基于电网模型设计的跨平台电能量采集管理系统

基于电网模型设计的跨平台电能量采集管理系统
发表时间：2018-03-13T16:42:51.290Z 来源：《电力设备》2017年第30期作者：邓晓艳徐健钱瑛[导读] 摘要：基于电网模型设计的跨平台电能量采集管理系统，采用独特的软总线技术，实现B/S/S、C/S/S的应用体系结构，跨操作系统和数据库平台、通信平台、规约平台设计，具有集电能量数据自动采集、自动统计、考核结算、线损管理、信息发布于一身，为发、输、供、用等各个环节的电能管理提供了全面的解决方案。

（国网池州供电公司 247000）摘要：基于电网模型设计的跨平台电能量采集管理系统，采用独特的软总线技术，实现B/S/S、C/S/S的应用体系结构，跨操作系统和数据库平台、通信平台、规约平台设计，具有集电能量数据自动采集、自动统计、考核结算、线损管理、信息发布于一身，为发、输、供、用等各个环节的电能管理提供了全面的解决方案。

关键词：电网模型；电能量；通信；采集引言
随着电力法的颁布实施和电力体制改革的深入，电力作为一种商品走向市场已势在必行，电网的运营和管理逐步向企业化、市场化发展。

这使得各级电力公司和电厂对于电能量远程计量系统提出了各种新的需求： 1）厂网分开的逐步实施，竞价上网的开展，对电网的电能量系统实时计算提出更高要求，实现科学完善的电能计量、抄收体系和具备电量自动统计和分析功能，确保电网安全经济供电，降低电网运行成本，为客户提供优质服务，已经成为当务之急。

2）同时电网快速拓展，对电网规划提出较高要求，合理电网结构可以保证电网安全经济运行，全面掌握电网负荷基础数据，作好需求侧管理是保证电网合理规划的基础工作。

3）近年来，经济发展迅速，供电量增长速度较快，用电管理难度增加与企业人力资源短缺的矛盾日益突出；同时由于部分客户法制意识淡漠，为降低成本以追求企业利润和个人利益，大肆窃电，个别用户重复窃电，线损率直线上升，直接影响到供电企业的经济效益，在新形势下，运用高科技手段加强管理，提高效率，减少管理损耗，增加企业经济效益已经成为供电企业营销管理的首要任务。

以上需求使得供电企业急需一套电能量综合管理系统对发电、输电、供电、用电等各个环节的电能电量数据进行采集、集中，实现统一的管理。

1 技术原理、概念研究
本系统对象模型设计需要面向电网，需要对电网中各部件的归属关系作了详尽和清晰的描述，特别适合以电能量统计为基础的应用系统，如各种损耗统计可以根据对象模型直接计算而不需要进行繁琐的计算公式输入。

本系统数据平台的技术架构，主要采用跨平台技术，分层次实现平台各部分功能。

平台采用标准C++、Java等跨平台语言开发，方便系统在不同操作系统上运行以及可移植性。

同时在各数据库管理系统基础上实现通用数据库访问接口，在此接口基础上开发的数据库应用程序与各数据库管理系统无关，适应新的数据库管理系统只需要更新数据库接口部分程序，而不需要修改应用程序。

系统平台同时还建立通信平台，屏蔽不同的通信方式，使通信程序可专心的关注于应用层的开发，而不必关心各类千变万化的通信方式。

在平台的最上层，提供了三个可扩展的应用展示模块，通过对这三个模块的功能扩展，可实现更丰富的应用。

2 系统配置
该系统包括档案管理、数据采集、数据处理、WEB应用、报表模块、事项管理、网损统计、负荷控制、配变监测、表计监测与管、对时模块、二次开发接口、数据备份与恢复、模块功能，支持按部门或个体来划分权限，强化了安全性方面的问题。

