電能計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行工況監(jiān)控管理技術(shù)的研究及應(yīng)用

吳曉強(qiáng)

（廣州供電局有限公司，廣東 廣州 510730）

電能計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行工況監(jiān)控管理技術(shù)的研究及應(yīng)用

吳曉強(qiáng)

（廣州供電局有限公司，廣東 廣州 510730）

電能計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)是一個(gè)集多種功能為一身的電能計(jì)量應(yīng)用平臺(tái)，在實(shí)際的電力供應(yīng)中有著極其重要的作用。然而目前由于對(duì)電能計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)的主站系統(tǒng)以及其終端的異常監(jiān)控技術(shù)的欠缺，致使電能計(jì)量數(shù)據(jù)采集時(shí)常會(huì)發(fā)生數(shù)據(jù)不完整的現(xiàn)象，難以達(dá)到業(yè)務(wù)要求，因此需要加強(qiáng)電能計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行狀況方面的監(jiān)控。基于此，本文首先介紹了電能計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)的現(xiàn)狀，進(jìn)而對(duì)電能計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)的構(gòu)成、監(jiān)控平臺(tái)以及監(jiān)控功能的有效實(shí)現(xiàn)進(jìn)行詳細(xì)地探討分析。

電能計(jì)量；自動(dòng)化系統(tǒng)；工況監(jiān)控

隨著國(guó)家電力企業(yè)的發(fā)展，在城市電網(wǎng)轉(zhuǎn)型以及農(nóng)村電網(wǎng)的改造工作中都取得較大的發(fā)展，同時(shí)也積極地對(duì)電能計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)技術(shù)進(jìn)行了推廣，隨著電網(wǎng)的整體自動(dòng)化發(fā)展，電能計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)不但是電力企業(yè)的售點(diǎn)監(jiān)視工具，同時(shí)也是電力營(yíng)銷部門計(jì)費(fèi)的主要依據(jù)。因此探究電能計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行工況監(jiān)控管理技術(shù)的研究及應(yīng)用具有重要的意義，以下是具體內(nèi)容。

一、電能計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)現(xiàn)狀

隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，企業(yè)和居民對(duì)于電力的需求日益增大，促進(jìn)了整個(gè)電力企業(yè)的發(fā)展，電能計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)呈現(xiàn)出單表數(shù)據(jù)量持續(xù)增加、單位時(shí)間入庫(kù)數(shù)據(jù)量增加以及數(shù)據(jù)庫(kù)需保存數(shù)據(jù)不斷增大的現(xiàn)狀，這些都在很大程度上增加了電能計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)的工作量。

電能計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)的電能數(shù)據(jù)監(jiān)控、采集和分析以及計(jì)量的管理工作對(duì)主站系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集的終端穩(wěn)定性都有著很高的要求，如果穩(wěn)定性難以保障會(huì)致使整個(gè)電能計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)功能難以開展，然而目前電能計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)缺少有效的故障監(jiān)控方式以及性能分析和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的方式，進(jìn)而難以保障電能計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)工作的正常運(yùn)行，亟須得到有效的改善。

二、電能計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)構(gòu)成分析

從組成而言，電能計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)可分為電能采集終端、電能表、自動(dòng)化主站以及采集通道4個(gè)組成部分，從功能而言可以分為以下幾個(gè)組成部分：

（一）用電較大客戶管理系統(tǒng)

用電較大客戶的管理系統(tǒng)主要是對(duì)用電大戶使用的電荷進(jìn)行管理，對(duì)其終端的電量數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，同時(shí)對(duì)電負(fù)荷進(jìn)行控制。該系統(tǒng)不但可以實(shí)現(xiàn)負(fù)載的監(jiān)控、監(jiān)視和測(cè)量，同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程抄表的作業(yè)。

（二）變電站遙測(cè)計(jì)量系統(tǒng)

由于目前變電站使用的電表數(shù)量眾多，而且生產(chǎn)廠家不一，致使標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格也不一，要實(shí)現(xiàn)這些電表的數(shù)據(jù)采集，需要使用一種同時(shí)兼容多個(gè)通道、多種電表和電量的采集終端，而這便是變電站遙測(cè)計(jì)量系統(tǒng)。在變電站遙測(cè)計(jì)量系統(tǒng)采集終端中主要使用音頻通道實(shí)現(xiàn)與電能計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)的通信。

（三）配變檢測(cè)管理系統(tǒng)

配變監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)主要用于公用變壓器的線損計(jì)算和分析，在其精度方面沒有用電較大客戶管理系統(tǒng)的精度高，但其優(yōu)勢(shì)在于可通過無線通道實(shí)現(xiàn)對(duì)公用變壓器的電能質(zhì)量、負(fù)荷和停電信息的遠(yuǎn)程監(jiān)控。

