李偉根

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

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng) 供電質(zhì)量 系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu) C/S架構(gòu) B/S架構(gòu)

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(xiàn)狀分析

（1）安徽懷寧縣供電網(wǎng)特點。采用輻射狀供電網(wǎng)絡(luò)，存在網(wǎng)架分段不合理且饋線數(shù)比較少的問題。雖然有的配電網(wǎng)架使用了手拉手的線路來進行互聯(lián)，但其饋線的備用容量很低，以致當配電網(wǎng)運行出現(xiàn)故障時，不能轉(zhuǎn)帶對側(cè)的有效負荷，造成大面積區(qū)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(lián)絡(luò)，則會出現(xiàn)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(tǒng)應發(fā)揮出來的固有能力。

（2）管理問題。配電監(jiān)測認識不足，由于配電監(jiān)測不僅涵蓋了廣泛的內(nèi)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(xiàn)象。此外，配電監(jiān)測的應用功能是不可能一次全面實現(xiàn)的，而是需要在一定基礎(chǔ)上持續(xù)應用才能深化其使用技術(shù)?？傊褪菍ε潆姳O(jiān)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(guī)劃不統(tǒng)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(jiān)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(wǎng)調(diào)度、生產(chǎn)、運行和管理的需要?？傊?，配電自動化沒有發(fā)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(jiān)測系統(tǒng)方案設(shè)計

2.1 系統(tǒng)組成

整個系統(tǒng)設(shè)計為3部分：一是裝設(shè)在線路上的終端設(shè)備；二是GPRS移動數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)；三是在供電局內(nèi)的主站系統(tǒng)。系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

主站系統(tǒng)將實現(xiàn)所有終端（公變、專變終端）的數(shù)據(jù)采集與公變、專變用戶檔案、參數(shù)等相關(guān)管理功能，以及相關(guān)應用功能，主要包括遠程抄表、預購電、有序用電、用電監(jiān)測、用電數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析等功能，同時能通過接口實現(xiàn)與營銷系統(tǒng)、配電生產(chǎn)管理系統(tǒng)的檔案同步，并能通過接口或共享中間數(shù)據(jù)庫的方式實現(xiàn)對其他系統(tǒng)（營銷系統(tǒng)、配電生產(chǎn)管理系統(tǒng)、TMR系統(tǒng)）的數(shù)據(jù)共享。

2.2 主站軟件設(shè)計原則

（1）可靠性。該系統(tǒng)設(shè)計通過雙通信服務(wù)器互為備份的方式保證了系統(tǒng)一旦出現(xiàn)故障時，備用通信服務(wù)器可以接過所有的工作，從而保證系統(tǒng)監(jiān)控及采集數(shù)據(jù)的不間斷進行。

該系統(tǒng)設(shè)計采用雙服務(wù)器掛接磁盤陣列作為數(shù)據(jù)庫的存儲設(shè)備，通過冗余備份來確保數(shù)據(jù)不丟失。

（2）安全性。系統(tǒng)安全性管理分為兩個方面：一是系統(tǒng)內(nèi)部的安全性管理，即限定內(nèi)部各相關(guān)部門及工作人員的操作權(quán)限范圍，只允許具有操作權(quán)限的人員能夠進行相關(guān)操作。該系統(tǒng)軟件擁有完善的安全認證機制，在技術(shù)上具有只有通過了認證的人員才能夠?qū)ο到y(tǒng)進行操作，且只能操作其所擁有權(quán)限的功能。二是該系統(tǒng)與外部網(wǎng)絡(luò)環(huán)境交互的安全性管理，即保證系統(tǒng)不被網(wǎng)絡(luò)上的非法訪問者及病毒攻擊。該系統(tǒng)在系統(tǒng)內(nèi)網(wǎng)與外部網(wǎng)路的接口部分部署了防火墻，采用先進的網(wǎng)絡(luò)過濾技術(shù)，杜絕非法網(wǎng)絡(luò)訪問，并對公共數(shù)據(jù)庫實行授權(quán)用戶只讀訪問，對非授權(quán)用戶予以拒絕。

（3）實用性。設(shè)計從實際出發(fā)，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(tǒng)良好的可操作性。

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

（5）兼容性與移植性。該系統(tǒng)嚴格遵循國家有關(guān)標準，在統(tǒng)一標準的前提下，允許不同廠商的同類產(chǎn)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(tǒng)的數(shù)據(jù)或向其他系統(tǒng)共享數(shù)據(jù)。在設(shè)計階段充分考慮市場競爭，絕不允許針對性的設(shè)置采購實施壁壘。

2.3 系統(tǒng)組網(wǎng)

主站系統(tǒng)采用雙機雙網(wǎng)結(jié)構(gòu)組成，包括2臺數(shù)據(jù)采集及數(shù)據(jù)存儲服務(wù)器，以及若干臺用電管理工作站和若干應用工作站。系統(tǒng)通過多種方式（GPRS、CDMA、以太網(wǎng)）監(jiān)控現(xiàn)場終端，采集采集點的實時數(shù)據(jù)，并每日定時采集各采集點數(shù)據(jù)；當采用GPRS或CDMA信道和終端通信時，系統(tǒng)通過防火墻與GPRS/CDMA公網(wǎng)連接以保證系統(tǒng)安全。系統(tǒng)通過企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)和專門的WEB服務(wù)器，向用電MIS發(fā)布數(shù)據(jù)，并獲取SCADA的數(shù)據(jù)用于線損計算和管理。

