電能量實時采集和監(jiān)控管理系統(tǒng)的應用

1、 53ELECTRIC POWER IT2008年 第 6卷 第 4期ELECTRIC POWER IT解 決 方 案0引言近年來隨著電力營銷業(yè)務的日 益創(chuàng)新和市場拓展,為對電力購售 環(huán)節(jié)進行統(tǒng)一管理,實現(xiàn)客戶現(xiàn)場 電能量信息的集中采集和分析應 用,新型的電能量實時采集與監(jiān)控 系 統(tǒng) 建 設 應 運 而 生 。1系統(tǒng)需求分析(1用電信息的及時收集和掌 握 。 為 了 加 快 電 費 結 算 周 期 , 分 析 和 預測電力市場的變化,需要及時有 效的集中收集客戶用電各類負荷電 量數(shù)據,掌握用戶的用電高峰和低 谷及用戶的有功功率、 無功功率、 功 率因數(shù)、 電流、 電壓等用電參數(shù) ,同 時也可以

2、作為實施負荷控制的數(shù)據 參 考 。(2電 力 負 荷 的 集 中 監(jiān) 控 。 為 了 實現(xiàn)有序 用 電 管 理 , 保 障 電 網 供 需 平 衡 和 減 少 用 戶 停 電 損 失 , 需 要 實 施 客戶 側 用 電 負 荷 的 集 中 監(jiān) 控 管 理 。(3客 戶 用 電 信 息 服 務 和 需 求 側 管 理 服 務 。 為 了 實 現(xiàn) 優(yōu) 質 服 務 , 需 要 密切溝通供電企業(yè)與客戶間的信息 交流,通過對客戶用電現(xiàn)場信息的 采集和分析結果的共享服務,供電 企業(yè)可指導和監(jiān)督客戶推行需求側 管理項目, 提高終端能源消費效益。同時,對電能計量設備工作狀況的 監(jiān)控,強化客戶側電能計量設備運

3、 行監(jiān)控,對客戶用電現(xiàn)場所發(fā)生的 計量異?，F(xiàn)象要求能夠得到及時監(jiān) 控,發(fā)出相應的告警提示和為事件 處 理 提 供 分 析 數(shù) 據 依 據 。(4配電線路線損管理的需要。 配電線路線損管理需要對配電線路 上客戶側電能消耗信息進行同時數(shù) 據采集,既需要在同一時刻完成配 電線路上的專用配變客戶和公用配 變的電量數(shù)據進行集中收集,才能 分 析 得 到 真 實 的 線 路 損 耗 。電力生產流程和需求關系如圖 1所示。2系 統(tǒng) 結 構2.1系統(tǒng)構架電能量采集及負荷監(jiān)控系統(tǒng)的 運行平臺采用“C/S” (即客戶/服 務器與 “B/S” (即瀏覽器/服務器 相結合的三層體系結構,為應用系 統(tǒng)建立一個分布處理的

4、、操作方便 的 運 行 環(huán) 境 。系 統(tǒng) 通 過 GPRS/CDMA 通 信 網絡、采用專線組網方式將負荷管 理終端、GPRS/CDMA 數(shù)據采集處 理中心、 前臺應用工作站3個部分的 通信有機地連接起來,保證數(shù)據通 信的實時性。如圖2所示。采集終端將電表計量的數(shù)據通 過 GPRS/CDMA 網絡傳輸?shù)綌?shù)據中 心,數(shù)據中心將電能計量數(shù)據通過 與電力公司中心機房的專線將數(shù)據電 能 量 實 時 采 集 和 監(jiān) 控 管 理 系 統(tǒng) 的 應 用侯應龍(定西供電公司營銷部,甘肅定西743000摘 要:從市場的發(fā)展和營銷購售環(huán)節(jié)進行統(tǒng)一管理的需要出發(fā),綜述了地市公司 建設新型電能量實時采集與監(jiān)控系統(tǒng)所涉及

5、的功能規(guī)范和實用化的進程。該系統(tǒng)是 利用現(xiàn)代網絡技術和通信技術(GPRS/CDMA公共通信網絡,實現(xiàn)遠程抄表、反竊 電、電費催收、預購電、電能質量監(jiān)測、用電負荷分析、W E B 信息發(fā)布、分析統(tǒng)計 以 及 與 其 他 系 統(tǒng) 的 接 口 等 一 系 列 功 能 , 以 提 高 營 銷 管 理 與 服 務 水 平 。 關 鍵 詞 :電 能 量 實 時 采 集 與 監(jiān) 控 系 統(tǒng) ; 功 能 特 點 ; 實 用 化 5 5ELECTRIC POWER IT2008年 第 6卷 第 4期ELECTRIC POWER IT解 決 方 案統(tǒng)的運行效率。數(shù)據存儲管理系統(tǒng) 還具備數(shù)據的備份與恢復功能,以 降