2.1硬件配置
对系统各节点机的硬件配置一般有以下要求：服务器选型（数据库服务器、WEB服务器、前置通讯服务器等）：支持各种UNIX小型机、高性能PC服务器。

存储容量
存储容量结合实际情况配置。

工作站选型
支持各种UNIX工作站及PC工作站。

防火墙、物理隔离
通信信道及互联网络 2.2软件平台
操作系统：Windows 2003 Server操作系统。

数据库管理系统：ORACLE 10g。

跨平台C++程序采用QT作为底层平台、QT开发环境版本为3.3.1。

报表模块需要安装Office 2003。

WEB服务器采用Apache+ Tomcat。

2.3电能量数据中心技术。

电力企业运营集资金流、物流（电流）、信息流等于一体，贯穿于发、输、供、用等各个环节，为了为适应商业化运营的需要，需要进行各种电量数据的集中，而目前电力企业内部各个信息系统相对独立，形成了许多数据孤岛，难以实现对电力营销全过程的支持。

基于电网模型设计的跨平台电能量采集管理系统按照建立现代化供电企业的要求，采用先进通信和信息集成技术，采集变电站、高压客户、公用配变、专用配变、低压用户等全网各个环节电量数据，实现电量数据的大集中，建立以电能量数据为基础的数据中心，在数据中心平台上通过数据的处理和挖掘，实现电能量自动统计、考核结算、全网网损计算与分析、负荷控制、配变监测等应用功能，从而为电力企业的生产和营销提供必要的技术支持。

2.4先进的架构设计。

系统采用独特的软总线技术，实现以B/S/S为主、C/S/S为辅的应用体系结构，对于各部门大部分的应用以Web方式提供，并为系统维护人员和一般技术人员提供各自所需的应用界面；应用软件模块可集中运行在一台计算机上，也可以分布运行在一个大型计算机网络上，功能模块支持主、辅热备用，保证系统可靠稳定地运行。

2.5跨操作系统、数据库、通信、规约等平台技术。

系统主站支持以太网、拨号、数字/模拟专线、GPRS等方式实现与电能量远方终端的通信，而且每种通道都可以支持多种通信规约，通信速率可单独设置。

另外系统还支持多前置通信机、多通道通信模式；支持主辅通道，当主通道出现故障，系统自动切换至辅通道；采集规约以规约库的形式提供，支持国际、国内、行业的多种标准通信规约，同时可支持各厂家自定义通信规约，并可以根据需要方便的进行扩充。

2.6电网模型实时数据库技术与计算公式自动生成技术。

涉及到了从发电、输电、配电到用电整个电力系统的电能量数据以及相关对象的描述信息。

而且，在各应用模块中使用各类对象的描述信息又十分相似，如果每次获取这些描述信息都直接从数据库获取，效率较低，而且每个应用程序中都有大量的查询判断语句，因此本系统设计了电网模型实时数据库将相关的电力对象的描述信息分类映射到内存中以供其它模块使用。

由于系统采用面向对象的设计，因此可以通过接口向应用程序提供这些逻辑关系，避免多个应用重复实现这些关系。

（如：输电线路、主变的计算公式、各种元件的层次结构等），大大提高了计算速度、相应速度以及系统的稳定性。

而且因为本系统对象模型设计面向电网，对电网中各部件的归属关系作了详尽和清晰的描述，特别适合以电能量统计为基础的应用系统。

如各种损耗统计可以根据对象模型自动产生统计公式计算存储在电网模型实时数据库中，而不需要进行繁琐的计算公式输入。

减少统计公式的维护，方便用户对系统的管理。

2.7断点续传技术。

采集支持断点续传功能，对于通讯信号质量较差的终端可采用多次传输的方式保证数据可靠；
3结论
基于电网模型设计的跨平台电能量采集管理系统是按照建立现代化供电企业的要求，运用现代化的信息手段和先进通信技术，采集变电站、高压客户、公用配变、专用配变、低压用户等全网各个环节电量数据，实现电量数据的大集中，完成管理机制的创新，建成供电企业的功能齐全、组织有序的内部营销管理考核体系，做到企业经济效益和内部考核指标的有机结合，对电网经济运行、提高效率、降低能耗、提高用电质量发挥重要的作用。

为经营和生产管理提供可靠的决策依据和管理手段，同时能够适应未来生产管理和经营管理的发展要求以及将来电力商业化运营的要求。

参考文献：
[1]李鹤，李科，随晓娜。

变电站电能量采集系统的研究与实现[J]。

安徽电力，201303
[2]朱英伟，赵舫。

基于流程的地区电网电能量采集系统设计和应用[J]。

电力系统自动化，200610。