基于統(tǒng)一數(shù)據(jù)流管理機(jī)制的中低壓配電網(wǎng)分析輔助系統(tǒng)

1、基于統(tǒng)一數(shù)據(jù)流管理機(jī)制的中低壓配電基于統(tǒng)一數(shù)據(jù)流管理機(jī)制的中低壓配電網(wǎng)分析輔助系統(tǒng)網(wǎng)分析輔助系統(tǒng)劉杰榮 孔祥軒 陳黎麗 張?zhí)觳?曲金?！菊?要】為解決當(dāng)前配網(wǎng)改造工作缺乏支撐平臺(tái)的問題，結(jié)合配網(wǎng)設(shè)備改造工作的實(shí)際特點(diǎn)，通過應(yīng)用流程標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)和工作流技術(shù)，設(shè)計(jì)并系統(tǒng)構(gòu)建了基于統(tǒng)一數(shù)據(jù)流管理機(jī)制的中低壓配電網(wǎng)分析輔助系統(tǒng)，包括配電網(wǎng)信息管理、現(xiàn)狀分析及增容改造三個(gè)子模塊。實(shí)際應(yīng)用表明，該系統(tǒng)能有效提高中低壓配電網(wǎng)設(shè)備現(xiàn)狀分析和設(shè)備改造分析的業(yè)務(wù)能力，增強(qiáng)配網(wǎng)生產(chǎn)臺(tái)賬數(shù)據(jù)維護(hù)的實(shí)用性?！娟P(guān)鍵詞】配網(wǎng)分析輔助系統(tǒng)；數(shù)據(jù)流；統(tǒng)一數(shù)據(jù)管理；協(xié)同工作；設(shè)備改造1.引言配電系統(tǒng)是城市現(xiàn)代化建設(shè)的重要基礎(chǔ)設(shè)施，

2、具有投資大、設(shè)備多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、對(duì)用戶供電可靠性影響大等特點(diǎn)。同發(fā)電和輸電系統(tǒng)相比，我國(guó)的配電系統(tǒng)基礎(chǔ)還比較薄弱；同發(fā)達(dá)國(guó)家配電系統(tǒng)相比，我國(guó)配電系統(tǒng)還存在損耗高、供電質(zhì)量差、供電可靠性低等顯著問題。由于配電系統(tǒng)規(guī)模龐大、設(shè)備眾多，對(duì)于我國(guó)一個(gè)中等規(guī)模的城市來說，其配電線路往往達(dá)到數(shù)百上千條之多，而相關(guān)配電設(shè)備更是數(shù)以萬計(jì)，采用手工方式很難對(duì)設(shè)備改造項(xiàng)目的具體設(shè)備問題給予跟蹤。近年來，隨著電力企業(yè)信息化建設(shè)的不斷深入，各類配電生產(chǎn)信息系統(tǒng)逐步投入運(yùn)行，這在一定程度上促進(jìn)了配網(wǎng)運(yùn)行管理水平的提升，同時(shí)也積累了一定量的實(shí)際數(shù)據(jù)。由于缺乏對(duì)配網(wǎng)設(shè)備的現(xiàn)狀情況進(jìn)行分析的支撐工具，配網(wǎng)基層生產(chǎn)人員和各級(jí)管

3、理人員一般很難了解到電網(wǎng)所存在的設(shè)備問題數(shù)量及所占比例，難以對(duì)設(shè)備改造項(xiàng)目給出切實(shí)有效的審核意見。為此，本文結(jié)合配網(wǎng)設(shè)備改造工作的實(shí)際特點(diǎn)，首先對(duì)各供電分區(qū)（a、b、c、d、e、f 類）的技術(shù)規(guī)范進(jìn)行細(xì)化，為區(qū)（縣）公司與供電所的設(shè)備現(xiàn)狀分析工作提供明確的技術(shù)數(shù)據(jù)判斷標(biāo)準(zhǔn)；然后研發(fā)基于統(tǒng)一數(shù)據(jù)流管理機(jī)制的中低壓配電網(wǎng)分析輔助系統(tǒng)，基于工作流技術(shù)，將配電網(wǎng)設(shè)備分析流程固化到信息系統(tǒng)中，使配電網(wǎng)現(xiàn)狀分析和配網(wǎng)改造工作能夠規(guī)范化、制度化和網(wǎng)絡(luò)化，提升配電網(wǎng)改造建設(shè)集約化、一體化管理能力。2.業(yè)務(wù)背景2.1 中低壓配電網(wǎng)分析工作范圍中低壓配電網(wǎng)分析工作按照統(tǒng)一準(zhǔn)則、分級(jí)管理的原則，建立由供電所-區(qū)（縣

