基于海迅数据库的线路运行监视系统的设计

高永　王想　徐朋

摘 要：在电网中，为提高调度技术装备水平，提升驾驭大电网能力，加强对各地厂站用电情况的监测，需要对各地用电进行一定的监控分析，对于scada系统采集的通过实时变化采样，记录电网中运行变化的情况，通过监控分析相关厂站的电流、有功、无功等实时信息来达到告警的目的。有效的利用海量时序数据，协调各部门的工作，更好的提高电力管理水平。

关键词：线路运行监视；海迅实时数据库； 智能电网调度技术支持系统；高精度采样；数据统计分析

目前，在SCADA/EMS系统中，对于地区的厂站线路上的电流，有功，无功只能实现相关的单级别的告警功能，功能较为单一，这在大量的线路设备运行监视中收效甚微，降低了监视效率，增加监控人员劳动强度。而调度员或其他业务部门，为了做好对电网的运行监视工作，经常需要制定特定的监视画面、设定各种告警信息，特别是电网特殊运行方式及重要社会活动的保供电过程中，设备的线路

前些年，为实现对复杂电网运行状态的全面监视和分析，进行电网安全、经济和规划统计、校核和研究纷纷开发了综合数据平台、数据仓库等对电网数据进行整合统计和分析，但由于电网数据量大、存储速度慢等原因，数据平台没有得到广泛的实际应用[1]。

由于系统功能侧重运行控制，统计及综合查询功能较弱，越来越难以满足各部门用户的应用要求。现行系统存在如下一些问题：一是传统的周期性历史数据保存方式不能满足电网精细化的分析应用的要求；二是及时性很难满足要求，而各部门对数据的及时性要求越来越高[2]；三是定制开发的模式耗费大量人力，往往各部门一个很小需求变化可能导致很大的开发工作量。

1 研究内容

1.1 实时数据库与SCADA/EMS系统的集成

对实时数据库技术进行深入研究，同时对SCADA/EMS系统进行深入的研究分析，在现有系统的基础上实现对实时数据库的集成，在平台层对实时数据库查询、存储和管理进行封装，提供统一的接口，为线路运行监视平台实时获取数据提供服务。对系统的改造升级的内容包括对其系统数据库环境的改造，系统配置环境的改造，虚拟访问的改造以及SCADA的实现。

由于实时采集的数据需存放入实时数据库，因此对SCADA系统处理流程进行了适当的改造，使其适应实时数据库数据存储方式，SCADA系统主要处理流程如下：

⑴实时数据经过SCADA系统服务器上的实时数据处理模块处理完后写入SCADA系统服务器上的本地实时库，同时，通过平台接口把这些数据同步写入实时数据库供后续所用；

⑵客户端通过CORBA中间件访问SCADA系统服务器上的实时库获取数据用于图形界面的实时显示。

基于实时数据库存储方式的SCADA系统数据流如下图所示。

由于EMS历史反演、曲线、报表等需从实时数据库获得实时采样数据（区别于传统的历史采样），因此要求实时数据库中存储的实时数据是全面的、完整的。实时数据主要包括三类来源：

⑴实时采集的数据；

⑵人工置数由用户通过界面操作产生的数据；

⑶计算数据。

SCADA把上述的三类实时数据存入实时数据库，在每次写本地内存库的同时把这些数据通过接口存入实时数据库，确保实时数据库中数据的全面和完整。

1.2 VSTO技术和HS-DATALINK

⑴Visual Studio Tools for Office（VSTO）是新一代的Office编程技术，它使IT专业人员在Microsoft Office System平台上建立强大的智能客户端解决方案。VSTO是一个专业的开发环境，独立的专业开发人员可以使用它创建基于Microsoft Office System的业务应用。通过VSTO技术，使得开发人员能够更容易的使用托管控件来扩展Office解决方案，并为开发人员带来了更加直观的设计、开发和调试体验。在HS-DataLink开发中，使用VSTO技术封装HS-API开发Excel自动化插件，通过自动化插件使得用户可以像使用Excel内置公式一样在Excel中快速定制查看分析实时数据库中的历史数据。结合EXCEL对实时信息进行排序、筛选及分类汇总等功能，并可设置多个级别的告警提示，弥补监控SCADA的不足

