電能計(jì)量裝置品級評價(jià)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

王兆軍，矯 真 ，張仲耀，劉麗君 ，王振華

（1.國網(wǎng)山東省電力公司電力科學(xué)研究院，山東 濟(jì)南 250003；2.國網(wǎng)山東武城縣供電公司，山東 德州 253300）

電能計(jì)量裝置品級評價(jià)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

王兆軍1，矯 真2，張仲耀1，劉麗君1，王振華1

（1.國網(wǎng)山東省電力公司電力科學(xué)研究院，山東 濟(jì)南 250003；2.國網(wǎng)山東武城縣供電公司，山東 德州 253300）

為客觀評價(jià)和反映電能計(jì)量裝置運(yùn)行質(zhì)量水平，設(shè)計(jì)了一套電能計(jì)量裝置品級評價(jià)系統(tǒng)。通過對電能計(jì)量裝置品級的智能評價(jià)，實(shí)現(xiàn)對電能計(jì)量裝置品級多維分析和持續(xù)改進(jìn)，以及對電能計(jì)量裝置品質(zhì)預(yù)測和預(yù)警。應(yīng)用證明，本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了電能計(jì)量裝置品級評價(jià)數(shù)據(jù)的集中管理，能夠全面、準(zhǔn)確、客觀評價(jià)電能計(jì)量裝置的品級品質(zhì)水平。

電能計(jì)量裝置；品級評價(jià)；指標(biāo)體系

0 引言

目前公司用電信息采集系統(tǒng)建設(shè)快速發(fā)展，當(dāng)前在運(yùn)電能計(jì)量裝置的總數(shù)量數(shù)以億計(jì)，新型智能電能表、采集終端、互感器、計(jì)量箱等產(chǎn)品大量推廣應(yīng)用，計(jì)量裝置水平大幅提升，有效提升了公司精益化管理水平。

建設(shè)省級的電能計(jì)量裝置品級評價(jià)體系，將有利于電能計(jì)量裝置品級評價(jià)管理機(jī)制的常態(tài)運(yùn)行，有利于計(jì)量裝置全壽命周期薄弱環(huán)節(jié)的及時(shí)發(fā)現(xiàn)，有利于運(yùn)行質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)的提前防范。

但目前缺少客觀評價(jià)當(dāng)前電能計(jì)量裝置運(yùn)行質(zhì)量水平的工具和方法，造成目前電能計(jì)量裝置運(yùn)維、改造、更換等工作缺少科學(xué)指導(dǎo)和具體依據(jù)。為提升電能計(jì)量裝置品質(zhì)管理的規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化水平，設(shè)計(jì)開發(fā)了一套電能計(jì)量裝置品級評價(jià)系統(tǒng)。

1 現(xiàn)狀及存在的問題

1.1 缺少全面的電能計(jì)量品質(zhì)評價(jià)體系

近年來，隨著省級計(jì)量中心建設(shè)的完成，實(shí)現(xiàn)了計(jì)量裝置的資產(chǎn)、管理與業(yè)務(wù)的集約化。省級計(jì)量中心生產(chǎn)調(diào)度平臺［1］與資產(chǎn)全壽命周期的上線運(yùn)行從信息化上實(shí)現(xiàn)了計(jì)量資產(chǎn)的“統(tǒng)一采購、集中檢定、集中倉儲、統(tǒng)一配送”的目標(biāo)，以及計(jì)量資產(chǎn)全壽命周期［2］各環(huán)節(jié)的跟蹤管理。但目前缺少基于MDS、營銷業(yè)務(wù)應(yīng)用、用電信息采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上的計(jì)量裝置品質(zhì)評價(jià)體系，不能客觀評價(jià)和反映系統(tǒng)電能計(jì)量裝置運(yùn)行質(zhì)量水平。

1.2 電能計(jì)量業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)分散

由于近年來的信息化建設(shè)頻度加快，造成對于業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)分離在不同信息化系統(tǒng)中，品級指標(biāo)數(shù)據(jù)采集和來源往往由于各種原因缺乏監(jiān)控，也沒有建立一套行之有效的關(guān)于指標(biāo)數(shù)據(jù)合理性、完整性的校驗(yàn)分析機(jī)制，導(dǎo)致電能計(jì)量裝置品級評價(jià)指標(biāo)數(shù)據(jù)缺少。