4、）供電局-地市供電局三級(jí)“至下而上”的標(biāo)準(zhǔn)化工作業(yè)務(wù)流程，明確各級(jí)單位、部門相關(guān)人員工作職責(zé)，明確業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)走向，規(guī)范基礎(chǔ)數(shù)據(jù)填報(bào)規(guī)則。將現(xiàn)有配電網(wǎng)各方面數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗和完善，實(shí)現(xiàn)對(duì)配網(wǎng)現(xiàn)狀設(shè)備分析，并生成設(shè)備問題明細(xì)，為申報(bào)設(shè)備改造項(xiàng)目提供數(shù)據(jù)支撐，與此同時(shí)跟蹤和匯總各類設(shè)備存在的具體問題解決情況。2.2 配電網(wǎng)分析工作與其他業(yè)務(wù)部門之間的數(shù)據(jù)聯(lián)系配電網(wǎng)分析工作涉及的業(yè)務(wù)部門包括上下級(jí)生技部、同級(jí)計(jì)劃發(fā)展部、基建部、檢修部以及生產(chǎn)運(yùn)行部門和調(diào)度管理部門等等，各部門間的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)聯(lián)系如圖1 所示。2.2.1 上下級(jí)生技部門之間的聯(lián)系（1）供電所供電所的數(shù)據(jù)分析工程師首先導(dǎo)入配網(wǎng)生產(chǎn)設(shè)備信息、饋線和配

5、變的負(fù)荷信息?；趯?dǎo)入的配網(wǎng)生產(chǎn)設(shè)備信息，加工生成各類設(shè)備安全隱患，同時(shí)完成其他相關(guān)信息的維護(hù)工作。完成配網(wǎng)分析統(tǒng)計(jì)及配變?cè)鋈莞脑煜嚓P(guān)工作。（2）區(qū)（縣）供電局區(qū)（縣）供電局配網(wǎng)分析工程師完成所屬下級(jí)單位配網(wǎng)分析成果及相關(guān)數(shù)據(jù)的校核。相關(guān)工作成果上報(bào)地市供電局。（3）地市供電局地市供電局配網(wǎng)分析管理人員完成配網(wǎng)設(shè)備分析，形成設(shè)備問題明細(xì)，并將相關(guān)成果發(fā)給省公司生技部。2.2.2 與計(jì)劃發(fā)展部之間的聯(lián)系（1）向同級(jí)計(jì)劃發(fā)展部提供設(shè)備現(xiàn)狀問題明細(xì)。（2）計(jì)劃發(fā)展部提供能解決設(shè)備現(xiàn)狀問題的相關(guān)電網(wǎng)規(guī)劃項(xiàng)目的項(xiàng)目編碼。2.2.3 與營(yíng)銷計(jì)量之間的聯(lián)系（1）獲取配變負(fù)荷和饋線負(fù)荷數(shù)據(jù)2.2.4 與基建部

