安徽怀宁县配电监测系统研究与建设

李伟根

摘 要：随着国民经济的发展和人民生活水平的提高以及用户依法维权意识的增强，用户对电能质量的要求越来越高。因此，确保电能质量日益成为供电部门实现自身发展的内在要求。安徽怀宁县康巴什配电监测系统的研究与建设，可以减少停电范围，缩短停电时间，改进供电质量，提高供电可靠性，提升供电能力，降低配电网损。减小停电对社会生产造成的影响，将提高区域内的客户服务水平，有效地加强供电企业与用户之间的沟通和交流，提高政府和百姓对电力行业的满意程度，从而树立良好的社会形象。取得非常可观的经济效益与社会效益。

关键词：配电网 供电质量 系统拓扑结构 C/S架构 B/S架构

中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）12（c）-0057-03

1 安徽怀宁县配电管理现状分析

（1）安徽怀宁县供电网特点。采用辐射状供电网络，存在网架分段不合理且馈线数比较少的问题。虽然有的配电网架使用了手拉手的线路来进行互联，但其馈线的备用容量很低，以致当配电网运行出现故障时，不能转带对侧的有效负荷，造成大面积区域停电。若从同一变电站的母线引出两条馈线，进行手拉手联络，则会出现备用能力降低，供电可靠性不足的问题。诸如此类缺陷，严重影响了系统应发挥出来的固有能力。

（2）管理问题。配电监测认识不足，由于配电监测不仅涵盖了广泛的内容，而且涉及到很多的部门，因此，各部门或多或少都会存在“盲人摸象”的现象。此外，配电监测的应用功能是不可能一次全面实现的，而是需要在一定基础上持续应用才能深化其使用技术。总之，就是对配电监测不具备准确的功能定位，仅在处理故障功能上还比较先进，规划不统一，未形成长期有效的应用机制。

（3）应用对象不明确。对配电监测认识不清，没有准确的定位，应用主体不明确，不能满足配电网调度、生产、运行和管理的需要。总之，配电自动化没有发挥其功能，供电公司也未获得应有的收益。

2 安徽怀宁县配电监测系统方案设计

2.1 系统组成

整个系统设计为3部分：一是装设在线路上的终端设备；二是GPRS移动数据通讯网；三是在供电局内的主站系统。系统总体结构如图1所示。

主站系统将实现所有终端（公变、专变终端）的数据采集与公变、专变用户档案、参数等相关管理功能，以及相关应用功能，主要包括远程抄表、预购电、有序用电、用电监测、用电数据统计分析等功能，同时能通过接口实现与营销系统、配电生产管理系统的档案同步，并能通过接口或共享中间数据库的方式实现对其他系统（营销系统、配电生产管理系统、TMR系统）的数据共享。

2.2 主站软件设计原则

（1）可靠性。该系统设计通过双通信服务器互为备份的方式保证了系统一旦出现故障时，备用通信服务器可以接过所有的工作，从而保证系统监控及采集数据的不间断进行。

该系统设计采用双服务器挂接磁盘阵列作为数据库的存储设备，通过冗余备份来确保数据不丢失。

（2）安全性。系统安全性管理分为两个方面：一是系统内部的安全性管理，即限定内部各相关部门及工作人员的操作权限范围，只允许具有操作权限的人员能够进行相关操作。该系统软件拥有完善的安全认证机制，在技术上具有只有通过了认证的人员才能够对系统进行操作，且只能操作其所拥有权限的功能。二是该系统与外部网络环境交互的安全性管理，即保證系统不被网络上的非法访问者及病毒攻击。该系统在系统内网与外部网路的接口部分部署了防火墙，采用先进的网络过滤技术，杜绝非法网络访问，并对公共数据库实行授权用户只读访问，对非授权用户予以拒绝。

（3）实用性。设计从实际出发，以实用为原则。人机对话采用最直观的形象化表达，全图形界面，Windows风格，操作直观简练，以保证系统良好的可操作性。

（4）先进性。配网系统是一项包括计算机技术、工业控制技术、无线通信与数据通信技术的一种复杂的综合性系统，因而，从资源配置到功能设置都采用了当前最先进的主流计算机技术，包括三层客户/服务器模式（C/S）、浏览器/服务器模式（B/S）、大型商用数据库等。这些都是先进的开放式系统，在保持系统使用主流先进系统的同时也具有一定的超前性，并且便于系统以后的更新和升级。

（5）兼容性与移植性。该系统严格遵循国家有关标准，在统一标准的前提下，允许不同厂商的同类产品兼容使用，并预留下充分的接口，随时扩充以兼容来自其他系统的数据或向其他系统共享数据。在设计阶段充分考虑市场竞争，绝不允许针对性的设置采购实施壁垒。