2.4 軟件架構(gòu)設(shè)計

配電監(jiān)測系統(tǒng)采用J2EE、C#和Delphi設(shè)計以及網(wǎng)絡(luò)分布式數(shù)據(jù)處理，在設(shè)計系統(tǒng)時充分考慮系統(tǒng)的可移植性，所有的服務(wù)、訪問接口及各模塊實現(xiàn)均遵循Windows標準。系統(tǒng)的設(shè)計采用C/S和B/S相結(jié)合、分層分模塊的模式，分為數(shù)據(jù)采集控制、數(shù)據(jù)分析應用、數(shù)據(jù)共享訪問接口三大部分，即數(shù)據(jù)采集控制采用C/S結(jié)構(gòu)，包括通信服務(wù)器、應用服務(wù)器、后臺工作站、前置機、定時任務(wù)模塊、協(xié)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(quán)限管理等管理任務(wù)，負責通信任務(wù)處理，實現(xiàn)定時巡測系統(tǒng)運行工況、實時和歷史數(shù)據(jù)采集、處理事件上報、各種采集或控制指令下達等，它通過關(guān)鍵節(jié)點（通信服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器）進行雙機熱備的方式來保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集的完整性和準確性，控制指令能安全可靠地下達執(zhí)行；數(shù)據(jù)分析應用采用B/S結(jié)構(gòu)，它主要是對系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)進行各種統(tǒng)計、分析、對比，分析電網(wǎng)狀況和客戶用電情況，提供各種統(tǒng)計分析報表和曲線，為生產(chǎn)管理等各部門提供技術(shù)支持。數(shù)據(jù)訪問接口使其他系統(tǒng)可以采集該系統(tǒng)數(shù)據(jù)或該系統(tǒng)采集其他系統(tǒng)數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，使用電數(shù)據(jù)可以發(fā)揮最大的作用。目前采用UDP、WEBSERV ICE、中間數(shù)據(jù)庫等方式實現(xiàn)訪問接口。

2.5 系統(tǒng)數(shù)據(jù)流向圖

圖3是數(shù)據(jù)流向圖。配電監(jiān)測系統(tǒng)采集終端（配變、專變）數(shù)據(jù)，通過中間件和公共中間數(shù)據(jù)庫的方式共享數(shù)據(jù)給其他系統(tǒng)，同時從其他系統(tǒng)獲取基本檔案信息。圖3中指示了用電現(xiàn)場管理系統(tǒng)在配變監(jiān)測系統(tǒng)中的作用。

3 配電監(jiān)測系統(tǒng)主要功能

配變監(jiān)測系統(tǒng)支持原用電現(xiàn)場管理系統(tǒng)的所有功能，圖4是用電現(xiàn)場管理系統(tǒng)功能框圖。

（1）運行管理。系統(tǒng)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(tǒng)。如，用電設(shè)備檔案管理、權(quán)限管理、通信管理等。系統(tǒng)提供完整的流程對資產(chǎn)進行管理，并提供制定設(shè)備巡視計劃功能；能夠?qū)崟r監(jiān)控系統(tǒng)運行狀況，對于終端和主站運行過程中出現(xiàn)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(shù)據(jù)，用來分析通信情況，并能夠統(tǒng)計系統(tǒng)的可用率等數(shù)據(jù)。系統(tǒng)提供制作有序用電方案，經(jīng)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(wǎng)安全。

（2）數(shù)據(jù)采集功能。通過Internet以及GPRS數(shù)據(jù)網(wǎng)與配網(wǎng)設(shè)備進行通訊，自動采集終端的運行數(shù)據(jù)（可以靈活定制采集數(shù)據(jù)，包括有無功功率、功率因數(shù)、有無功電量、有無功止碼、有無功最大需量、電流電壓及統(tǒng)計數(shù)據(jù)、功率統(tǒng)計數(shù)據(jù)、無功補償數(shù)據(jù)、諧波數(shù)據(jù)等），監(jiān)測系統(tǒng)所有通信節(jié)點運行狀況。

（3）控制功能。系統(tǒng)能對遠方終端設(shè)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(jiān)測。通過485接口對多功能電能表信息的讀取或交流采樣數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對計量回路和表計狀態(tài)的實時監(jiān)測或歷史數(shù)據(jù)分析，對監(jiān)測內(nèi)容進行判斷，并自動記錄異常事件并告警。

（5）故障處理。系統(tǒng)對終端設(shè)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(shè)備某段時間內(nèi)的故障情況統(tǒng)計，為日常維護提供方便。

（6）數(shù)據(jù)分析。對于采集回來的數(shù)據(jù)，系統(tǒng)能夠進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，生成各類統(tǒng)計分析報表，供用戶更好的使用。

4 安徽懷寧配電監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)總結(jié)

安徽懷寧配電監(jiān)測系統(tǒng)經(jīng)過周密的規(guī)劃設(shè)計和建設(shè)實施，系統(tǒng)建成2年以來，無論從管理水平、服務(wù)用電管理質(zhì)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(shè)，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(xiàn)在的99.7%，取得了非常可觀的經(jīng)濟效益和社會效益。

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