安徽懷寧縣配電監測系統研究與建設

李偉根

摘 要：隨著國民經濟的發展和人民生活水平的提高以及用戶依法維權意識的增強，用戶對電能質量的要求越來越高。因此，確保電能質量日益成為供電部門實現自身發展的內在要求。安徽懷寧縣康巴什配電監測系統的研究與建設，可以減少停電范圍，縮短停電時間，改進供電質量，提高供電可靠性，提升供電能力，降低配電網損。減小停電對社會生產造成的影響，將提高區域內的客戶服務水平，有效地加強供電企業與用戶之間的溝通和交流，提高政府和百姓對電力行業的滿意程度，從而樹立良好的社會形象。取得非?？捎^的經濟效益與社會效益。

關鍵詞：配電網 供電質量 系統拓撲結構 C/S架構 B/S架構

中圖分類號：TM76 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）12（c）-0057-03

1 安徽懷寧縣配電管理現狀分析

（1）安徽懷寧縣供電網特點。采用輻射狀供電網絡，存在網架分段不合理且饋線數比較少的問題。雖然有的配電網架使用了手拉手的線路來進行互聯，但其饋線的備用容量很低，以致當配電網運行出現故障時，不能轉帶對側的有效負荷，造成大面積區域停電。若從同一變電站的母線引出兩條饋線，進行手拉手聯絡，則會出現備用能力降低，供電可靠性不足的問題。諸如此類缺陷，嚴重影響了系統應發揮出來的固有能力。

（2）管理問題。配電監測認識不足，由于配電監測不僅涵蓋了廣泛的內容，而且涉及到很多的部門，因此，各部門或多或少都會存在“盲人摸象”的現象。此外，配電監測的應用功能是不可能一次全面實現的，而是需要在一定基礎上持續應用才能深化其使用技術?？傊褪菍ε潆姳O測不具備準確的功能定位，僅在處理故障功能上還比較先進，規劃不統一，未形成長期有效的應用機制。

（3）應用對象不明確。對配電監測認識不清，沒有準確的定位，應用主體不明確，不能滿足配電網調度、生產、運行和管理的需要?？傊潆娮詣踊瘺]有發揮其功能，供電公司也未獲得應有的收益。

2 安徽懷寧縣配電監測系統方案設計

2.1 系統組成

整個系統設計為3部分：一是裝設在線路上的終端設備；二是GPRS移動數據通訊網；三是在供電局內的主站系統。系統總體結構如圖1所示。

主站系統將實現所有終端（公變、專變終端）的數據采集與公變、專變用戶檔案、參數等相關管理功能，以及相關應用功能，主要包括遠程抄表、預購電、有序用電、用電監測、用電數據統計分析等功能，同時能通過接口實現與營銷系統、配電生產管理系統的檔案同步，并能通過接口或共享中間數據庫的方式實現對其他系統（營銷系統、配電生產管理系統、TMR系統）的數據共享。

2.2 主站軟件設計原則

（1）可靠性。該系統設計通過雙通信服務器互為備份的方式保證了系統一旦出現故障時，備用通信服務器可以接過所有的工作，從而保證系統監控及采集數據的不間斷進行。

該系統設計采用雙服務器掛接磁盤陣列作為數據庫的存儲設備，通過冗余備份來確保數據不丟失。

（2）安全性。系統安全性管理分為兩個方面：一是系統內部的安全性管理，即限定內部各相關部門及工作人員的操作權限范圍，只允許具有操作權限的人員能夠進行相關操作。該系統軟件擁有完善的安全認證機制，在技術上具有只有通過了認證的人員才能夠對系統進行操作，且只能操作其所擁有權限的功能。二是該系統與外部網絡環境交互的安全性管理，即保證系統不被網絡上的非法訪問者及病毒攻擊。該系統在系統內網與外部網路的接口部分部署了防火墻，采用先進的網絡過濾技術，杜絕非法網絡訪問，并對公共數據庫實行授權用戶只讀訪問，對非授權用戶予以拒絕。

（3）實用性。設計從實際出發，以實用為原則。人機對話采用最直觀的形象化表達，全圖形界面，Windows風格，操作直觀簡練，以保證系統良好的可操作性。

（4）先進性。配網系統是一項包括計算機技術、工業控制技術、無線通信與數據通信技術的一種復雜的綜合性系統，因而，從資源配置到功能設置都采用了當前最先進的主流計算機技術，包括三層客戶/服務器模式（C/S）、瀏覽器/服務器模式（B/S）、大型商用數據庫等。這些都是先進的開放式系統，在保持系統使用主流先進系統的同時也具有一定的超前性，并且便于系統以后的更新和升級。