2.3 系统组网

主站系统采用双机双网结构组成，包括2台数据采集及数据存储服务器，以及若干台用电管理工作站和若干应用工作站。系统通过多种方式（GPRS、CDMA、以太网）监控现场终端，采集采集点的实时数据，并每日定时采集各采集点数据；当采用GPRS或CDMA信道和终端通信时，系统通过防火墙与GPRS/CDMA公网连接以保证系统安全。系统通过企业内部网和专门的WEB服务器，向用电MIS发布数据，并获取SCADA的数据用于线损计算和管理。

2.4 软件架构设计

配电监测系统采用J2EE、C#和Delphi设计以及网络分布式数据处理，在设计系统时充分考虑系统的可移植性，所有的服务、访问接口及各模块实现均遵循Windows标准。系统的设计采用C/S和B/S相结合、分层分模块的模式，分为数据采集控制、数据分析应用、数据共享访问接口三大部分，即数据采集控制采用C/S结构，包括通信服务器、应用服务器、后台工作站、前置机、定时任务模块、协议解释模块等，它主要职责就是进行各种档案的录入、通信通道管理、权限管理等管理任务，负责通信任务处理，实现定时巡测系统运行工况、实时和历史数据采集、处理事件上报、各种采集或控制指令下达等，它通过关键节点（通信服务器和数据库服务器）进行双机热备的方式来保证系统数据采集的完整性和准确性，控制指令能安全可靠地下达执行；数据分析应用采用B/S结构，它主要是对系统采集的数据进行各种统计、分析、对比，分析电网状况和客户用电情况，提供各种统计分析报表和曲线，为生产管理等各部门提供技术支持。数据访问接口使其他系统可以采集该系统数据或该系统采集其他系统数据，从而实现数据共享，使用电数据可以发挥最大的作用。目前采用UDP、WEBSERV ICE、中间数据库等方式实现访问接口。

2.5 系统数据流向图

图3是数据流向图。配电监测系统采集终端（配变、专变）数据，通过中间件和公共中间数据库的方式共享数据给其他系统，同时从其他系统获取基本档案信息。图3中指示了用电现场管理系统在配变监测系统中的作用。

3 配電监测系统主要功能

配变监测系统支持原用电现场管理系统的所有功能，图4是用电现场管理系统功能框图。

（1）运行管理。系统提供完善的运行管理功能，使得操作员能够通过图形界面方便地管理整个系统。如，用电设备档案管理、权限管理、通信管理等。系统提供完整的流程对资产进行管理，并提供制定设备巡视计划功能；能够实时监控系统运行状况，对于终端和主站运行过程中出现的情况，都能以声光报警的方式做出反应；能够记录通信信道的工作情况，可以记录终端的每一次通信数据，用来分析通信情况，并能够统计系统的可用率等数据。系统提供制作有序用电方案，经审批的有序用电方案可以在用电紧张时期对用户实行限电，保障电网安全。

（2）数据采集功能。通过Internet以及GPRS数据网与配网设备进行通讯，自动采集终端的运行数据（可以灵活定制采集数据，包括有无功功率、功率因数、有无功电量、有无功止码、有无功最大需量、电流电压及统计数据、功率统计数据、无功补偿数据、谐波数据等），监测系统所有通信节点运行状况。

（3）控制功能。系统能对远方终端设备实行多种控制，如，直接拉合闸、保电、功率控制、电量控制等。

（4）异常监测。通过485接口对多功能电能表信息的读取或交流采样数据，实现对计量回路和表计状态的实时监测或历史数据分析，对监测内容进行判断，并自动记录异常事件并告警。

（5）故障处理。系统对终端设备故障提供录入、处理，并对分析异常进行分级查询、处理，提供终端设备某段时间内的故障情况统计，为日常维护提供方便。

（6）数据分析。对于采集回来的数据，系统能够进行数据统计分析，生成各类统计分析报表，供用户更好的使用。

4 安徽怀宁配电监测系统建设总结

安徽怀宁配电监测系统经过周密的规划设计和建设实施，系统建成2年以来，无论从管理水平、服务用电管理质量等各方面都有了非常突出的成绩，通过智能化管理手段的建设，降低了人工劳动力成本，减少了大量的运维公共交通支出，供电可靠性有过去的95%，提升到现在的99.7%，取得了非常可观的经济效益和社会效益。

参考文献

[1] “中国科学院构建符合我国国情的智能电网”咨询项目工作组.中国智能电网的技术与发展[M].科学出版社，2013.

[2] 余兆荣.配电自动化[M].北京：中国电力出版社，2011.

[3] 陈勇，海涛.电压型馈线自动化系统[J].电网技术，1999，23（7）：31-33.

[4] 张系中，罗少威，戴南洲.10kV电缆网馈线自动化的关键技术问题的探讨[J].电力系统保护与控制，2007，35（8）：74-75.

[5] 林功平.配电网馈线自动化技术及其应用[C]//中国电机工程学会配电网自动化分专委会成立暨学术交流会议论文集.1998.