因此，有必要建設(shè)電能計(jì)量裝置品級評價(jià)體系，客觀評價(jià)和反映電能計(jì)量裝置運(yùn)行質(zhì)量水平，在實(shí)際工作中科學(xué)指導(dǎo)電能計(jì)量裝置的運(yùn)維、改造、輪換等工作，為公司的投資導(dǎo)向提供客觀依據(jù)。

2 設(shè)計(jì)原則

為保證所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)在國內(nèi)相應(yīng)領(lǐng)域內(nèi)具有領(lǐng)先的技術(shù)水平，本系統(tǒng)主要采用國際先進(jìn)、成熟的IT成果，同時(shí)結(jié)合國網(wǎng)山東省電力公司電力營銷經(jīng)驗(yàn)和實(shí)踐成果。在系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)過程中，主要遵循以下設(shè)計(jì)原則。

資源全整合原則。充分分析MDS、用電信息采集系統(tǒng)、SG186營銷業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)等，尋找與計(jì)量裝置品級評價(jià)業(yè)務(wù)融合點(diǎn)，全面集成與計(jì)量裝置品級相關(guān)的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對計(jì)量裝置品級數(shù)據(jù)全面管理。

指標(biāo)全覆蓋原則。充分分析和梳理計(jì)量裝置品級的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)、流程和效能等影響因素，找出相關(guān)的所有節(jié)點(diǎn)，建設(shè)覆蓋全專業(yè)的計(jì)量裝置品級評價(jià)指標(biāo)體系。

體系全適用原則。結(jié)合國家電網(wǎng)公司計(jì)量裝置相關(guān)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和運(yùn)行工藝標(biāo)準(zhǔn)等要求，充分考慮現(xiàn)狀與差異，制定統(tǒng)一普遍適用的電能計(jì)量裝置品級評價(jià)指標(biāo)體系。

分析多維度原則。通過對不同渠道、項(xiàng)目的多部門協(xié)同和支撐分析，對不同計(jì)量裝置類型和不同供電區(qū)域的短板和流程分析，找出影響計(jì)量裝置品級的短板，提出改進(jìn)建議和措施。

數(shù)據(jù)源管理原則。對于設(shè)備配置水平標(biāo)準(zhǔn)、施工工藝評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)采錄評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)備質(zhì)量評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)等短板，尋找各業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)的環(huán)境、資源、方法等深層次原因。通過設(shè)定異常數(shù)據(jù)處理規(guī)則，實(shí)現(xiàn)異常數(shù)據(jù)自動處理，減少人工工作量，確保系統(tǒng)支撐數(shù)據(jù)從源頭上準(zhǔn)確。

業(yè)務(wù)全閉環(huán)原則。從電能計(jì)量裝置工作實(shí)際出發(fā)，按照評價(jià)、改善、提升、再評價(jià)的過程，實(shí)現(xiàn)對電能計(jì)量裝置品質(zhì)全過程閉環(huán)管理，使總部、網(wǎng)省、地市、縣公司各層級服務(wù)工作的日常管理在控。

3 電能計(jì)量裝置品級評價(jià)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路與架構(gòu)

圖1為電能計(jì)量裝置品級評價(jià)系統(tǒng)架構(gòu)，該系統(tǒng)將電能計(jì)量裝置的設(shè)備配置水平、施工工藝、數(shù)據(jù)采錄、設(shè)備質(zhì)量等信息通過中間庫同步模式，將MDS、SG186營銷業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)、采集系統(tǒng)等業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)同步到計(jì)量業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)集成中心中間庫中，并根據(jù)評價(jià)規(guī)則需要將數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗、匯總，然后通過執(zhí)行評價(jià)任務(wù)存儲過程形成評價(jià)結(jié)果。

圖1 電能計(jì)量裝置品級評價(jià)系統(tǒng)架構(gòu)

電能計(jì)量裝置品級評價(jià)系統(tǒng)的基礎(chǔ)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)來源于省級計(jì)量中心生產(chǎn)調(diào)度平臺、營銷業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)、用電信息采集系統(tǒng)。計(jì)量裝置品級評價(jià)系統(tǒng)制定計(jì)劃后，將計(jì)劃信息和計(jì)劃明細(xì)記錄寫入中間庫，并通知營銷業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)和用電信息采集系統(tǒng)處理。營銷業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)、用電信息采集系統(tǒng)每天定時(shí)將完成或變更的計(jì)劃明細(xì)信息寫入中間庫中。然后依據(jù)各類指標(biāo)的監(jiān)測與分析模型，對計(jì)量裝置品質(zhì)數(shù)據(jù)過程進(jìn)行監(jiān)測分析，對分析結(jié)果進(jìn)行評價(jià)，并給出改善建議。