（四）居民集中抄表系統(tǒng)

居民集中抄表系統(tǒng)是一個(gè)采集器和電能采集終端相配合使用的系統(tǒng)。在城市或鄉(xiāng)鎮(zhèn)等用較為集中的區(qū)域采用485線實(shí)現(xiàn)電能數(shù)據(jù)的采集；而在農(nóng)村等用戶較為分散的區(qū)域采用混載方式或者電力線載波的方式實(shí)現(xiàn)電能數(shù)據(jù)的采集。該系統(tǒng)同時(shí)還具備遠(yuǎn)程電表控制器的繼電器功能，能夠做到對(duì)居民用戶進(jìn)行相應(yīng)的遠(yuǎn)程拉合閘操作。

（五）數(shù)據(jù)采集終端

數(shù)據(jù)采集終端是電能計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)中極其重要的組成部分，其主要包括公共變壓器、用電大客戶、居民集中抄表和變電站的數(shù)據(jù)終端，對(duì)電能表有著電流、電壓、異常報(bào)告、負(fù)荷以及實(shí)時(shí)運(yùn)作工況等數(shù)據(jù)采集和檢測(cè)的作用。

（六）通信信道

通信信道是電能計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)主站和數(shù)據(jù)采集終端進(jìn)行通信的主要物理載體。現(xiàn)階段電能計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)支持多種多樣的通信方式，主要包括：四線專線模式、撥號(hào)模式、以太網(wǎng)或光纖模式、TCP/IP模式以及GPRS/CDMA等模式，同時(shí)也支持通信互為主被的方式。

三、電能計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行工況監(jiān)控管理平臺(tái)設(shè)計(jì)分析

（一）功能需求

電能計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行工況監(jiān)控管理平臺(tái)首先需要具備實(shí)時(shí)聲音報(bào)警和告警信息短信通知的功能，能夠?yàn)殡娔苡?jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)作情況以及數(shù)據(jù)分析提供強(qiáng)有力的分析，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)護(hù)衛(wèi)人員對(duì)于問題發(fā)現(xiàn)和處理所需時(shí)間的縮短；另一方面電能計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行工況監(jiān)控管理平臺(tái)還需要對(duì)電能計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行一體化的監(jiān)控，成為維護(hù)人員的高效監(jiān)控工具。平臺(tái)同時(shí)也應(yīng)該支持對(duì)系統(tǒng)瓶頸、服務(wù)終端和系統(tǒng)性能退化的問題的監(jiān)控發(fā)現(xiàn)，進(jìn)而保障電能計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

（二）功能設(shè)計(jì)

電能計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行工況監(jiān)控平臺(tái)是保障電能計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)正常運(yùn)行的基本組件，在配置時(shí)應(yīng)當(dāng)配置在整個(gè)系統(tǒng)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)上，同時(shí)在功能設(shè)計(jì)上也應(yīng)切實(shí)考慮系統(tǒng)的真正所需，結(jié)合實(shí)際，為電能計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)提供一體化的監(jiān)控，保障維護(hù)人員的監(jiān)控能力，進(jìn)而保障系統(tǒng)的穩(wěn)定。在對(duì)平臺(tái)進(jìn)行相應(yīng)的功能設(shè)計(jì)時(shí)需要充分地將以下幾種功能考慮其中。首先是中間件系統(tǒng)的監(jiān)控功能，主要提供對(duì)整個(gè)中間件系統(tǒng)的日志監(jiān)控、線程池監(jiān)控、內(nèi)存監(jiān)控、用戶請(qǐng)求監(jiān)控、數(shù)據(jù)庫(kù)連接監(jiān)控以及告警監(jiān)控；其次是對(duì)操作系統(tǒng)的監(jiān)控功能，需要提供windows、aix、linux監(jiān)控，以及整個(gè)操作系統(tǒng)的內(nèi)存、磁盤、進(jìn)程、網(wǎng)絡(luò)、頁面調(diào)度、系統(tǒng)負(fù)載、缺頁故障統(tǒng)計(jì)、頂級(jí)進(jìn)程排序的監(jiān)控以及日志監(jiān)控和時(shí)間監(jiān)控；再其次需要對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)也進(jìn)行有效地監(jiān)控，主要包括數(shù)據(jù)庫(kù)的拓?fù)涔芾砗腿罩镜谋O(jiān)控、歸檔監(jiān)控、告警監(jiān)控、緩存監(jiān)控、自動(dòng)存儲(chǔ)管理監(jiān)控、鎖監(jiān)控、內(nèi)存監(jiān)控、數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)例監(jiān)控、表空間監(jiān)控、RAC監(jiān)控、Undo監(jiān)控和Session監(jiān)控等；再者還需要對(duì)電能計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)的前置機(jī)以及數(shù)據(jù)采集程序進(jìn)行監(jiān)控，包括前置機(jī)的告警監(jiān)控、程序日志監(jiān)控、接入段數(shù)量監(jiān)控、隊(duì)列監(jiān)控以及系統(tǒng)的占用內(nèi)存空間；以及電能計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通道監(jiān)控，擺闊網(wǎng)絡(luò)通道的隊(duì)列監(jiān)控、日志監(jiān)控、隊(duì)列管理器監(jiān)控、錯(cuò)誤日志監(jiān)控以及隊(duì)列的性能監(jiān)控等；最后需要對(duì)電能計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)對(duì)電能計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)后臺(tái)應(yīng)用的資源狀態(tài)、進(jìn)程狀態(tài)以及告警信息和日志等信息進(jìn)行控制和監(jiān)控，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶請(qǐng)求的接收和響應(yīng)，查看整個(gè)后臺(tái)應(yīng)用的進(jìn)程執(zhí)行情況，實(shí)現(xiàn)進(jìn)程的啟止。

