基于電力企業(yè)電力監(jiān)測管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)探究

遼寧出版集團(tuán) 張兆豐

電力作為是世界發(fā)展過程中必不可少的內(nèi)容，為人民的生活提供了極大的便利，電力的發(fā)展在時(shí)代發(fā)展過程中不可避免的發(fā)生了極大的進(jìn)步，電力行業(yè)也作為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支撐行業(yè)之一，隨著人們對電力需求的大力增加，電力相關(guān)的設(shè)施也逐步提升，更多電力設(shè)施的出現(xiàn)，也導(dǎo)致了電力設(shè)備維護(hù)與維修的成本的增加，通過對這些電力設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控，能夠有效的避免造成電力的大幅度損失，在這些環(huán)境因素的影響下，對電力監(jiān)測系統(tǒng)的發(fā)展也提出了極高的要求。通過電力監(jiān)測系統(tǒng)的提出與應(yīng)用，電力企業(yè)在發(fā)展過程中，為居民和相關(guān)客戶提供電力的時(shí)候，便捷性有所提升，電力設(shè)備的容錯(cuò)性也有所降低，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了多方面的利益共贏，目前在電力監(jiān)測系統(tǒng)軟件發(fā)展過程中，還存在一定的問題，例如軟件的種類比較多，系統(tǒng)缺乏統(tǒng)一的規(guī)劃與發(fā)展，要滿足電力監(jiān)測和管理，往往需要安裝多種類的軟件設(shè)備，才能夠?qū)崿F(xiàn)電力企業(yè)電力監(jiān)測管理系統(tǒng)的運(yùn)行，同時(shí)，這些設(shè)備在安裝過程中有部分功能存在重復(fù)，也導(dǎo)致了電力數(shù)據(jù)無法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)共享，對于優(yōu)化電力系統(tǒng)供應(yīng)產(chǎn)生了阻礙。隨著電力需求的不斷變化，電力監(jiān)測系統(tǒng)的提升和維護(hù)成本也會(huì)相應(yīng)的增加，對于電力系統(tǒng)監(jiān)測的需求也會(huì)提升，尋找一種新的電力軟件監(jiān)測管理系統(tǒng)和軟件，對于降低電力企業(yè)電力監(jiān)測管理的成本有重要的作用，目前常用的一種方式是實(shí)現(xiàn)組件化技術(shù)，通過組建化技術(shù)實(shí)現(xiàn)功能的統(tǒng)一搭建，通過更為簡短的軟件開發(fā)周期，實(shí)現(xiàn)多功能和滿足電力管理需求的功能要求的開發(fā)成果，利用組件化的技術(shù)，也大幅度的降低了軟件開發(fā)的難度，同時(shí)也降低了電力監(jiān)測軟件的故障發(fā)生率，降低了電力監(jiān)測軟件系統(tǒng)的維護(hù)成本，擴(kuò)大了電力企業(yè)的利潤空間。

1 電力監(jiān)測發(fā)展階段

電力監(jiān)測在發(fā)展過程中，歐洲是實(shí)現(xiàn)了最早對電力系統(tǒng)監(jiān)測的普及及應(yīng)用的國家，而電力監(jiān)測系統(tǒng)的最初始研究國家起源于英國，英國最早在電力系統(tǒng)中運(yùn)用監(jiān)測功能，用以降低電能的損耗，接著日本對電力監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行了進(jìn)一步的研究與開發(fā)，實(shí)現(xiàn)了音頻電力負(fù)荷控制，并將其運(yùn)用在電力監(jiān)控管理系統(tǒng)中，歐美發(fā)達(dá)國家在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行了進(jìn)一步的研究，電力監(jiān)測管理系統(tǒng)相對來說有了進(jìn)一步的完善，任然存在一定的弊端，在電力設(shè)備容錯(cuò)方面有了一定的進(jìn)步與發(fā)展，對于系統(tǒng)的故障率有所降低，且電力的電荷采集抄表方面的功能也進(jìn)一步完善，但是與電力監(jiān)測相關(guān)的一些技術(shù)任然還有很大的進(jìn)步空間，例如數(shù)據(jù)的傳輸方式和技術(shù)手段等，任然還有發(fā)揮的控制，在設(shè)備上未能實(shí)現(xiàn)通過設(shè)備的共同控制，任然需要多種設(shè)備的協(xié)同處理和管理。我國在電力監(jiān)測方面的發(fā)展較發(fā)達(dá)國家來說水平較低，在電力監(jiān)測相關(guān)技術(shù)上還存在一定的差距，我國在電力監(jiān)測上可以用四個(gè)階段來進(jìn)行概括，具體的階段內(nèi)容如下所示。

