电能计量装置品级评价系统的设计与实现

王兆军，矫 真 ，张仲耀，刘丽君 ，王振华

（1.国网山东省电力公司电力科学研究院，山东 济南 250003；2.国网山东武城县供电公司，山东 德州 253300）

电能计量装置品级评价系统的设计与实现

王兆军1，矫 真2，张仲耀1，刘丽君1，王振华1

（1.国网山东省电力公司电力科学研究院，山东 济南 250003；2.国网山东武城县供电公司，山东 德州 253300）

为客观评价和反映电能计量装置运行质量水平，设计了一套电能计量装置品级评价系统。通过对电能计量装置品级的智能评价，实现对电能计量装置品级多维分析和持续改进，以及对电能计量装置品质预测和预警。应用证明，本系统实现了电能计量装置品级评价数据的集中管理，能够全面、准确、客观评价电能计量装置的品级品质水平。

电能计量装置；品级评价；指标体系

0 引言

目前公司用电信息采集系统建设快速发展，当前在运电能计量装置的总数量数以亿计，新型智能电能表、采集终端、互感器、计量箱等产品大量推广应用，计量装置水平大幅提升，有效提升了公司精益化管理水平。

建设省级的电能计量装置品级评价体系，将有利于电能计量装置品级评价管理机制的常态运行，有利于计量装置全寿命周期薄弱环节的及时发现，有利于运行质量风险的提前防范。

但目前缺少客观评价当前电能计量装置运行质量水平的工具和方法，造成目前电能计量装置运维、改造、更换等工作缺少科学指导和具体依据。为提升电能计量装置品质管理的规范化和标准化水平，设计开发了一套电能计量装置品级评价系统。

1 现状及存在的问题

1.1 缺少全面的电能计量品质评价体系

近年来，随着省级计量中心建设的完成，实现了计量装置的资产、管理与业务的集约化。省级计量中心生产调度平台［1］与资产全寿命周期的上线运行从信息化上实现了计量资产的“统一采购、集中检定、集中仓储、统一配送”的目标，以及计量资产全寿命周期［2］各环节的跟踪管理。但目前缺少基于MDS、营销业务应用、用电信息采集系统数据基础上的计量装置品质评价体系，不能客观评价和反映系统电能计量装置运行质量水平。

1.2 电能计量业务数据分散

由于近年来的信息化建设频度加快，造成对于业务数据分离在不同信息化系统中，品级指标数据采集和来源往往由于各种原因缺乏监控，也没有建立一套行之有效的关于指标数据合理性、完整性的校验分析机制，导致电能计量装置品级评价指标数据缺少。

因此，有必要建设电能计量装置品级评价体系，客观评价和反映电能计量装置运行质量水平，在实际工作中科学指导电能计量装置的运维、改造、轮换等工作，为公司的投资导向提供客观依据。

2 设计原则

为保证所设计的系统在国内相应领域内具有领先的技术水平，本系统主要采用国际先进、成熟的IT成果，同时结合国网山东省电力公司电力营销经验和实践成果。在系统实现过程中，主要遵循以下设计原则。

资源全整合原则。充分分析MDS、用电信息采集系统、SG186营销业务应用系统等，寻找与计量装置品级评价业务融合点，全面集成与计量装置品级相关的数据，实现对计量装置品级数据全面管理。

指标全覆盖原则。充分分析和梳理计量装置品级的关键节点、流程和效能等影响因素，找出相关的所有节点，建设覆盖全专业的计量装置品级评价指标体系。

体系全适用原则。结合国家电网公司计量装置相关质量标准和运行工艺标准等要求，充分考虑现状与差异，制定统一普遍适用的电能计量装置品级评价指标体系。

分析多维度原则。通过对不同渠道、项目的多部门协同和支撑分析，对不同计量装置类型和不同供电区域的短板和流程分析，找出影响计量装置品级的短板，提出改进建议和措施。

数据源管理原则。对于设备配置水平标准、施工工艺评价标准、数据采录评价标准、设备质量评价标准等短板，寻找各业务节点的环境、资源、方法等深层次原因。通过设定异常数据处理规则，实现异常数据自动处理，减少人工工作量，确保系统支撑数据从源头上准确。

业务全闭环原则。从电能计量装置工作实际出发，按照评价、改善、提升、再评价的过程，实现对电能计量装置品质全过程闭环管理，使总部、网省、地市、县公司各层级服务工作的日常管理在控。

