電力系統監控和數據采集系統研究

任劍峰 任亮民

摘要：隨著深入推進電力體制改革、建設能源互聯網、實施大數據創新應用等國家戰略的推進，計量傳統業務向新型業務拓展，營銷業務向社會化全業務鏈延伸。跨專業協同持續深化，對電力系統監控和數據采集系統的支撐能力提出新的要求。面對新形勢新挑戰，全面總結采集系統建設的基本情況和主要成效，梳理系統建設過程中的不足，分析面臨的外部形勢，結合業界成熟的新技術，提出新一代電力系統監控和數據采集系統。

關鍵詞：電力系統監控;數據采集系統

1用電采集系統現狀

1.1數據存儲

數據庫讀寫性能存在瓶頸。采集系統建設規模不斷擴大，系統日數據量處理增多，需要采集的數據呈線性增長，傳統關系型數據庫在數據入庫、讀取效率等方面均存在性能瓶頸，無法滿足數據存儲及應用開展的需要。同時，龐大數據量對數據備份造成很大壓力，數據庫備份耗時越來越長，數據恢復可能需要花費數以天計的時間，影響核心業務的開展。

1.2數據采集服務

數據采集服務主要負責通訊前置、報文解析、數據入庫。在海量數據接入的情況下，高峰負荷期間，單臺采集前置需要處理的通訊報文數量可能是現在的幾十倍乃至上百倍，對采集前置的并發處理能力帶來巨大壓力。雖然當前采集前置一般采用分布式架構，但每個采集節點承擔了任務生成、邏輯控制以及數據入庫等多個業務，造成單個節點承擔的業務過于繁重，尤其是數據入庫效率更是限制了采集前置的線性擴展能力。

1.3主站應用

主站應用主要是實現采集業務流程管理以及基于采集數據開展的數據查詢、數據統計分析等相關應用。主要存在的問題是接口缺乏有效管理，加大采集系統負載壓力。采集系統為其他業務應用系統提供大量的數據支撐，目前眾多接口采用的方式不盡相同，各業務系統間數據需求存在交叉，一對一方式的接口應用導致接口開發重復無度，對采集系統本身造成了很大的接口服務壓力，影響采集系統對外提供數據。

2 數據采集系統與監控系統的研究

電力系統定期從RTU數據采集數據是它的基本功能，大多數查詢系統都是在電力系統數據采集模式下獲得信息，在接收主站RTU的請求之前將數據傳輸到主站RTU，發送的查詢請求狀態依據數據值的集合或超出范圍的增量變化。這種方法的主要優點是縮短主站的數據傳輸時間，平均負載的通信線路也比較優越，然而通信線路必須有足夠的帶寬水平來抑制電力系統中的干擾，快速提供更加準確的數據。數據收集過程是一個特殊的過程，這些子過程為：在采集數據的基礎上，研究RTU的迅速變化;定期輪詢RTU主站數據;發送必要的數據到第一站RTU主體;錯誤數據傳輸控制單元產生的數據轉換;通過覆蓋上一錯誤狀態校正現有數值庫中的原始數據。

2.1 信息顯示

數據信息顯示是對檢索數據庫中的數據和實時監測數據進行篩選，并結合采集系統提供的原始數據顯示在屏幕上。在索引頁（或菜單）上允許操作人員運用光標定位技術顯示各種類型的同一系統，這樣的功能大大降低了時間和空間的限制，鍵盤標識符和其他的媒體CRT顯示器可以有效顯示相關數據。利用動態模擬盤來收集信息，主要是因為電力系統內部變化有分布模擬的顯示板上顯示模擬數據比較重要。

2.2 電力系統的監測

電力系統的監督操作可以采用遠程方法包括選擇發電廠或變電站的自動處理系統實現設備選型和實現打開開關的選擇，要避免未選定設備的操作或不發送操作指令等錯誤，這是在數據采集系統中的一個重要的監控和設計步驟，實現高水平的安全性需求。

2.3 信息存儲和報告

電力系統的監控狀態和數據記錄操作過程中的一項重要任務的保護是電力系統的正常運行，通過精確的記錄以滿足未來的要求和統計的電動操作系統的預測和規劃設計等。數據記錄通常是實現電力系統運程操作的重要方法，但是要按一定的間隔周期預選的數據集，并將其存儲在一個文件中，這個存儲點通常是固定的，但在某些特殊情況下需要獲取的儲存信息更加頻繁。歷史監控文件和數據采集系統的各種信息源表綜合一起，提供有效的數據狀態報告。基于這些文件保存歷史數據，以處理各種格式的電力系統報表，如具體的運行日期、月份和年度報告等。如果出現特殊情況，斷路器打開狀態會獲得一個異常的記錄事件，掌握數據的正確率和中心RTU查詢的獨立循環。當發生異常事件，主站發送報警信號開啟RTU的活躍狀態，因此時間精度的基礎值對RTU基于事件的序列，還會涉及大量分散的RTU主站。

2.4 數據計算

在電力變壓器數值計算過程中，加熱變壓器和負荷測量之間的密切聯系是最常見的變壓器讀數，一般來說計量單位都是兆瓦，沒有電流（單位為安培）就不會的準確的監測數據，由下式（MVA）=（MW）+（2，2）定期計算實時數據，通過比較標稱值解讀布爾代數的離散點或集點。

2.5報警處理

告訴運行人員發生了異常事件并報告發生的時間、站號、設備和事件的實質，一般稱為報警處理。它有多種報警處理及表示方式。處理方法的細節大都被納入監控及數據采集系統中的一個功能塊中。最常用的報警處理輸出是按時間先后排列，顯示在CRT報警表、打印機硬復制輸出和語音報警中。運行人員確認報警之后，立即把運行狀態直接轉到與其相關的運行位置，進行人工直接干預。

3 結語

總之，電力采集系統需要滿足電力用戶的相關數據采集和計算分析以及用電參數的實時監控同時還需要對采集到的信息和數據進行匯總、加工、分析深度挖掘內在需求為供電公司提供更及時有效的數據信息，充分發揮采集系統的及時性、靈活性和準確性的技術要求，未電力發展提供準確可靠的數據，未企業管理人員的決策提供可靠數據支持，便于及時分配各種資源提高企業的效率和經濟效益。

參考文獻

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