根據(jù)廠家、裝置類別和評價(jià)頻度，展示電能計(jì)量裝置品級綜合指數(shù)、品級評價(jià)綜合指數(shù)趨勢、評價(jià)情況文字概述、品級質(zhì)量指標(biāo)指數(shù)及下級指標(biāo)趨勢。

3.2 電能計(jì)量裝置品級評價(jià)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

3.2.1 OGG數(shù)據(jù)庫同步技術(shù)

Oracle Golden Gate （OGG）數(shù)據(jù)庫同步技術(shù)［3］是一種基于日志的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)復(fù)制備份軟件。設(shè)計(jì)的品級評價(jià)系統(tǒng)通過OOG技術(shù)解析計(jì)量生產(chǎn)調(diào)度平臺、營銷業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)、用電信息采集系統(tǒng)這些源數(shù)據(jù)庫在線日志和歸檔日志獲得數(shù)據(jù)的增量變化，然后將這些變化應(yīng)用到計(jì)量業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)品級評價(jià)系統(tǒng)所用的數(shù)據(jù)與源數(shù)據(jù)庫 （計(jì)量生產(chǎn)調(diào)度平臺、營銷業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)、用電信息采集系統(tǒng)）中數(shù)據(jù)相一致，為后續(xù)電能計(jì)量裝置的評價(jià)模型提供完整準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息。

圖2 電能計(jì)量裝置品級評價(jià)系統(tǒng)數(shù)據(jù)同步技術(shù)

本系統(tǒng)中采用的OGG數(shù)據(jù)庫同步技術(shù)不但支持Oracle數(shù)據(jù)之間的數(shù)據(jù)同步，如圖2所示，同時(shí)還支持不同架構(gòu)數(shù)據(jù)庫之間的數(shù)據(jù)同步，如Date-Base2、Sysbase、Microsoft SQL Server等目前比較主流的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用，具有很高的兼容性。

3.2.2 系統(tǒng)分析法模型評價(jià)技術(shù)

評價(jià)模型將影響因素分類分級，共分為4級指標(biāo)。一級指標(biāo)包括電能表、計(jì)量互感器、采集終端、開關(guān)設(shè)備、計(jì)量箱（屏、柜）、接線安裝和二次回路共6類［4］；二級指標(biāo)按照不同設(shè)備的運(yùn)行特征進(jìn)行不同設(shè)置，包括設(shè)備配置、設(shè)備質(zhì)量、運(yùn)行環(huán)境、施工工藝、數(shù)據(jù)采錄等；三、四級指標(biāo)根據(jù)對設(shè)備運(yùn)行的具體影響因素設(shè)置不同層級的評價(jià)項(xiàng)目。各級指標(biāo)分配有相應(yīng)的權(quán)重，一、二級指標(biāo)的設(shè)置和評價(jià)權(quán)重見表1，三、四級指標(biāo)的評價(jià)權(quán)重參見不同設(shè)備的具體權(quán)重。

本系統(tǒng)主要采用系統(tǒng)分析法［5］進(jìn)行指標(biāo)評價(jià)，將待評價(jià)的電能計(jì)量裝置按照設(shè)備類別分為電能表、互感器等6個(gè)評價(jià)部分，并按照不同設(shè)備類別進(jìn)行細(xì)分。例如，電能表可以細(xì)分為設(shè)備配置、設(shè)備質(zhì)量、數(shù)據(jù)采錄3個(gè)評價(jià)子項(xiàng)，每個(gè)評價(jià)子項(xiàng)都分配不同的評價(jià)權(quán)重。每個(gè)評價(jià)子項(xiàng)都可以用具體的統(tǒng)計(jì)指標(biāo)進(jìn)行描述細(xì)分，直到形成最后的評價(jià)結(jié)果。