6、低系統(tǒng)的運行風險,減少因硬件 故障而造成的損失,所以一般采用 熱 備 份 的 方 式 。(2系 統(tǒng) 實 時 運 行 監(jiān) 控 平 臺 。 系 統(tǒng)實時運行監(jiān)控平臺,主要完成主 站與采集終端的通信, 數(shù)據的采集、 負荷控制、設備管理及現(xiàn)場的事件 響 應 處 理 。(3系 統(tǒng) 數(shù) 據 應 用 平 臺 。 系 統(tǒng) 數(shù) 據應用平臺是以實現(xiàn)綜合應用分析 為主的平臺,在數(shù)據平臺上通過數(shù) 據的處理和挖掘,實現(xiàn)全網的網損 計算、 電能量管理、 用電監(jiān)查、 防竊 電、 營銷決策技術支持, 營銷自動化 技術支持等應用功能,同時將采集 的數(shù)據進行數(shù)據歸整并通過Web 頁 面或自動生成報表進行數(shù)據和相關 應用的發(fā)布,并為

7、營銷系統(tǒng)及生產 管 理 各 部 門 提 供 所 需 的 各 類 數(shù) 據 。2.3數(shù)據接口原理接口系統(tǒng)主要是共享電能量系統(tǒng)的數(shù)據以滿足其他應用系統(tǒng)的需 求, 如營銷系統(tǒng)抄表算費, 由于接口 系統(tǒng)涉及到的是不同的應用系統(tǒng), 所以接口的開發(fā)必須對要業(yè)務非常 熟悉,并且接口程序向現(xiàn)有或遺留 的軟件應用程序提供服務,而無需 改變原來的應用程序,從而使這些 應用程序完全可以運行在這種服務 環(huán)境下接口開發(fā)必須有參與系統(tǒng)互 連的系統(tǒng)開發(fā)人員約定相應的數(shù)據 字典, 數(shù)據表結構或方法、 參數(shù)、 量 綱及返回結果。系統(tǒng)根據約定的數(shù) 據發(fā)送方法,數(shù)據格式及返回信息 進行數(shù)據處理,正如數(shù)據傳輸規(guī)約 一樣,按照約定的格式

8、進行數(shù)據處 理,當某個或多個服務在設計或實 現(xiàn)中發(fā)生改變時,服務應用程序之 間的交互不會因此而中斷,而且采 用的接口編寫語言要具有對可以讓 任何平臺上的用任何語言編寫的服 務進行交互并交將將應用程序功能 概念化成任務,從而形成面向任務 的開發(fā)和工作流,并且使現(xiàn)有的應用程序能適應不斷變化的業(yè)務條件 和 客 戶 需 求 。2.4主站硬件及軟件的配置數(shù)據庫配置:硬件配置采用 IBMX3950服務器,主要配置為:CPU:IntelXeon3.6G ×8;內 存:8G;硬盤:SCSI73G ×6;磁 盤陣列:IBMDS4300RAID1+0; 網絡 :Gigabit以太網卡。軟件配置

9、 :操作系統(tǒng) :Windows 2003或UNIX ; 數(shù)據庫軟件 :Oracle 9i; Web 系統(tǒng):Weblogic9.2。3系統(tǒng)具有的功能3.1數(shù)據采集功能數(shù)據采集功能是電能量采集及 監(jiān)控系統(tǒng)最重要的功能,也是其他 高級應用分析功能的基礎,所需要采 集 的 數(shù) 據 主 要 有 :(1負 荷 數(shù) 據 。 定 時 自 動 或 隨 機采集和處理終端保存的電能表總有 功、 無功功率等數(shù)據, 生成日、 月負 荷等所需信息,此類數(shù)據主要為負 荷分析, 平衡供需關系, 保證電力供 應、 保障重點企業(yè)用電、 居民生活用 電, 提供技術參數(shù)依據。(2電 能 表 數(shù) 據 。 系 統(tǒng) 采 集 回 來 的電能

10、量數(shù)據可以作為電費結算的 依 據 。 通 過 集 中 自 動 采 集 , 使 得 電 力 企業(yè)能準確有效的統(tǒng)計計算電能量 及電費, 及時收取電費。 另外, 通過 對電能量的準時自動抄收能有效地 掌握供、 配電網的運行情況, 生成總 加 有 功 、 無 功 電 能 量 曲 線 。 同 時 可 及 時發(fā)現(xiàn)異常情況, 迅速加以解決, 提 高配網運行水平、 降低線損。 (3電能質量數(shù)據及工況數(shù)據。 定時自動或隨機采集各電能監(jiān)測點 的電壓、功率因數(shù)、諧波成份等數(shù) 據, 以便對電能質量進行統(tǒng)計分析。 出現(xiàn)問題及時采集相應必要措施, 保證電能質量水平。隨時采集開關 狀態(tài)、 電能表運行工況, 及時掌握各終端運

