供电电压采集系统的建设与应用

夏天

（国网兰州供电公司，甘肃 兰州 730050）

供电电压采集系统的建设与应用

夏天

（国网兰州供电公司，甘肃 兰州 730050）

当前供电电压的监测和管理大部分停留在人工抄录、人工汇总阶段，不能及时发现监测设备故障和电压数据异常，使得电压数据的完整性、准确性、及时性和真实性不能保证，通过建设供电电压采集系统，实现了统一的电压监测装置功能规范和通信规约、统一的电压监测点数据接入规范、统一的电压数据自动上报规范，确保电网电压监测点的全覆盖，提高电压合格率，提升电力一二次设备、用电设备的寿命，提高电压合格率、降低线损率，确保电网安全、优质、经济运行。

供电电压；电压监测；电压采集

当前供电电压的监测和管理，大部分仍停留在人工抄录、人工汇总阶段，不能及时发现监测设备故障和电压数据异常，使得电压数据的完整性、准确性、及时性和真实性不能保证，因此，亟需建立统一的电压监测装置功能规范和通信规约、统一的电压监测点数据接入规范、统一的电压数据自动上报规范，以确保电网电压监测点的全覆盖，将专业技术人员从繁琐的人工抄表、人工汇总、人工统计和人工上报等工作中解放出来，转移到真正的电压分析工作中去，来提高电压管理工作的效率和自动化水平，使电压管理模式从相对粗放的管理向全过程、精益化管理方式转变，提高供电数据质量。

1 建设目标

总体目标：供电电压自动采集系统，实现供电电压数据的采集、报送、分析全过程闭环管理，为无功电压管理提供信息化支撑。深化、细化无功电压管理，使供电电压监测装置的数据采集和接入得以规范化，最终实现城农网供电电压数据的采集、加工、告警、展示、统计、分析等相关功能，提升电压合格率的及时性和准确性，提升电压合格率数据的二次加工技术，包括综合及分类合格率数据定时、实时计算，各类数据缺失情况预统计处理，测点缺失数据的自动补采机制，提高供电电压合格率，最终提高供电服务质量。

2 系统设计

2.1 总体设计

供电电压自动采集系统采用“二级部署、三级应用”的模式，在省一级集中建设主站系统，在地市公司及县公司一级部署各类电压监测装置，供电电压数据通过在省一级部署的CAC接入主站系统。同时，与OMS系统、用电信息采集系统开发相关接口，开展业务集成，获取相关供电电压数据。

系统主站层通过采用Java技术实现，中间件采用Weblogic。基于PI3000平台二次开发，通过PI3000平台实现主站系统的整体化构造、动态化模型驱动及灵活的功能扩展。通过SOA技术架构，降低系统建设和维护的成本，主站系统I2接口、电压数据服务以及与其它系统的集成多采用Web服务的接口形式实现。

系统通过供电电压监测装置实现电压信息采集，经由CAC通过数据接入服务器接入主站系统，主站系统进行分析、处理。主站系统的压力集中在数据库、数据接入服务和应用服务三个部分，其中通过Oracle RAC实现数据库集群，通过负载均衡器实现对应用服务器的均衡访问，同时，通过负载均衡实现CAC及原系统对数据接入服务访问的均衡。

2.2 技术架构

采用层次化的思想对整个系统进行分解，做到整体功能分层，层次间尽量降低耦合度，同层内则加强功能内聚度，保证整体架构部署的灵活性和可扩展性。主站系统分解为装置接入层、数据接入层、数据计算层、应用服务层。每一层根据各自的特点采用不同的技术加以实现。