表1 電能計(jì)量裝置品級評價(jià)系統(tǒng)評價(jià)指標(biāo)權(quán)重

3.2.3 Weblogic中間件技術(shù)

Weblogic是美國Oracle公司出品的一個(gè)基于JavaEE架構(gòu)的中間件，處于操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫之上，應(yīng)用軟件之下。主要是目的是為上層的應(yīng)用軟件提供運(yùn)行和開發(fā)環(huán)境，幫助用戶靈活、高效地開發(fā)和集成各種復(fù)雜應(yīng)用程序。Weblogic中間件也是當(dāng)前最具優(yōu)勢的開發(fā)、集成、部署和管理大型分布式Web應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用和數(shù)據(jù)庫應(yīng)用的Java應(yīng)用程序。

品級評價(jià)系統(tǒng)使用Java編程語言進(jìn)行開發(fā)，基于JavaEE應(yīng)用架構(gòu)，通過weblogic中間件技術(shù)實(shí)現(xiàn)線程的動態(tài)管理并與計(jì)量業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)集成中心數(shù)據(jù)庫進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。同時(shí)，也可以通過weblogic集群與負(fù)載均衡服務(wù)器共同實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡，單一實(shí)例失敗時(shí)通過應(yīng)用程序故障轉(zhuǎn)移保證評價(jià)系統(tǒng)仍可繼續(xù)進(jìn)行作業(yè)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的高可用性和高可靠性。

圖3 電能計(jì)量裝置品級評價(jià)系統(tǒng)中間件技術(shù)

3.3 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

電能計(jì)量裝置品級評價(jià)系統(tǒng)功能組成如圖4所示，具體功能模塊包括指標(biāo)庫管理、措施經(jīng)驗(yàn)庫管理、品質(zhì)分析、異常數(shù)據(jù)管理、品質(zhì)改造、品質(zhì)評價(jià)、綜合展現(xiàn)、報(bào)告報(bào)表管理8部分內(nèi)容。

圖4 電能計(jì)量裝置品級評價(jià)系統(tǒng)功能組成

品質(zhì)評價(jià)。品質(zhì)評價(jià)是指通過匯總各項(xiàng)評價(jià)數(shù)據(jù)，對電能計(jì)量裝置品級進(jìn)行客觀評價(jià)，幫助管理層全面掌握電能計(jì)量裝置的整體運(yùn)行水平。包括品級綜合評價(jià)、品級單項(xiàng)評價(jià)、自定主題評價(jià)3種類型。

品質(zhì)分析。根據(jù)電能計(jì)量裝置品級評價(jià)結(jié)果，通過設(shè)備配置水平分析、施工工藝分析、數(shù)據(jù)采錄分析、設(shè)備質(zhì)量分析，對電能計(jì)量裝置品級進(jìn)行評價(jià)分析，為電能計(jì)量裝置質(zhì)量改進(jìn)、輪換與改造提供決策信息。

預(yù)警管理。通過電能計(jì)量裝置品質(zhì)分析出的異常情況，進(jìn)行預(yù)警提示。主要包括預(yù)警等級設(shè)置、預(yù)警閥值管理、預(yù)警事件識別3部分。

品質(zhì)改善。品質(zhì)改善是指對評價(jià)過程中發(fā)現(xiàn)的計(jì)量裝置問題制定改善方案、跟蹤改善過程、并評估改善結(jié)果，實(shí)現(xiàn)對電能計(jì)量裝置水平的持續(xù)改進(jìn)。包括問題識別、改進(jìn)措施制定、改進(jìn)措施執(zhí)行、改進(jìn)措施評估。

綜合評價(jià)展示。綜合評價(jià)展示是指對設(shè)備配置水平標(biāo)準(zhǔn)、施工工藝評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)采錄評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)備質(zhì)量評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)指數(shù)進(jìn)行真實(shí)、實(shí)時(shí)、全方位展示，為管理者評估當(dāng)前工作效果及未來工作部署方向提供輔助依據(jù)及數(shù)據(jù)支持。包括品級評價(jià)綜合展示、品級評價(jià)單項(xiàng)展示。

措施經(jīng)驗(yàn)庫管理。措施經(jīng)驗(yàn)庫管理是指對計(jì)量裝置品質(zhì)評價(jià)過程中的改進(jìn)措施和典型經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行統(tǒng)一的管理和應(yīng)用，為實(shí)現(xiàn)計(jì)量裝置管理水平的持續(xù)改進(jìn)提供支持。包括措施庫管理、典型經(jīng)驗(yàn)庫管理、指標(biāo)管理。指標(biāo)管理是指根據(jù)電能計(jì)量裝置品質(zhì)評價(jià)工作要求，采用層次結(jié)構(gòu)構(gòu)建覆蓋設(shè)備配置水平標(biāo)準(zhǔn)、施工工藝評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)采錄評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)備質(zhì)量評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)體系，并對其進(jìn)行管理。包括指標(biāo)庫管理、指標(biāo)體系管理、報(bào)告報(bào)表管理。對計(jì)量裝置品級評價(jià)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析，并以報(bào)表、報(bào)告形式展現(xiàn)。包括品質(zhì)簡報(bào)管理、品質(zhì)綜合報(bào)告管理、多維報(bào)表查詢、模板管理。