11、行情況、及時了解用戶用電 情況、 電能表運行狀況, 發(fā)現(xiàn)故障及 時處理、保證負荷管理系統(tǒng)正常有 效的運行。3.2控制功能控制功能是電能量實時采集與 監(jiān)控系統(tǒng)的基本功能,它通過遠方 遙控和多種當?shù)亻]環(huán)控制功能 ,有 效控制用戶用電負荷,從而達到平 衡供需矛盾,充分發(fā)揮現(xiàn)有電能的 經濟和社會效益。(1電能量定值閉環(huán)控制。主站 可根據系統(tǒng)要求,向終端預設月電 量定值、 用戶購電量定值、 催費電量 定值,以實現(xiàn)用電營銷系統(tǒng)中預購 電業(yè)務及向用戶催費業(yè)務等功能。 (2遠程遙控控制。遠程遙控可 分為:緊急限電、 計劃限電2種。 3.3應用分析功能(1基本數(shù)據查詢?；緮?shù)據查 詢提供一次數(shù)據和二次數(shù)據的查

12、詢, 主要有原始表碼查詢, 即現(xiàn)場電 表示數(shù)的數(shù)據查詢,包括表碼、電 壓、 電流, 功率等;采集上來的表碼數(shù) 據通過計算, 換算成一次數(shù)側數(shù)據, 使得管理部門對用戶的基本用電情 況有明確的了解, 同時系統(tǒng)應提供 完整的自動報表, 由系統(tǒng)按照需求 定期生成報表 , 提供給各生產部門 。 (2負荷分析。按行業(yè)、 線路、 管 理機構和用戶等顯示某個時間段的 負荷曲線,并且可以對比顯示相同 時間段的負荷曲線,用于比較負荷 變化,統(tǒng)計出日、月、年等負荷數(shù) 據,根據負荷曲線和統(tǒng)計分析結 果,靈活制定用戶的負荷控制策 略,實現(xiàn)有序用電管理 、削峰平谷,保障電網供需平衡,提高用電管理水平 。(3電量分析。通過

13、電量分析, 可以查詢每日, 每月的電量情況, 并且進行同期電量數(shù)據對比,從而及時分析出用電異常用戶,可作為防竊電分析的有效手段;比如,與歷史同期(日、 周、 月 相比, 電量相差過大;功率不為零, 電量為零;總電量與峰平谷之和相差過大;計量回路與監(jiān)測回路的電量相差過大等異常。(4電能質量分析。根據采集回的電能質量數(shù)據(電壓合格率和停電平均時間, 每日電壓曲線、 功率因數(shù)等 , 實現(xiàn)日、 月、 季、 年等時間段對原始數(shù)據進行統(tǒng)計和分析、功率因數(shù)統(tǒng)計分析、 電壓合格率統(tǒng)計分析、供電可靠性統(tǒng)計分析等,實現(xiàn)對電能質量監(jiān)控的管理。3.4數(shù)據共享功能通過數(shù)據接口或中間庫方式與電力營銷管理信息系統(tǒng)、電力客服

14、服務系統(tǒng)以及電力生產管理部門實現(xiàn)信息數(shù)據共享,做到各系統(tǒng)間的無縫連接,保證數(shù)據的實時性及正確性,擴大整個系統(tǒng)的使用范圍及功能。如圖4所示。4系統(tǒng)的功能特點系 統(tǒng) 的 功 能 特 點 概 括 起 來有:(1 可靠性與穩(wěn)定性相結合 ;(2 準確性與完整性相結合 ; (3 開放性與安全性相結合 ; (4 實用性與擴展性相結合; (5 先進性與成熟性相結合 ; (6一庫兩平臺。在上述總體原則的指導下,系 統(tǒng)的建設在主站方面主要是做好 “一 庫兩平臺” 的建設, 具體為 :一庫 :數(shù) 據存儲管理的數(shù)據庫, 前期可以以大 型關系數(shù)據庫(RMDB 為主, 隨著應 用的發(fā)展可以逐步擴展、 過渡為數(shù)據 倉庫(DataWarehouse為主, 以利于 在營銷現(xiàn)代化工作中開展多維分析 (OLAP、 商務智能(BI 方面的應用 ; 兩平臺 :指實現(xiàn)遠程數(shù)據通信采集和 監(jiān)控為主的通信采集平臺和實現(xiàn)綜 合應用分析為主的應用分析平臺。 5結語電力負荷監(jiān)控系統(tǒng)作為省、市、 縣區(qū)電力企業(yè)電力 電量管理的較佳技 術管理手段之一,其方法越來越體 現(xiàn)出它的優(yōu)越性和先進性, 如何應用 和完善發(fā)展該系統(tǒng), 將是今后努力工 作的方向。未來的電力市場和需求管 理要求必須建立一個投資少、 功能強、 易擴充, 準確性、 可靠性高, 運行費 用低, 便