第一階段，北京、上海和沈陽等地研究國外的電力負(fù)荷管理技術(shù)，引進(jìn)并安裝了音頻控制設(shè)備，利用國產(chǎn)技術(shù)構(gòu)建了音頻和無線電的電力監(jiān)測系統(tǒng)，并在地市級城市普及。

第二階段，我們多達(dá)200個(gè)市級城市成功構(gòu)建了電力負(fù)荷控制系統(tǒng)，并向部分縣級城市輻射。

第三階段，電力負(fù)荷控制系統(tǒng)的功能偏向開始由電力負(fù)荷控制方面轉(zhuǎn)變?yōu)楣芾矸矫妫髞碛种饾u轉(zhuǎn)型為構(gòu)建一個(gè)普遍的供電標(biāo)準(zhǔn)、保證電網(wǎng)的運(yùn)行安全等方面，并增加了用電購買控制、電力使用信息服務(wù)、遠(yuǎn)程抄表控制和電能質(zhì)量監(jiān)測等管理功能。同時(shí)，通過與其他信息系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)，使得數(shù)據(jù)能夠在不同信息系統(tǒng)中傳輸，提高了電力企業(yè)的營銷管理水平。

第四階段是智能化應(yīng)用階段。由于政策原因，沿海發(fā)達(dá)地區(qū)出現(xiàn)了電力供應(yīng)緊張的情況，原有的電力負(fù)荷管理系統(tǒng)無法在一些大用電量的時(shí)段內(nèi)正常使用。國家電網(wǎng)在原電力監(jiān)測管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，使用采集到的更加全面的、實(shí)時(shí)的和正確的電力基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來創(chuàng)建電力監(jiān)測管理系統(tǒng)[1-5]。

2 電力企業(yè)電力監(jiān)測管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)框架

電力企業(yè)電力監(jiān)測系統(tǒng)中，主要功能模塊需求可以體現(xiàn)在三個(gè)方面，分別是運(yùn)行監(jiān)控、容災(zāi)運(yùn)行、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，這三個(gè)全面覆蓋了電力監(jiān)測系統(tǒng)中的所有功能需求，具體的電力企業(yè)電力監(jiān)測管理系統(tǒng)框架如圖1所示，在系統(tǒng)框架中主要試圍繞主控軟件進(jìn)行電力監(jiān)測控制管理，外部的各種通信單元通過通信接口從而實(shí)現(xiàn)與主控軟件的連接，數(shù)據(jù)庫也通過數(shù)據(jù)接口與主控軟件相連接，為主控軟件控制多方面的模塊運(yùn)行提供數(shù)據(jù)支撐，同時(shí)主控軟件可以實(shí)現(xiàn)單元組態(tài)、圖片組態(tài)的交互，也可以實(shí)現(xiàn)通信狀態(tài)、宏時(shí)圖片、綜合控制、數(shù)據(jù)記錄、時(shí)間記錄、報(bào)表等內(nèi)容的交互實(shí)現(xiàn)，為電力監(jiān)控提供技術(shù)支持。

圖1 電力企業(yè)電力監(jiān)測管理系統(tǒng)框架

2.2 運(yùn)行監(jiān)控管理

在電力監(jiān)測運(yùn)行監(jiān)控管理過程中，各個(gè)節(jié)點(diǎn)的設(shè)備運(yùn)行情況會(huì)上傳到主控系統(tǒng)中，供運(yùn)維人員進(jìn)行觀察和判斷，上傳的數(shù)據(jù)信息，以餅狀圖等數(shù)據(jù)圖表的形式進(jìn)行展示，通過可視化的平臺與手段，對這些圖表數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析，從而確定各個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)備的運(yùn)行情況，運(yùn)維人員可以從主控設(shè)備中進(jìn)行各節(jié)點(diǎn)設(shè)備的情況查看，便于運(yùn)維人員實(shí)時(shí)掌握機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行情況，出現(xiàn)故障及問題時(shí)，便于運(yùn)維人員及時(shí)的進(jìn)行處理與解決。

