线损精益化管理系统的设计与实现

何禹清，余旭阳，陈剑，刘博

(1.国网湖南省电力公司经济技术研究院，湖南长沙410014；2.国网湖南省电力公司，湖南长沙410014)

线损精益化管理系统的设计与实现

何禹清1，余旭阳2，陈剑1，刘博1

(1.国网湖南省电力公司经济技术研究院，湖南长沙410014；2.国网湖南省电力公司，湖南长沙410014)

针对理论线损计算结果失真、统计线损与理论线损欠衔接、降损决策不科学等问题，提出线损精益化管理系统的实现方案。叙述了系统的设计原则、系统构架和主要模块及功能，重点对数据构架、数据流等内容进行了阐述。该系统目前已成功应用于湖南公司线损管理的全流程，为湖南公司降损增效、提高经营管理水平提供有力技术保障。

线损；线损在线计算；系统设计；数据流

2015年，国网湖南省电力公司(以下简称“湖南公司”)线损电量约90亿kWh，折合人民币近50亿元，对于公司目前的经营现状来讲降损意义重大。随着信息化系统的不断完善，对线损管理工作的精益化也提出了更高的要求〔1－2〕。

线损精益化管理系统平台〔3－7〕的滞后使得公司在线损管理方面面临以下挑战:

1)目前理论线损计算频度太少，每年仅定期选择两个代表日开展全网理论线损计算，计算结果受天气、负荷等多种因素影响，还需再次进行人为修正，使得计算结果的主观因素增大；

2)无法大面积开展统计线损与理论线损比对工作，缺少科学、丰富的分析手段对线损异常因素进行判断、跟踪，不利于及早发现、解决线损中的管理问题；

3)不能对线损管理的关键环节、关键用户进行实时跟踪、监测，无法实现线损异常的快速报警及定位，不可避免增加电量损失；

4)缺少智能化的降损分析和辅助决策的高级应用，造成电网改造实施方案欠科学、增加投资浪费。

为了解决以上问题，湖南公司提出了自主研发线损精益化管理系统的计划，并在2015年开始实施。文中主要阐明该系统的设计原则、系统构架，并对系统的主要功能进行了全面梳理，重点对数据构架、数据流等内容进行了阐述。本系统的开发和应用为实现自动化、准确化、智能化、标准化的线损精益化管理及降损决策提供了技术保障。

1 系统总体设计

1.1 设计原则

线损精益化管理系统遵循以下总体原则进行设计:

1)系统的整体设计紧密结合公司实际情况，将线损系统与调度、营销、PMS等系统有机地结合起来，系统具有良好的适应性和前瞻性；

2)系统开发遵循开放性、可扩展性和实用性原则，充分考虑供电量和售电量的获取、线损数据统计、线损指标生成、异常线损查询等专业的功能需求；

3)系统平台采用先进的WEB绘图技术，通过图形展示变电站及输电网数据，方便使用者操作系统；

4)在网络结构设计上注重数据流向及数据交互方式的合理性、最优化，避免数据交互的冗余，从网络上杜绝信息交互的安全问题；

5)系统严格遵循IEC 61970 CIM标准建立规范的电网结构模型。系统采用符合标准的统一数据模型和标准化的命名规则进行建模，利用标准的数据接口实现与各应用系统的数据共享、交换。

6)系统采用先进的JAVA技术和多层体系浏览器/服务器(B/S)结构进行设计，客户端不需要任何配置，直接使用浏览器进行访问。

1.2 系统构架

线损精益化管理系统构架如图1所示。系统构架自下而上被横向分为持久层、领域层、应用层、展现层。

持久层负责所有业务相关表单和业务对象的持久化管理。持久层是纯静态的，没有任何业务操作，只负责业务实体的持久化，这部分内容基于ORM组件，通过DAO模式完成。

领域层是为处理某一业务领域将其功能进行抽象、封装出的一组专有功能。领域层将采用领域驱动设计的方式进行设计。

应用层负责处理具体业务逻辑。应用层中的过程管理是业务逻辑处理的核心，负责处理事务化的业务流程；业务过程负责调度一个或者多个领域层中的领域对象某个功能的执行与否和执行次序，并且保证这些领域对象的同步和事务。

展现层负责提供前台展示功能。展示用户完成业务工作所需要了解的信息，辅助用户录入业务数据、检查用户录入数据的完整性、校验用户录入数据的有效性。

图1 数据分层架构

2 系统功能设计

2.1 系统功能

线损精益化管理系统包括理论线损在线计算、线损分析、指标考核管理、降损辅助决策、信息管理等5大功能，并具备数据维护、数据查询、告警查询、报表图形、个性化定制、数据上报等辅助功能(见图2)。

图2 系统功能

2.2 理论线损在线计算

系统以电网拓扑结构为基础，从线损数据仓库中获取运行数据，在剔除无效数据后依据潮流法、电量法、容量法进行理论线损在线计算。理论线损计算涵盖湖南公司全电压等级，从而实现对全网的理论线损进行在线监测。理论线损计算的周期、频率等可灵活设置。

2.3 线损分析

系统从线损数据仓库中动态获取电网模型和运行数据，实现全网分区、分压、分线的统计线损在线计算。统计线损分析支持时、天、月、季度、年计算粒度的设置。

系统充分利用理论线损和统计线损的数据资源，通过比对分析、趋势分析等手段全面掌控技术线损和管理线损的重点环节，发现线损的异动因素、快速定位线损异动的区域。有针对性对线损较高的配网线路、台区进行全面梳理，找到管理方面存在的问题。