（5）兼容性與移植性。該系統嚴格遵循國家有關標準，在統一標準的前提下，允許不同廠商的同類產品兼容使用，并預留下充分的接口，隨時擴充以兼容來自其他系統的數據或向其他系統共享數據。在設計階段充分考慮市場競爭，絕不允許針對性的設置采購實施壁壘。

2.3 系統組網

主站系統采用雙機雙網結構組成，包括2臺數據采集及數據存儲服務器，以及若干臺用電管理工作站和若干應用工作站。系統通過多種方式（GPRS、CDMA、以太網）監控現場終端，采集采集點的實時數據，并每日定時采集各采集點數據；當采用GPRS或CDMA信道和終端通信時，系統通過防火墻與GPRS/CDMA公網連接以保證系統安全。系統通過企業內部網和專門的WEB服務器，向用電MIS發布數據，并獲取SCADA的數據用于線損計算和管理。

2.4 軟件架構設計

配電監測系統采用J2EE、C#和Delphi設計以及網絡分布式數據處理，在設計系統時充分考慮系統的可移植性，所有的服務、訪問接口及各模塊實現均遵循Windows標準。系統的設計采用C/S和B/S相結合、分層分模塊的模式，分為數據采集控制、數據分析應用、數據共享訪問接口三大部分，即數據采集控制采用C/S結構，包括通信服務器、應用服務器、后臺工作站、前置機、定時任務模塊、協議解釋模塊等，它主要職責就是進行各種檔案的錄入、通信通道管理、權限管理等管理任務，負責通信任務處理，實現定時巡測系統運行工況、實時和歷史數據采集、處理事件上報、各種采集或控制指令下達等，它通過關鍵節點（通信服務器和數據庫服務器）進行雙機熱備的方式來保證系統數據采集的完整性和準確性，控制指令能安全可靠地下達執行；數據分析應用采用B/S結構，它主要是對系統采集的數據進行各種統計、分析、對比，分析電網狀況和客戶用電情況，提供各種統計分析報表和曲線，為生產管理等各部門提供技術支持。數據訪問接口使其他系統可以采集該系統數據或該系統采集其他系統數據，從而實現數據共享，使用電數據可以發揮最大的作用。目前采用UDP、WEBSERV ICE、中間數據庫等方式實現訪問接口。

2.5 系統數據流向圖

圖3是數據流向圖。配電監測系統采集終端（配變、專變）數據，通過中間件和公共中間數據庫的方式共享數據給其他系統，同時從其他系統獲取基本檔案信息。圖3中指示了用電現場管理系統在配變監測系統中的作用。

3 配電監測系統主要功能

配變監測系統支持原用電現場管理系統的所有功能，圖4是用電現場管理系統功能框圖。

（1）運行管理。系統提供完善的運行管理功能，使得操作員能夠通過圖形界面方便地管理整個系統。如，用電設備檔案管理、權限管理、通信管理等。系統提供完整的流程對資產進行管理，并提供制定設備巡視計劃功能；能夠實時監控系統運行狀況，對于終端和主站運行過程中出現的情況，都能以聲光報警的方式做出反應；能夠記錄通信信道的工作情況，可以記錄終端的每一次通信數據，用來分析通信情況，并能夠統計系統的可用率等數據。系統提供制作有序用電方案，經審批的有序用電方案可以在用電緊張時期對用戶實行限電，保障電網安全。

（2）數據采集功能。通過Internet以及GPRS數據網與配網設備進行通訊，自動采集終端的運行數據（可以靈活定制采集數據，包括有無功功率、功率因數、有無功電量、有無功止碼、有無功最大需量、電流電壓及統計數據、功率統計數據、無功補償數據、諧波數據等），監測系統所有通信節點運行狀況。

（3）控制功能。系統能對遠方終端設備實行多種控制，如，直接拉合閘、保電、功率控制、電量控制等。

（4）異常監測。通過485接口對多功能電能表信息的讀取或交流采樣數據，實現對計量回路和表計狀態的實時監測或歷史數據分析，對監測內容進行判斷，并自動記錄異常事件并告警。

（5）故障處理。系統對終端設備故障提供錄入、處理，并對分析異常進行分級查詢、處理，提供終端設備某段時間內的故障情況統計，為日常維護提供方便。

（6）數據分析。對于采集回來的數據，系統能夠進行數據統計分析，生成各類統計分析報表，供用戶更好的使用。

4 安徽懷寧配電監測系統建設總結

安徽懷寧配電監測系統經過周密的規劃設計和建設實施，系統建成2年以來，無論從管理水平、服務用電管理質量等各方面都有了非常突出的成績，通過智能化管理手段的建設，降低了人工勞動力成本，減少了大量的運維公共交通支出，供電可靠性有過去的95%，提升到現在的99.7%，取得了非?？捎^的經濟效益和社會效益。

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