4 系統(tǒng)應(yīng)用效果

設(shè)計(jì)的電能計(jì)量裝置品級評價(jià)系統(tǒng)如圖5所示，自2016年上線以來，在國網(wǎng)山東省電力公司17家地市公司進(jìn)行了推廣應(yīng)用，取得了良好的效果。

圖5 電能計(jì)量裝置品級評價(jià)系統(tǒng)主界面示意

構(gòu)建了標(biāo)準(zhǔn)化的電能計(jì)量裝置品級評價(jià)體系。按照國網(wǎng)公司品級評價(jià)建設(shè)的工作要求及評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，依托山東公司多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，全面梳理電能計(jì)量裝置品級評價(jià)指標(biāo)體系，從電能計(jì)量裝置全壽命周期自身規(guī)律的角度，建立公司統(tǒng)一的電能計(jì)量裝置品級評價(jià)指標(biāo)體系。

實(shí)現(xiàn)智能實(shí)時(shí)的電能計(jì)量裝置品質(zhì)評價(jià)功能。通過省、地市、縣公司3級單位的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了全面、客觀、準(zhǔn)確地評價(jià)省、市、縣公司電能計(jì)量裝置品級品質(zhì)水平，實(shí)現(xiàn)電能計(jì)量裝置品級及時(shí)的智能評價(jià)。

5 結(jié)語

設(shè)計(jì)的電能計(jì)量裝置品級評價(jià)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了電能計(jì)量裝置品級評價(jià)數(shù)據(jù)集中管理，實(shí)現(xiàn)電能計(jì)量裝置品級評價(jià)、分析與改善、再評價(jià)的閉環(huán)管理。對于電能計(jì)量裝置的運(yùn)維、改造、輪換等實(shí)際工作，以及日后公司的投資導(dǎo)向有重要意義。

［1］丁濤，徐二強(qiáng)，劉忠，等.省級計(jì)量中心生產(chǎn)調(diào)度平臺的設(shè)計(jì)［J］.電氣應(yīng)用，2012，31（9）：34-37，48.

［2］吳華，孫愷霞，婁云，等.基于MDS系統(tǒng)的電能計(jì)量資產(chǎn)全壽命周期管理流程及策略［J］.物流技術(shù)，2015，34（1）：254-257.

［3］賈海軍.一種基于OGG方式進(jìn)行數(shù)據(jù)遷移的研究［J］.軟件，2015，36（5）：140-144.

［4］黃俐萍，王卉，杜衛(wèi)華.電能計(jì)量裝置運(yùn)行評價(jià)方法研究［J］.華東電力，2014，42（11）：2 322-2 326.

［5］王志會.電能計(jì)量裝置改造項(xiàng)目綜合后評價(jià)模型及其應(yīng)用研究［D］.重慶：重慶大學(xué)，2007.

Design and Realization of Grade Evaluation System for Electric Energy Metering Devices

WANG Zhaojun1，JIAO Zhen2，ZHANG Zhongyao1，LIU Lijun1，WANG Zhenhua1
（1.State Grid Shandong Electric Power Research Institute，Jinan 250003，China；2.State Grid Wucheng Power Supply Company，Dezhou 253300，China）

In order to evaluate the operational quality level of the electric energy metering devices，a set of grade evaluation system for energy metering devices is designed.Through the intelligent evaluation of the grade of electric energy metering devices，the system can realize the multi-dimensional analysis and continuous improvement of the energy metering devices grade.The system can also realize the quality prediction and warning of energy metering devices.The application shows that the system can realize the centralized management of the grade evaluation data of the electric energy metering device，and can evaluate the grade quality level of the electric energy metering device comprehensively，accurately and objectively.

electric energy metering devices；grade evaluation；index system

TM933

B

1007－9904（2017）12－0045－05

2017-06-28

王兆軍（1983），男，工程師，從事電能計(jì)量工作。