6、之間的聯(lián)系（1） 將計(jì)劃發(fā)展部不能解決的設(shè)備問題明細(xì)提供給基建部。（2） 基建部提供能解決設(shè)備現(xiàn)狀問題的相關(guān)基建項(xiàng)目的項(xiàng)目編碼。2.2.5 配網(wǎng)分析數(shù)據(jù)內(nèi)部流轉(zhuǎn)流程本文研發(fā)的配電網(wǎng)分析輔助系統(tǒng)的核心業(yè)務(wù)主要包括信息管理、現(xiàn)狀分析和改造分析，相關(guān)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流程如圖 2 所示。圖 2 配網(wǎng)分析任務(wù)管理工作流程圖基于上述業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)功能包括：（1）信息管理信息管理包括對(duì)所獲取的用于配網(wǎng)設(shè)備分析的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、中間結(jié)果數(shù)據(jù)和現(xiàn)狀設(shè)備規(guī)模數(shù)據(jù)的管理，如對(duì)于來自配網(wǎng)生產(chǎn)系統(tǒng)的各類設(shè)備數(shù)據(jù)、配變和線路的電壓等級(jí)信息、設(shè)備安全隱患及其他信息等的維護(hù)管理。（2）現(xiàn)狀分析根據(jù)拓?fù)潢P(guān)系對(duì)當(dāng)前配電網(wǎng)各類設(shè)備以饋線（

7、變電站）為單位匯總其規(guī)模，如架空線路長(zhǎng)度、電纜線路長(zhǎng)度、公變臺(tái)數(shù)及容量、專變臺(tái)數(shù)及容量等信息。對(duì)配電網(wǎng)各類設(shè)備現(xiàn)狀所存在的問題進(jìn)行分析，并以報(bào)表的形式形成設(shè)備問題明細(xì)，為設(shè)備項(xiàng)目改造的生成提供數(shù)據(jù)支撐。（3）改造分析相關(guān)業(yè)務(wù)部門根據(jù)設(shè)備問題明細(xì)創(chuàng)建能夠解決相應(yīng)問題的項(xiàng)目信息（項(xiàng)目編碼）。系統(tǒng)按照項(xiàng)目類型（基建、技改、修理）和改造年份兩個(gè)維度匯總項(xiàng)目能夠解決設(shè)備問題數(shù)量及占比，方便管理人員總體把握掌握項(xiàng)目的實(shí)施成效情況。3.總體框架采用基于.net 平臺(tái)的 c/s 架構(gòu)，客戶端具體包括界面規(guī)則層、業(yè)務(wù)邏輯層、數(shù)據(jù)儲(chǔ)存層，服務(wù)端端主要提供數(shù)據(jù)庫服務(wù)（數(shù)據(jù)存儲(chǔ)采用 oracle 數(shù)據(jù)庫）。分別運(yùn)行在

8、客戶端計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器二個(gè)硬件物理組成部分上，如圖 3 所示。圖 3 系統(tǒng)總體框架系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用組件化的分層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)思想，設(shè)計(jì)的組件具有預(yù)制性、封裝性、透明性、互操作性、通用性等特征，便于快速地組裝完成不同的業(yè)務(wù)功能。系統(tǒng)支持基于軟件和硬件代理的應(yīng)用集群，保證在應(yīng)用集群下所有應(yīng)用節(jié)點(diǎn)保持應(yīng)用的一致性。根據(jù)信息系統(tǒng)安全性的要求，系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)為基于網(wǎng)絡(luò)版的客戶端方式，系統(tǒng)訪問和功能全程使用進(jìn)行軟加密控制。4.系統(tǒng)功能本文開發(fā)的中低壓配電網(wǎng)分析輔助系統(tǒng)，主要用于支撐配電網(wǎng)現(xiàn)狀設(shè)備問題的分析及設(shè)備改造情況的跟蹤，具體模塊包含：信息管理、現(xiàn)狀分析和改造分析。以下簡(jiǎn)要介紹各模塊的主體功能。4.1 信息管

9、理為支撐配電網(wǎng)現(xiàn)狀分析與改造工作，信息管理模塊主要實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有配電網(wǎng)各方面數(shù)據(jù)（如生產(chǎn)系統(tǒng)等）的接口、數(shù)據(jù)清洗和數(shù)據(jù)完善功能。信息管理模塊首先獲取現(xiàn)有的配網(wǎng)生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)（mis）中的主要設(shè)備信息，如架空線路、電纜線路、配電變壓器、電容器以及各類開關(guān)設(shè)備的信息等?？紤]到配電網(wǎng)現(xiàn)狀分析與改造業(yè)務(wù)工作的需要，信息管理模塊還提供對(duì)這些設(shè)備的屬性完善編輯功能，如針對(duì)“斷路器柜”設(shè)備提供添加“是否為不能操作且無法進(jìn)行維修的短路器柜”（默認(rèn)為“否”）、“需更換柜內(nèi)電壓互感器數(shù)量”（默認(rèn)為“0”）等相關(guān)信息的功能，以解決配網(wǎng)生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)中缺乏描述設(shè)備現(xiàn)狀性能問題的相關(guān)信息這一問題，提高數(shù)據(jù)的實(shí)用性。此外，