電力監(jiān)測運(yùn)行管理過程中，可以通過以下的幾種方式對設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)性能進(jìn)行監(jiān)控，一是可以直接查看設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀況；二是可以通過設(shè)備的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)信息進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)狀況運(yùn)行的監(jiān)測；三是可以根據(jù)設(shè)備的相關(guān)數(shù)據(jù)指標(biāo)，例如CPU狀況等數(shù)據(jù)的顯示進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)性能運(yùn)行的監(jiān)測，利用事件預(yù)警平臺以及相關(guān)的數(shù)據(jù)庫進(jìn)程與服務(wù)狀態(tài)，也可以有效的進(jìn)行關(guān)鍵性的服務(wù)器性能監(jiān)控，及時(shí)掌握電力監(jiān)測軟件的運(yùn)行情況，提出相應(yīng)的解決措施。

2.3 容災(zāi)運(yùn)行管理

電力監(jiān)測主要是提升電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行能力，并提升電力系統(tǒng)的容錯(cuò)能力，因此電力監(jiān)測系統(tǒng)必須具備的性能有以下幾點(diǎn)。

一是電力監(jiān)控系統(tǒng)必須能夠?qū)τ诔霈F(xiàn)的故障進(jìn)行及時(shí)的故障排除，能夠快速響應(yīng)故障的執(zhí)行操作，并判斷出故障的發(fā)生點(diǎn)，從而解決故障。

二是能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)的流量運(yùn)行進(jìn)行時(shí)段性的監(jiān)控，保證電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性，對于出現(xiàn)的異常流量情況，進(jìn)行情況分析與排查，避免多余業(yè)務(wù)流量的損耗，從而降低電力系統(tǒng)能量的損失。

三是能夠?qū)﹄娏ΡO(jiān)測管理系統(tǒng)進(jìn)行長期的業(yè)務(wù)流量監(jiān)控，電力系統(tǒng)的流量情況能夠與業(yè)務(wù)系統(tǒng)相融合，可以實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)整體的橫向?qū)Ρ确治觯瑯?gòu)建一個(gè)較為完整的業(yè)務(wù)流量管理系統(tǒng)模型，并將能量控制在一定的范圍內(nèi)，保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

四是電力監(jiān)測系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)流量的可視化監(jiān)控，在流量層面上，可以將流量運(yùn)行和實(shí)際情況以及發(fā)展趨勢進(jìn)行數(shù)據(jù)化展示，將電力流量控制在可控的范圍內(nèi)，規(guī)避安全風(fēng)險(xiǎn)。

除開上述幾點(diǎn)外，電力監(jiān)測系統(tǒng)還需要能夠融合多種的系統(tǒng)平臺，例如Windows平臺等的類型，在融合多種類型的服務(wù)平臺時(shí)，可以利用網(wǎng)絡(luò)腳本進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，或者關(guān)鍵性的程序進(jìn)行控制，便于電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，以及在電力監(jiān)測系統(tǒng)中，可以實(shí)現(xiàn)多種網(wǎng)絡(luò)平臺的連接和應(yīng)用。

2.4 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備管理

電力監(jiān)測管理系統(tǒng)還需要有一定的應(yīng)答操作，例如在向電力監(jiān)測系統(tǒng)中添加新的服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備時(shí)，電力監(jiān)測管理系統(tǒng)能夠進(jìn)行及時(shí)的響應(yīng)，并對于新添加的服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控管理，智能化的分配電力監(jiān)控系統(tǒng)的使用。

電力監(jiān)測管理系統(tǒng)對新添加服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的響應(yīng)功能，需要由網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行支持，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在平臺中具有重要的作用，可以實(shí)現(xiàn)自定義的用戶搭建和刪改等功能，滿足電力監(jiān)測管理系統(tǒng)的應(yīng)用需求，拓?fù)鋱D還可以利用顏色進(jìn)行標(biāo)注，通過不同的顏色標(biāo)注各種不同的拓?fù)鋱D，將網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容向運(yùn)維人員發(fā)送不同顏色的拓?fù)鋱D，便于運(yùn)維人員系統(tǒng)直觀的了解電力監(jiān)測系統(tǒng)中各個(gè)設(shè)備的運(yùn)行情況。

2.5 數(shù)據(jù)庫模塊設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

2.5.1 數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)處理流程實(shí)現(xiàn)

電力監(jiān)測管理系統(tǒng)平臺中，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的處理首先要進(jìn)行數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存，針對電力監(jiān)測管理的需求，對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、服務(wù)器、總線、負(fù)載均衡等方面的數(shù)據(jù)進(jìn)行歸納與總結(jié)，在初始數(shù)據(jù)采集完成之后，將數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫中，避免人為的對數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行干預(yù)，保證數(shù)據(jù)庫的準(zhǔn)確性，同時(shí)在進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的時(shí)候，分?jǐn)?shù)據(jù)庫進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理，提升數(shù)據(jù)的處理能力。