3 电能计量装置品级评价系统设计

3.1 系统设计思路与架构

图1为电能计量装置品级评价系统架构，该系统将电能计量装置的设备配置水平、施工工艺、数据采录、设备质量等信息通过中间库同步模式，将MDS、SG186营销业务应用系统、采集系统等业务系统数据同步到计量业务数据集成中心中间库中，并根据评价规则需要将数据进行清洗、汇总，然后通过执行评价任务存储过程形成评价结果。

图1 电能计量装置品级评价系统架构

电能计量装置品级评价系统的基础业务数据来源于省级计量中心生产调度平台、营销业务应用系统、用电信息采集系统。计量装置品级评价系统制定计划后，将计划信息和计划明细记录写入中间库，并通知营销业务应用系统和用电信息采集系统处理。营销业务应用系统、用电信息采集系统每天定时将完成或变更的计划明细信息写入中间库中。然后依据各类指标的监测与分析模型，对计量装置品质数据过程进行监测分析，对分析结果进行评价，并给出改善建议。

根据厂家、装置类别和评价频度，展示电能计量装置品级综合指数、品级评价综合指数趋势、评价情况文字概述、品级质量指标指数及下级指标趋势。

3.2 电能计量装置品级评价系统关键技术

3.2.1 OGG数据库同步技术

Oracle Golden Gate （OGG）数据库同步技术［3］是一种基于日志的结构化数据复制备份软件。设计的品级评价系统通过OOG技术解析计量生产调度平台、营销业务应用系统、用电信息采集系统这些源数据库在线日志和归档日志获得数据的增量变化，然后将这些变化应用到计量业务数据中心数据库，实现品级评价系统所用的数据与源数据库 （计量生产调度平台、营销业务应用系统、用电信息采集系统）中数据相一致，为后续电能计量装置的评价模型提供完整准确的数据信息。

图2 电能计量装置品级评价系统数据同步技术

本系统中采用的OGG数据库同步技术不但支持Oracle数据之间的数据同步，如图2所示，同时还支持不同架构数据库之间的数据同步，如Date-Base2、Sysbase、Microsoft SQL Server等目前比较主流的数据库应用，具有很高的兼容性。

3.2.2 系统分析法模型评价技术

评价模型将影响因素分类分级，共分为4级指标。一级指标包括电能表、计量互感器、采集终端、开关设备、计量箱（屏、柜）、接线安装和二次回路共6类［4］；二级指标按照不同设备的运行特征进行不同设置，包括设备配置、设备质量、运行环境、施工工艺、数据采录等；三、四级指标根据对设备运行的具体影响因素设置不同层级的评价项目。各级指标分配有相应的权重，一、二级指标的设置和评价权重见表1，三、四级指标的评价权重参见不同设备的具体权重。

本系统主要采用系统分析法［5］进行指标评价，将待评价的电能计量装置按照设备类别分为电能表、互感器等6个评价部分，并按照不同设备类别进行细分。例如，电能表可以细分为设备配置、设备质量、数据采录3个评价子项，每个评价子项都分配不同的评价权重。每个评价子项都可以用具体的统计指标进行描述细分，直到形成最后的评价结果。

表1 电能计量装置品级评价系统评价指标权重

3.2.3 Weblogic中间件技术

Weblogic是美国Oracle公司出品的一个基于JavaEE架构的中间件，处于操作系统、网络和数据库之上，应用软件之下。主要是目的是为上层的应用软件提供运行和开发环境，帮助用户灵活、高效地开发和集成各种复杂应用程序。Weblogic中间件也是当前最具优势的开发、集成、部署和管理大型分布式Web应用、网络应用和数据库应用的Java应用程序。

品级评价系统使用Java编程语言进行开发，基于JavaEE应用架构，通过weblogic中间件技术实现线程的动态管理并与计量业务数据集成中心数据库进行数据交互。同时，也可以通过weblogic集群与负载均衡服务器共同实现负载均衡，单一实例失败时通过应用程序故障转移保证评价系统仍可继续进行作业，实现系统的高可用性和高可靠性。

图3 电能计量装置品级评价系统中间件技术

3.3 系统功能设计

电能计量装置品级评价系统功能组成如图4所示，具体功能模块包括指标库管理、措施经验库管理、品质分析、异常数据管理、品质改造、品质评价、综合展现、报告报表管理8部分内容。

图4 电能计量装置品级评价系统功能组成

品质评价。品质评价是指通过汇总各项评价数据，对电能计量装置品级进行客观评价，帮助管理层全面掌握电能计量装置的整体运行水平。包括品级综合评价、品级单项评价、自定主题评价3种类型。