10、信息管理模塊還從數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)（scada/ems）獲取 10kv 饋線和配變負(fù)荷數(shù)據(jù)，同時(shí)獲取具有 10kv 出線的變電站主變信息。4.2 現(xiàn)狀分析現(xiàn)狀分析模塊以信息管理模塊中獲取得到的各類設(shè)備數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，通過設(shè)置分析條件（如饋線和配變重/過載、饋線和臺(tái)區(qū)電壓不合格、各類設(shè)備運(yùn)行年限過長(zhǎng)設(shè)置），輔助完成對(duì)配電網(wǎng)現(xiàn)狀各方面可能存在問題的分析診斷。以設(shè)備問題明細(xì)報(bào)表的形試給出，為申報(bào)設(shè)備改造項(xiàng)目提供數(shù)據(jù)支撐。4.3 改造分析改造分析模塊以設(shè)備改造項(xiàng)目信息和增容改造項(xiàng)目明細(xì)為基礎(chǔ)，跟蹤項(xiàng)目解決設(shè)備問題的情況。該模塊提供按項(xiàng)目類型（基建、技改、修理）和改造年份兩個(gè)維度，以饋線（變電站）為單位

11、統(tǒng)計(jì)和匯總所有項(xiàng)目總體上能夠解決的設(shè)備問題數(shù)量及占比。5.系統(tǒng)在佛山市南海供電局的實(shí)際應(yīng)用目前中低壓配電網(wǎng)分析系統(tǒng)已在佛山市南海供電局及下屬部分供電所上線試點(diǎn)運(yùn)行，開展中低壓配網(wǎng)改造分析工作。系統(tǒng)試點(diǎn)運(yùn)行半年以來，已輔助完成該局 5 個(gè)批次的配網(wǎng)問題梳理和配網(wǎng)改造項(xiàng)目上報(bào)工作，大大提升了配網(wǎng)分析工作的工作效率，同時(shí)也在一定程度上解決了配網(wǎng)設(shè)備問題上報(bào)不全面、不準(zhǔn)確、不規(guī)范、不統(tǒng)一等問題，提高了相關(guān)工作的效率。6.結(jié)論為解決當(dāng)前配網(wǎng)改造工作缺乏支撐平臺(tái)的問題，結(jié)合配網(wǎng)設(shè)備改造的實(shí)際工作特點(diǎn)，基于工作流技術(shù)，本文設(shè)計(jì)并系統(tǒng)構(gòu)建了基于數(shù)據(jù)流管理業(yè)務(wù)流轉(zhuǎn)的中低壓配網(wǎng)分析系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫計(jì)算機(jī)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的有效閉環(huán)流轉(zhuǎn)，形成了一個(gè)綜合實(shí)用的配網(wǎng)分析支撐平臺(tái)。依托該系統(tǒng)良好數(shù)據(jù)維護(hù)機(jī)制，結(jié)合計(jì)算機(jī)快速計(jì)算、大容量存儲(chǔ)的優(yōu)勢(shì)，該系統(tǒng)可以為配電網(wǎng)的設(shè)備分析和設(shè)備改造工作提供了有效支撐工具，提高信息共享效率和配電網(wǎng)分析管理工作的科學(xué)性。在廣東佛山南海供電局的應(yīng)用表明，該系統(tǒng)能夠提高配電網(wǎng)現(xiàn)狀分析和設(shè)備改造分析工作的規(guī)范化和工作效率。參考文獻(xiàn)：1 楊泓，李剛，韓建軍，等.城市配電網(wǎng)規(guī)劃及存在問題分析 j 內(nèi)蒙古電力技術(shù)，2009，27（5）：1-5.2 楊