⑵使用了海迅实时报表，传统的报表工具在报表定制以及使用方面存在不够灵活的缺点，不同与此的是，海迅实时报表工具HS-DataLink是基于海迅实时数据库接口开发的电子表格Excel插件，是在原有Excel功能基础上扩展的Excel高级功能。HS-DataLink是在调研市场上同种类型产品和充分调研用户需求的基础上研发的在收集、分析和报告海迅实时数据库数据方面功能强大且易用的工具。该工具最大的特点是实现了订阅信息即可实时展示，无需经过报表生成这一过程，极大的提高了用户使用的易用性。2.实现自主定制监视画面及告警设定，操作简单，具备灵活性，使监控人员在一定程度上摆脱了对自动化主站维护员的依赖。提供默认、按电压等级以及按变电站分类监控线路方案，用户可以选取近期特别关心的线路进行保存并默认展示，而不需要每次都去定制；同时在其他场合需要监视另外的线路时，也能够根据分类快速的找到相对应的线路信息，灵活的配置监视方案。

将线路的实时数据、基本资料整合分析，使监视人员能第一时间掌握线路信息。这样就可以将一些重点厂站，重点线路在进行检修、升级、完善功能等进行专门化的监控。

1.3 线路运行的实时监控

基于实时数据库的数据统计查询，将能够达到秒级的监控，使用可视化的工具，同步实时上传的数据，便于实时监控线路负荷越限等。

1.3.1 默认线路的监视

在每天方案线路表中，将苏州市区的线路名称，按照周一到周日写入表格中，当点击默认监控方式按钮时候，自动识别今天是周几，从而找到对应监视的一些线路，然后根据配置信息，选择今天线路名称进行匹配展示在监视画面中，则今天需要监视的线路的有功实时负荷以及限值，超限值将显示在界面上。

当单击限定某一个固定线路线路名称，会对该线路当日从凌晨到现在的历史值变化做个趋势分析，由折线图展示，同时统计越限的总时间，也可显示当天到目前时间的峰谷值。

1.3.2 监控选择

为了便于调度人员对于线路的监视，可以自定义两种监控方式。这样使得更加的人性化以及专业化去定制各线路的监视方案。

⑴按变电站监控：将线路按照变电站来制定，专门监视某一变电站中的线路，也可以混合监视。点击按变电站监视按钮，进入配置界面。根据苏州市区下的各个变电站进行搜索需要监视的变电站中的线路信息，选择相关的变电站，找到线路，选中线路进行监控，同时也可以选择一些监视信息，默认是有功值，还可以监视无功值，电流值内容，同时添加了告警窗及提示音的设定。

选择完成后，即可以进入监视画面。

实时获取当前白洋变所有线路的电流值，并与相应的电流限值做对比，按电流值占电流限值的百分比计算出电流超限值。

⑵按电压等级监控：点击按电压等级监控按钮，进入配置界面。根据35kV，110kV，220kV，500kV的变电站条件进行搜索，选择相关的kV数进入相关的变电站。和变电站选择一样，可以根据需要制定监控相关的内容，以及告警提示窗口。

如图6配置好电压等级监控方式，点击完成之后，即出现图7。

在图6配置方案中，配置了告警信息的弹出，则在图7中会实时弹出告警窗口，同时对电流不同的超限程度使用不同颜色做背景，更加醒目。

1.4 统一的数据来源

建立基于海迅实时数据库的存储方式，将电网运行实时信息等时间序列数据存储到实时数据库中，实现了数据的统一建模、统一存储、查询和服务。

从三区的海迅实时库中，获取所有的测点，然后获取苏州市区相关测点。将各个点按线路名称进行排序去重筛选，选出苏州市区中所有线路；按照线路将苏州市区的所有测点按有功，无功，电流值，进行筛选。根据线路找到该线路上对应的有功，无功，电流值的测点。按照线路名称进行排序筛选，按照HS-DATALINK配置方式写入后台。

2 结束语

在智能电网调度技术支持系统（SG-OSS）中，基于海迅实时数据库，使用海迅实时报表工具HS-DataLink搭建线路运行监视平台。使用该平台，调度人员可以根据不同应用场景的需要，通过简单的方案配置，搭建自己所需要监视的线路信息，并可以实时展示。这为大量的设备运行监视提供了可能，同时自动化维护人员的工作量也相应的减少，有效的实现电网运行的监视，降低监控人员及自动化维护人员劳动强度。

[参考文献]

[1]辛耀中.新世纪电网调度自动化技术发展趋势.电网技术，2001，25（12）：1-10.

[2]张慎明，卜凡强，姚建国，等.遵循IEC 61970标准的实时数据库管理系统.电力系统自动化，2002，26（24）：29-33.