2.5.2 數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)傳輸與采集

電力監(jiān)測管理的數(shù)據(jù)庫中，在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸與采集時(shí)，需要將采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一的儲(chǔ)存，其儲(chǔ)存地點(diǎn)為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，統(tǒng)一的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存方式，能夠有效的減少額外的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存負(fù)擔(dān)，提升數(shù)據(jù)庫的運(yùn)行效率，同時(shí)能夠保證數(shù)據(jù)的及時(shí)響應(yīng)。而數(shù)據(jù)庫在數(shù)據(jù)采集和傳輸中利用的是MySQL技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的實(shí)時(shí)連接，且是連接到數(shù)據(jù)庫時(shí)，便可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的查詢操作。所以，在采集的數(shù)據(jù)很多的情況下，就會(huì)增加數(shù)據(jù)庫平臺的負(fù)択，超過了其運(yùn)轉(zhuǎn)能力，使得設(shè)備工作速度變慢，甚至不能運(yùn)轉(zhuǎn)。因此，本文設(shè)計(jì)當(dāng)中，把那些采集來的所有數(shù)據(jù)存放到信息基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫當(dāng)中。當(dāng)需要處理的數(shù)據(jù)量較大時(shí)，內(nèi)網(wǎng)的臨時(shí)聯(lián)系渠道會(huì)由中心數(shù)據(jù)庫控制開啟，高速且穩(wěn)定地接受數(shù)據(jù)，而后使得MySQL能合理調(diào)配連接，保證整個(gè)系統(tǒng)仍能夠保持良好的性能，在大量數(shù)據(jù)傳輸完成后兩者間的連接會(huì)立馬中斷。

2.5.3 數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

基于系統(tǒng)平臺的功能和要求，需要在數(shù)據(jù)庫中設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)表的格式時(shí)，設(shè)定限制條件，也就是主從要求，以此來保證數(shù)據(jù)的完整性，同時(shí)在形成數(shù)據(jù)表格的時(shí)候，對于儲(chǔ)存數(shù)據(jù)表格是的命名方式，可以利用較為突出的內(nèi)容作為命名方式，在表格中除ID和廠站外的所有內(nèi)容的字?jǐn)?shù)于格式均為固定的，只有這兩種可以進(jìn)行字?jǐn)?shù)的刪減和增加。

綜上所述，電力監(jiān)測系統(tǒng)在我國總共經(jīng)歷了四個(gè)發(fā)展階段，第一個(gè)階段中主要是以北京上海等城市為試控點(diǎn)，首先利用電力負(fù)荷控制技術(shù)，以及音頻控制設(shè)備，實(shí)現(xiàn)電力監(jiān)控；第二個(gè)階段繼續(xù)向周邊二線城市進(jìn)行輻射，構(gòu)建一個(gè)電力負(fù)荷控制系統(tǒng)；第三個(gè)階段是從電力負(fù)荷控制向管理轉(zhuǎn)變；第四個(gè)階段是逐步實(shí)現(xiàn)電力監(jiān)測的智能化發(fā)展，通過電力監(jiān)測的階段發(fā)展，可以明確在電力監(jiān)測系統(tǒng)中，構(gòu)建的電力檢測系統(tǒng)主要功能需求模塊為運(yùn)行監(jiān)控、容災(zāi)運(yùn)行、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等三個(gè)組成部分，每個(gè)組成部分各司其職，共同形成電力監(jiān)測系統(tǒng)，為電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行提供支撐，在電力監(jiān)測系統(tǒng)中其主要的支撐模塊為數(shù)據(jù)及相關(guān)，利用數(shù)據(jù)支撐模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，強(qiáng)化電力監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)采集、傳輸與處理，完善數(shù)據(jù)中的數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)，完善電力監(jiān)測系統(tǒng)，從而形成一個(gè)完整的電力監(jiān)控管理系統(tǒng)，穩(wěn)定電力系統(tǒng)的運(yùn)行。電力監(jiān)控系統(tǒng)在電力系統(tǒng)管理中占據(jù)重要的地位，一個(gè)完善的電力監(jiān)測系統(tǒng)，能夠推動(dòng)電力行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展和電力系統(tǒng)的良好運(yùn)行，帶動(dòng)電力企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益提升，為電力企業(yè)、電力行業(yè)都做出了卓越的貢獻(xiàn)，構(gòu)建完善的電力監(jiān)測系統(tǒng)勢在必行。