工技術，包括綜合及分類合格率數據定時、實時計算，各類數據缺失情況預統計處理，測點缺失數據的自動補采機制，提高供電電壓合格率，最終提高供電服務質量。

2 系統設計

2.1 總體設計

供電電壓自動采集系統采用“二級部署、三級應用”的模式，在省一級集中建設主站系統，在地市公司及縣公司一級部署各類電壓監測裝置，供電電壓數據通過在省一級部署的CAC接入主站系統。同時，與OMS系統、用電信息采集系統開發相關接口，開展業務集成，獲取相關供電電壓數據。

系統主站層通過采用Java技術實現，中間件采用Weblogic。基于PI3000平臺二次開發，通過PI3000平臺實現主站系統的整體化構造、動態化模型驅動及靈活的功能擴展。通過SOA技術架構，降低系統建設和維護的成本，主站系統I2接口、電壓數據服務以及與其它系統的集成多采用Web服務的接口形式實現。

系統通過供電電壓監測裝置實現電壓信息采集，經由CAC通過數據接入服務器接入主站系統，主站系統進行分析、處理。主站系統的壓力集中在數據庫、數據接入服務和應用服務三個部分，其中通過Oracle RAC實現數據庫集群，通過負載均衡器實現對應用服務器的均衡訪問，同時，通過負載均衡實現CAC及原系統對數據接入服務訪問的均衡。

2.2 技術架構

采用層次化的思想對整個系統進行分解，做到整體功能分層，層次間盡量降低耦合度，同層內則加強功能內聚度，保證整體架構部署的靈活性和可擴展性。主站系統分解為裝置接入層、數據接入層、數據計算層、應用服務層。每一層根據各自的特點采用不同的技術加以實現。

（1）裝置接入層：裝置接入層與電壓監測裝置通信，由裝置定期主動上送電壓歷史數據以及日月統計數據，裝置接入層負責將來自裝置的數據上送至數據接入層，并對指定范圍的裝置進行控制和管理。該層使用多臺CAC加以實現。每臺CAC接入一定數量的電壓監測裝置，可通過增加CAC的數量來實現接入電壓監測裝置數量的擴展。（2）數據接入層：數據接入層一方面從各CAC獲取所有電壓監測裝置上送的數據，并向CAC轉達應用層對裝置的各類補召、控制指令。另一方面，數據接入層提供外部系統上送數據的接口，實現各類外部系統，包括OMS系統、已有的電壓采集系統、用電信息采集系統的電壓監測點數據上送。為了統一這兩類數據上送的接口，數據接入層基于SOA的理念，提供WebService接口。CAC及各類外部系統通過調用相關的WebService接口實現數據上送，這些WebService接口負責對數據進行解析并完成數據入庫。考慮數據接入層的擴展性，系統通過部署負載均衡器向外提供統一的WebService接口，根據各現場接入容量的大小，可靈活擴展提供數據接入服務的服務器數量。（3）數據計算層：數據計算層完成監測點季年合格率計算、各類數據異常、數據缺失情況統計，完成數據補召及相關計算等所有數據二次加工計算。系統采用基于多線程的獨立應用程序實現數據計算功能。（4）應用服務層：應用服務層通過web應用向用戶提供B/S方式的系統操作界面，應用服務層基于PI3000平臺實現，部署在安裝了weblogic的web服務器上。系統通過負載均衡器對外提供統一的web應用訪問，并發訪問的擴展性可通過部署多臺web服務器來實現。

2.3 應用架構

在業務應用的基礎上抽取應用模塊和應用組件，系統的主要功能應用如下。

綜合展示：完成對綜合合格率、測點信息以及供電電壓數據的可視化展示的功能。

電壓測點管理：完成對城網供電電壓、農網供電電壓合格率指標和監測點數指標的下達與管理，實現監測裝置的臺帳、運行和校驗的管理，實現對監測點臺帳和異動的管理。

電壓數據管理：實現對城網、農網的供電電壓合格率相關的數據從采集、傳輸、統計、存儲等處理過程，到綜合查詢、異常分析、數據上報等分析過程的全面管理，對供電電壓合格率缺失及異常數據查詢、補采等方式，確保供電電壓數據的完整性、準確性和及時性；使用多角度數據查詢和分析方法，定位異常測點、實現異常原因的分析。

告警事件管理：對城網、農網的供電電壓數據越限、供電電壓合格率不達標以及數據缺失等類告警事件；電壓監測裝置流量超標、超期未校驗、停電上電等裝置類告警事件展開管理，同時提供以單位、監測點類別、事件類別、處理狀態等組合方式的告警事件匯總和查詢。

2.4 數據架構

圖1 供電電壓自動采集系統數據模型圖

從整體業務需求和應用功能出發，參照SGCIM數據主題的設計與劃分，設計系統一級數據主題域和二級數據主題域。相關數據涉及到SG-CIM的12個主題域中6個主題域，包括設備、資產、電網、安全、綜合和人員，數據庫中的主要數據內容包括：供電電壓合格率、裝置生產廠家、供電電壓歷史、橫向集成、供電電壓極值、電壓監測裝置信息、裝置參數、供電電壓統計、運行信息、告警事件以及主站系統數據。通過采用SOA方法對數據庫進行數據模型的設計。數據模型（圖1）。數據模型的設計基于PI3000平臺業務對象動態建模技術，能夠使數據模型進行靈活調整和擴充，便于主站系統面向未來無功電壓管理、電能質量接入等需求。數據采集范圍包括A類、B類、C類和D類供電電壓監測點，其中A類為帶地區供電負荷的變電站10（6）KV母線電壓,B類為35（66）KV專線供電和110KV及以上供電的用戶端電壓。C類為35（66）KV非專線供電的和10（6）KV供電的用戶端電壓，D類為380/220V低壓網絡和用戶端的電壓。

3 結語

供電電壓自動采集系統實現了對電壓監測裝置的臺賬、運行及校驗等方面的閉環管理，規范了電壓監測裝置的日常運維，利于對電壓監測裝置及時進行故障或缺陷處理，有效減少電壓監測裝置的異常處理時間，保障裝置的可靠運行，提高電壓監測裝置壽命，同時有效減少主變有載調壓分接開關調節次數和電容器投切次數，延長設備服役時間，切實提高電壓合格率，確保電網安全優質運行，一定程度地提升電力一二次設備、用電設備的壽命，確保電網安全、優質、經濟運行。

[1] 國家電網生技改[2009]133號，國家電網公司電力系統電壓質量和無功電力管理規定[S]，2009.

[2] 國家電網公司.智能電網技術標準體系規劃[R].北京：國家電網公司，2010.

TM76

A

1671-0711（2016）12（上）-0164-02