品质分析。根据电能计量装置品级评价结果，通过设备配置水平分析、施工工艺分析、数据采录分析、设备质量分析，对电能计量装置品级进行评价分析，为电能计量装置质量改进、轮换与改造提供决策信息。

预警管理。通过电能计量装置品质分析出的异常情况，进行预警提示。主要包括预警等级设置、预警阀值管理、预警事件识别3部分。

品质改善。品质改善是指对评价过程中发现的计量装置问题制定改善方案、跟踪改善过程、并评估改善结果，实现对电能计量装置水平的持续改进。包括问题识别、改进措施制定、改进措施执行、改进措施评估。

综合评价展示。综合评价展示是指对设备配置水平标准、施工工艺评价标准、数据采录评价标准、设备质量评价标准指标指数进行真实、实时、全方位展示，为管理者评估当前工作效果及未来工作部署方向提供辅助依据及数据支持。包括品级评价综合展示、品级评价单项展示。

措施经验库管理。措施经验库管理是指对计量装置品质评价过程中的改进措施和典型经验进行统一的管理和应用，为实现计量装置管理水平的持续改进提供支持。包括措施库管理、典型经验库管理、指标管理。指标管理是指根据电能计量装置品质评价工作要求，采用层次结构构建覆盖设备配置水平标准、施工工艺评价标准、数据采录评价标准、设备质量评价标准指标体系，并对其进行管理。包括指标库管理、指标体系管理、报告报表管理。对计量装置品级评价结果进行统计、分析，并以报表、报告形式展现。包括品质简报管理、品质综合报告管理、多维报表查询、模板管理。

4 系统应用效果

设计的电能计量装置品级评价系统如图5所示，自2016年上线以来，在国网山东省电力公司17家地市公司进行了推广应用，取得了良好的效果。

图5 电能计量装置品级评价系统主界面示意

构建了标准化的电能计量装置品级评价体系。按照国网公司品级评价建设的工作要求及评价标准，依托山东公司多年的实践经验，全面梳理电能计量装置品级评价指标体系，从电能计量装置全寿命周期自身规律的角度，建立公司统一的电能计量装置品级评价指标体系。

实现智能实时的电能计量装置品质评价功能。通过省、地市、县公司3级单位的应用，实现了全面、客观、准确地评价省、市、县公司电能计量装置品级品质水平，实现电能计量装置品级及时的智能评价。

5 结语

设计的电能计量装置品级评价系统实现了电能计量装置品级评价数据集中管理，实现电能计量装置品级评价、分析与改善、再评价的闭环管理。对于电能计量装置的运维、改造、轮换等实际工作，以及日后公司的投资导向有重要意义。

［1］丁涛，徐二强，刘忠，等.省级计量中心生产调度平台的设计［J］.电气应用，2012，31（9）：34-37，48.

［2］吴华，孙恺霞，娄云，等.基于MDS系统的电能计量资产全寿命周期管理流程及策略［J］.物流技术，2015，34（1）：254-257.

［3］贾海军.一种基于OGG方式进行数据迁移的研究［J］.软件，2015，36（5）：140-144.

［4］黄俐萍，王卉，杜卫华.电能计量装置运行评价方法研究［J］.华东电力，2014，42（11）：2 322-2 326.

［5］王志会.电能计量装置改造项目综合后评价模型及其应用研究［D］.重庆：重庆大学，2007.

Design and Realization of Grade Evaluation System for Electric Energy Metering Devices

WANG Zhaojun1，JIAO Zhen2，ZHANG Zhongyao1，LIU Lijun1，WANG Zhenhua1
（1.State Grid Shandong Electric Power Research Institute，Jinan 250003，China；2.State Grid Wucheng Power Supply Company，Dezhou 253300，China）

In order to evaluate the operational quality level of the electric energy metering devices，a set of grade evaluation system for energy metering devices is designed.Through the intelligent evaluation of the grade of electric energy metering devices，the system can realize the multi-dimensional analysis and continuous improvement of the energy metering devices grade.The system can also realize the quality prediction and warning of energy metering devices.The application shows that the system can realize the centralized management of the grade evaluation data of the electric energy metering device，and can evaluate the grade quality level of the electric energy metering device comprehensively，accurately and objectively.

electric energy metering devices；grade evaluation；index system

TM933

B

1007－9904（2017）12－0045－05

2017-06-28

王兆军（1983），男，工程师，从事电能计量工作。