（1）装置接入层：装置接入层与电压监测装置通信，由装置定期主动上送电压历史数据以及日月统计数据，装置接入层负责将来自装置的数据上送至数据接入层，并对指定范围的装置进行控制和管理。该层使用多台CAC加以实现。每台CAC接入一定数量的电压监测装置，可通过增加CAC的数量来实现接入电压监测装置数量的扩展。（2）数据接入层：数据接入层一方面从各CAC获取所有电压监测装置上送的数据，并向CAC转达应用层对装置的各类补召、控制指令。另一方面，数据接入层提供外部系统上送数据的接口，实现各类外部系统，包括OMS系统、已有的电压采集系统、用电信息采集系统的电压监测点数据上送。为了统一这两类数据上送的接口，数据接入层基于SOA的理念，提供WebService接口。CAC及各类外部系统通过调用相关的WebService接口实现数据上送，这些WebService接口负责对数据进行解析并完成数据入库。考虑数据接入层的扩展性，系统通过部署负载均衡器向外提供统一的WebService接口，根据各现场接入容量的大小，可灵活扩展提供数据接入服务的服务器数量。（3）数据计算层：数据计算层完成监测点季年合格率计算、各类数据异常、数据缺失情况统计，完成数据补召及相关计算等所有数据二次加工计算。系统采用基于多线程的独立应用程序实现数据计算功能。（4）应用服务层：应用服务层通过web应用向用户提供B/S方式的系统操作界面，应用服务层基于PI3000平台实现，部署在安装了weblogic的web服务器上。系统通过负载均衡器对外提供统一的web应用访问，并发访问的扩展性可通过部署多台web服务器来实现。

2.3 应用架构

在业务应用的基础上抽取应用模块和应用组件，系统的主要功能应用如下。

综合展示：完成对综合合格率、测点信息以及供电电压数据的可视化展示的功能。

电压测点管理：完成对城网供电电压、农网供电电压合格率指标和监测点数指标的下达与管理，实现监测装置的台帐、运行和校验的管理，实现对监测点台帐和异动的管理。

电压数据管理：实现对城网、农网的供电电压合格率相关的数据从采集、传输、统计、存储等处理过程，到综合查询、异常分析、数据上报等分析过程的全面管理，对供电电压合格率缺失及异常数据查询、补采等方式，确保供电电压数据的完整性、准确性和及时性；使用多角度数据查询和分析方法，定位异常测点、实现异常原因的分析。

告警事件管理：对城网、农网的供电电压数据越限、供电电压合格率不达标以及数据缺失等类告警事件；电压监测装置流量超标、超期未校验、停电上电等装置类告警事件展开管理，同时提供以单位、监测点类别、事件类别、处理状态等组合方式的告警事件汇总和查询。

2.4 数据架构

图1 供电电压自动采集系统数据模型图

从整体业务需求和应用功能出发，参照SGCIM数据主题的设计与划分，设计系统一级数据主题域和二级数据主题域。相关数据涉及到SG-CIM的12个主题域中6个主题域，包括设备、资产、电网、安全、综合和人员，数据库中的主要数据内容包括：供电电压合格率、装置生产厂家、供电电压历史、横向集成、供电电压极值、电压监测装置信息、装置参数、供电电压统计、运行信息、告警事件以及主站系统数据。通过采用SOA方法对数据库进行数据模型的设计。数据模型（图1）。数据模型的设计基于PI3000平台业务对象动态建模技术，能够使数据模型进行灵活调整和扩充，便于主站系统面向未来无功电压管理、电能质量接入等需求。数据采集范围包括A类、B类、C类和D类供电电压监测点，其中A类为带地区供电负荷的变电站10（6）KV母线电压,B类为35（66）KV专线供电和110KV及以上供电的用户端电压。C类为35（66）KV非专线供电的和10（6）KV供电的用户端电压，D类为380/220V低压网络和用户端的电压。

3 结语

供电电压自动采集系统实现了对电压监测装置的台账、运行及校验等方面的闭环管理，规范了电压监测装置的日常运维，利于对电压监测装置及时进行故障或缺陷处理，有效减少电压监测装置的异常处理时间，保障装置的可靠运行，提高电压监测装置寿命，同时有效减少主变有载调压分接开关调节次数和电容器投切次数，延长设备服役时间，切实提高电压合格率，确保电网安全优质运行，一定程度地提升电力一二次设备、用电设备的寿命，确保电网安全、优质、经济运行。

[1] 国家电网生技改[2009]133号，国家电网公司电力系统电压质量和无功电力管理规定[S]，2009.

[2] 国家电网公司.智能电网技术标准体系规划[R].北京：国家电网公司，2010.

TM76

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1671-0711（2016）12（上）-0164-02