四、電能計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行工況監(jiān)控管理功能實(shí)現(xiàn)分析

電能計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行工況監(jiān)控管理功能的有效實(shí)現(xiàn)，分為系統(tǒng)終端數(shù)據(jù)采集監(jiān)控、采集數(shù)據(jù)分析處理和系統(tǒng)資源監(jiān)視3個(gè)部分。以下是3個(gè)部分功能實(shí)現(xiàn)的具體方式。

（一）系統(tǒng)終端數(shù)據(jù)采集監(jiān)控

對(duì)于電能計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)的終端數(shù)據(jù)采集以磁盤文件緩沖、內(nèi)存緩沖和二級(jí)緩存的方式實(shí)現(xiàn)。主要對(duì)系統(tǒng)的需量、電能量、時(shí)間、瞬時(shí)量以及凍結(jié)數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和保存的監(jiān)控，當(dāng)監(jiān)控到數(shù)據(jù)指標(biāo)存在異常時(shí)，監(jiān)控平臺(tái)會(huì)自動(dòng)對(duì)護(hù)衛(wèi)人員進(jìn)行短信通知，實(shí)現(xiàn)故障的及時(shí)發(fā)現(xiàn)和有效處理。

（二）數(shù)據(jù)分析處理

監(jiān)控平臺(tái)對(duì)終端采集數(shù)據(jù)的分析和處理主要是將其生成電負(fù)荷的曲線圖，實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)負(fù)荷情況以及負(fù)荷預(yù)測(cè)的分析。另外也對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的告警數(shù)據(jù)進(jìn)行分類的統(tǒng)計(jì)分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)電能計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)計(jì)量設(shè)備的運(yùn)行工況進(jìn)行遠(yuǎn)程巡查。

（三）資源監(jiān)視和服務(wù)調(diào)度

對(duì)電能計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)的資源監(jiān)測(cè)和服務(wù)調(diào)度主要包括對(duì)系統(tǒng)的CPU負(fù)載率、內(nèi)存使用情況、以及磁盤空間等相關(guān)的信息進(jìn)行監(jiān)控。進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)電能計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行狀況進(jìn)行合理調(diào)節(jié)，保護(hù)關(guān)鍵的進(jìn)程，結(jié)束多余的進(jìn)程，在資源出現(xiàn)任何異常時(shí)，啟動(dòng)相應(yīng)的守護(hù)程序，保障整個(gè)電能計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

結(jié)語

綜上所述，電能計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行工況監(jiān)控管理平臺(tái)可以有效地解決目前在電能計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行中出現(xiàn)的種種問題，有助于電力事業(yè)的發(fā)展。通過調(diào)查分析可知電能計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)主要由用電較大客戶管理系統(tǒng)、變電站遙測(cè)計(jì)量系統(tǒng)、配變檢測(cè)管理系統(tǒng)、居民集中抄表系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集終端和通信信道組成，在運(yùn)作中容易出現(xiàn)各種故障，需要對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)地工況監(jiān)控，而本文也從電能計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行工況監(jiān)控管理平臺(tái)的功能需求和功能實(shí)現(xiàn)兩方面對(duì)其進(jìn)行了分析，旨在日后電能計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行工況監(jiān)控管理平臺(tái)的設(shè)計(jì)能夠更加符合電能計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)的實(shí)際需要，保障電力供應(yīng)的穩(wěn)定、安全運(yùn)行。

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