2.4 降损辅助决策

在准确的理论线损在线计算和统计线损分析的基础上，系统通过对线损分布、构成及变化趋势的分析，从无功优化、网损分摊、变电站经济运行、电网规划、综合用电等多方面为线损管理人员提供丰富的、科学的降损节能措施。

2.5 指标考核管理

系统根据国家电网公司和湖南公司线损管理的特点，开发指标考核管理模块，主要功能包括地市公司指标、分压指标的制定、指标考核、分值计算、结果评价等，以满足湖南公司精益化管理的需求。

2.6 信息管理

系统提供线损管理的信息发布统一平台，含信息发布平台、线损知识库、新闻公告、文件共享、信息交流、内部论坛、信息检索等功能，支持文字、表格、图形、报表等形式，实现湖南公司范围内的信息共享。

3 系统数据构架

3.1 数据分层构成

系统数据自下而上被横向分为四层，分别是原始数据层、ODS数据层、数据仓库层和业务数据层，每一层都有其具体职责和特定的数据消费者。数据分层架构如图3所示。

图3 数据分层架构图

其中，ODS存放近实时的、基本集成的、细粒度的操作型数据，目的是为了形成企业级的统一信息视图，实现数据的集成。数据仓库存放历史的、集成的、粗粒度的分析型数据，目的是为了形成企业级的共享数据，便于数据的交换和分析，其数据可由ODS加工而成。

3.2 数据抽取构架

系统数据抽取构架如图4所示。由图可见，数据抽取架构的最终目的是将数据从左侧数据源抽取到右侧的目标数据库，分为抽取、清洗、转换3个主要环节。

图4 数据抽取架构

抽取环节主要通过适配器进行不同数据源的接入，对其进行过滤、排序与标准化后进入原始数据缓存区等待清洗；清洗环节主要是通过解析、更正、数据增强、标准化/匹配、去除重复、整合等操作对数据进行净化；转换环节主要是经过特定转换、通用转换、数据创建与积累操作完成数据转换工作，之后把数据转换到业务数据库。

3.3 数据流向

系统数据流向如图5所示。分析所需数据首先从SCADA，GIS等系统通过ETL工具集成到ODS

图5 数据流向图

中去，其中数据若是符合IEC 61970标准，则可被自动集成到ODS中，如果是非标准数据则需要按需提供多种适配器接口将其接入到ODS中。之后，数据通过缓存区进入到数据仓库中，在其中对数据结构再次重组，将其形成维度表、事实表以及元数据等。最后，应用系统将通过数据集市获取面向部门的、分主题的、轻度汇总的数据，以实现各应用模块的报表、分析等功能。

4 结束语

本系统通过建立与数据中心的数据共享，实现了理论线损在线计算、线损分析、指标考核管理、降损辅助决策、信息管理等功能，重点解决了理论线损计算结果失真、统计线损与理论线损欠衔接、降损决策不科学等问题，为湖南公司降损增效、提高经营管理水平提供有力技术保障。

〔1〕高卫东，宋斌.月度实际线损率定量计算方法〔J〕.电力系统自动化，2012，36(2):86-90.

〔2〕王娟.试论低压线损精益化管理的有效途径〔J〕.企业改革与管理，2014(24):161-162.

〔3〕娄北，张鸿雁，孙卉，等.基于浏览器/服务器架构的低压电网线损计算与管理系统〔J〕.电网技术，2010，34(2): 211-214.

〔4〕邓芳.配网线损实时统计与分析系统〔J〕.电网技术，2007，31(1):186-188.

〔5〕卢志刚，李学平.基于蚁群的在线理论线损分析用输电网单线图自动布局〔J〕.电力系统自动化，2011，35(21): 74-77.

〔6〕吕志民.供电系统线损精益化管理系统的研究〔J〕.电力信息与通信技术，2014，12(1):73-77.

〔7〕孟晓丽，李惠玲，盛万兴.省/地/县一体化配电网线损管理系统的设计与实现〔J〕.电力系统自动化，2005，29(23): 87-90.

Development and application of theoretical calculation and analysis system for real-time line losses of power grid

HE Yuqing1，YU Xuyang2，CHEN Jian1，LIU Bo1
(1.State Grid Hunan Electric Power Corporation Economy Institute，Changsha 410014，China；2.State Grid Hunan Electric Power Corporation，Changsha 410014，China)

In view of the untrue of theoretical line loss calculation result，the owe cohesion between the statistical line loss and the theoretical line loss and the unscientific loss reduction decision-making problem，a scheme for development and application of theoretical calculation and analysis system for real-time line losses of power grid is put forward.The system design principle，the system architecture and the main functions of software are discussed.And also，the data structure and data flow are expounded in detail.The system has been successfully applied in the whole process of loss management in State Grid Hunan Electric Power Corporation which improves the level of loss management and provides strong technical support for the loss reduction efficiency.

power loss；online theoretical line loss analysis；system design；data flow

TM714

B

1008-0198(2016)05-0012-03

10.3969/j.issn.1008-0198.2016.05.003

2016-03-23

国网湖南省电力公司科技项目(5216D114000K)