基于PI系統的10kV饋線負荷監測主動告警系統的研究

摘要：利用PI系統采集SCADA系統中變電站實時監測數據的特點，實現對變電站10kV饋線負荷情況的監測以及比較，發現負荷發生突降的情況，為調度及時發現未引起變電站開關跳閘的故障情況，有效解決SCADA系統不能自動判斷配網線路柱上開關跳閘引起的故障，提高故障發現的效率，減少用戶停電時間。

關鍵詞：PI系統；負荷；調度；配網

近年來，隨著經濟的迅速發展，電網規模越來越大，變電站及10kV供電饋線越來越多。臺風、雷暴等惡劣天氣對10kV配網系統的影響越來越多的集中在10kV饋線，引起的故障往往導致線路柱上開關發生跳閘而不是變電站開關跳閘。針對上述情況，我們利用PI數據庫系統，將SCADA系統采集的數據，使用一定的邏輯判斷條件，實現對10kV饋線負荷突變情況的監測，為調控員快速發現線路負荷突變情況提供依據，提高線路故障搶修效率，減少用戶停電時間，具有較高的經濟和社會效益。

一、PI系統簡介

PI是實時數據庫系統（ Plant Information）的簡稱， 由美國OSI Software 公司開發的一套商品化實時數據庫平臺。20 世紀80年代初，OSI 公司開始開發PI 系統， 旨在建立大型的實時數據庫， 能夠以數據原形的方式長期在線儲存工廠所有的生產數據， 滿足快速、高效地進行數據采集、存儲和顯示的要求。

PI作為電力企業底層控制網絡與上層管理信息系統連接的橋梁， 在企業信息集成中扮演著特殊和重要的角色。PI系統的建設和運用，旨在更好地運用和共享SCADA/EMS、變電站綜合自動化、在線檢測、變電站電量采集、

現場用電GR等系統中的實時數據，為電網運行、技術、經營和行政管理等崗位的人員提供有力的統計、分析手段，提高決策水平。

二、主要設計思路

寧波供電公司現有的海量實時/歷史數據庫已累積多年的SCADA、ERTU等系統數據，并且本系統數據范圍只涉及奉化供電公司10kV饋線負荷及電流，因此綜合考慮本系統前端用戶交互界面采用Excel工具，通過VBA和PI系統的PI-SDK或者PI-API開發組件從底層數據庫海量實時/歷史數據庫實時獲取數據并根據用戶業務需求和邏輯算法對數據進行加工處理，篩選標記線路異常記錄，最終實現對10kV饋線負荷的實時監測和主動告警功能。

三、10kV饋線負荷監測主動告警系統

3.1、設計原則

根據需求及特性，需要遵守以下幾個原則：

（1）由于10kV饋線設備沒有關聯CIM模型，本系統需求的基礎線路設備數據無法從數據庫中自動獲取，只能通過人工維護。

（2）本系統可移植到任意有Excel和PI環境的PC機器進行運行。

（3）任何人可以查看任意報表的內容。

3.2、技術特點

奉化供電有限公司10kV饋線負荷設備較多，如出現異常經常反饋不及時，并且異常處理需要手工逐條查詢核對數據，不僅效率低下而且工作量較大。本系統通過實時獲取所有10kV饋線設備數據，能及時進行處理告警，而且由于采用Excel工具的形式，本系統可以移植到任意擁有office和PI環境的PC機器進行運行，通用性和靈活性較好，操作簡單。

3.3、系統結構和框架

整個系統分為“交互界面”“數據業務處理”“數據自動獲取”“主動告警”四大功能模塊。用戶通過Excel上的交互界面，首先對基礎線路設備和測點進行手工維護，并開啟或者停止實時監測功能，由PI-SDK/PI-API組件獲取實時歷史數據，經過VBA數據處理模塊根據用戶的業務邏輯和算法處理后返回數據顯示在Excel上并進行告警。

四、功能介紹

本系統包括用戶交互、數據自動獲取、數據業務處理、主動告警四塊功能。用戶在交互界面完成基礎線路設備和測點維護后可開啟實時監測。系統會在后臺從海量實時/歷史數據實時獲取數據進行業務邏輯處理，將數據返回顯示在Excel界面上，并對異常的線路設備進行顏色和聲音告警。本系統也可隨時中止實時監測或者基礎設備維護。線路告警條件和業務算法可由用戶提供并修改。

該系統應用實施后，可實現對奉化電網10kV線路發生較大負荷波動情況的監測，特別是故障較多的線路#1桿開關跳閘，基本可以實現此類故障監測的全覆蓋，可大大提高調度系統反應及時性和供電系統搶修的及時性，不需要等到用戶電話反映就能實現主動搶修。

五、結語

10kV饋線負荷監測主動告警系統可以有效輔助SCADA系統應對柱上開關跳閘引起負荷突變的問題，減少故障停電時間，提高配網故障搶修水平。但同時也存在一定的問題，如系統有設備新投退運時，需要人工進行維護；專線用戶本身負荷性質具備突變屬性，容易造成誤報警；無法單獨架設服務器建立數據庫，告警系統關閉的情況下無法后臺對產生故障報警進行統計。由于該系統建立在寧波公司PI系統數據庫基礎上，其他縣公司可借鑒奉化公司經驗建立自己的系統，提高配網10kV線路負荷突降的監測水平。

參考文獻：

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童城洲（1986-），男，浙江省慈溪市人，民 族：漢 職稱：工程師，學歷：大學本科。研究方向：無。