基于PI系统的10kV馈线负荷监测主动告警系统的研究

摘要：利用PI系统采集SCADA系统中变电站实时监测数据的特点，实现对变电站10kV馈线负荷情况的监测以及比较，发现负荷发生突降的情况，为调度及时发现未引起变电站开关跳闸的故障情况，有效解决SCADA系统不能自动判断配网线路柱上开关跳闸引起的故障，提高故障发现的效率，减少用户停电时间。

关键词：PI系统；负荷；调度；配网

近年来，随着经济的迅速发展，电网规模越来越大，变电站及10kV供电馈线越来越多。台风、雷暴等恶劣天气对10kV配网系统的影响越来越多的集中在10kV馈线，引起的故障往往导致线路柱上开关发生跳闸而不是变电站开关跳闸。针对上述情况，我们利用PI数据库系统，将SCADA系统采集的数据，使用一定的逻辑判断条件，实现对10kV馈线负荷突变情况的监测，为调控员快速发现线路负荷突变情况提供依据，提高线路故障抢修效率，减少用户停电时间，具有较高的经济和社会效益。

一、PI系统简介

PI是实时数据库系统（ Plant Information）的简称， 由美国OSI Software 公司开发的一套商品化实时数据库平台。20 世纪80年代初，OSI 公司开始开发PI 系统， 旨在建立大型的实时数据库， 能够以数据原形的方式长期在线储存工厂所有的生产数据， 满足快速、高效地进行数据采集、存储和显示的要求。

PI作为电力企业底层控制网络与上层管理信息系统连接的桥梁， 在企业信息集成中扮演着特殊和重要的角色。PI系统的建设和运用，旨在更好地运用和共享SCADA/EMS、变电站综合自动化、在线检测、变电站电量采集、

现场用电GR等系统中的实时数据，为电网运行、技术、经营和行政管理等岗位的人员提供有力的统计、分析手段，提高决策水平。

二、主要设计思路

宁波供电公司现有的海量实时/历史数据库已累积多年的SCADA、ERTU等系统数据，并且本系统数据范围只涉及奉化供电公司10kV馈线负荷及电流，因此综合考虑本系统前端用户交互界面采用Excel工具，通过VBA和PI系统的PI-SDK或者PI-API开发组件从底层数据库海量实时/历史数据库实时获取数据并根据用户业务需求和逻辑算法对数据进行加工处理，筛选标记线路异常记录，最终实现对10kV馈线负荷的实时监测和主动告警功能。

三、10kV馈线负荷监测主动告警系统

3.1、设计原则

根据需求及特性，需要遵守以下几个原则：

（1）由于10kV馈线设备没有关联CIM模型，本系统需求的基础线路设备数据无法从数据库中自动获取，只能通过人工维护。

（2）本系统可移植到任意有Excel和PI环境的PC机器进行运行。

（3）任何人可以查看任意报表的内容。

3.2、技术特点

奉化供电有限公司10kV馈线负荷设备较多，如出现异常经常反馈不及时，并且异常处理需要手工逐条查询核对数据，不仅效率低下而且工作量较大。本系统通过实时获取所有10kV馈线设备数据，能及时进行处理告警，而且由于采用Excel工具的形式，本系统可以移植到任意拥有office和PI环境的PC机器进行运行，通用性和灵活性较好，操作简单。

3.3、系统结构和框架

整个系统分为“交互界面”“数据业务处理”“数据自动获取”“主动告警”四大功能模块。用户通过Excel上的交互界面，首先对基础线路设备和测点进行手工维护，并开启或者停止实时监测功能，由PI-SDK/PI-API组件获取实时历史数据，经过VBA数据处理模块根据用户的业务逻辑和算法处理后返回数据显示在Excel上并进行告警。

四、功能介绍

本系统包括用户交互、数据自动获取、数据业务处理、主动告警四块功能。用户在交互界面完成基础线路设备和测点维护后可开启实时监测。系统会在后台从海量实时/历史数据实时获取数据进行业务逻辑处理，将数据返回显示在Excel界面上，并对异常的线路设备进行颜色和声音告警。本系统也可随时中止实时监测或者基础设备维护。线路告警条件和业务算法可由用户提供并修改。

该系统应用实施后，可实现对奉化电网10kV线路发生较大负荷波动情况的监测，特别是故障较多的线路#1杆开关跳闸，基本可以实现此类故障监测的全覆盖，可大大提高调度系统反应及时性和供电系统抢修的及时性，不需要等到用户电话反映就能实现主动抢修。

五、结语

10kV馈线负荷监测主动告警系统可以有效辅助SCADA系统应对柱上开关跳闸引起负荷突变的问题，减少故障停电时间，提高配网故障抢修水平。但同时也存在一定的问题，如系统有设备新投退运时，需要人工进行维护；专线用户本身负荷性质具备突变属性，容易造成误报警；无法单独架设服务器建立数据库，告警系统关闭的情况下无法后台对产生故障报警进行统计。由于该系统建立在宁波公司PI系统数据库基础上，其他县公司可借鉴奉化公司经验建立自己的系统，提高配网10kV线路负荷突降的监测水平。

参考文献：

[1]浙江省电力公司PI应用推广项目系列培训教材--DataLink应用业务

[2]浙江省电力公司PI应用推广项目系列培训教材--ProcessBook应用业务

[3] 张明达、钱君.基于PI实时数据庫的变电站在线监测数据研究[J].电气开关，2013，6：66-68

[4]田家英，赵舫.PI实时数据库在供电企业中的应用[J].继电器，2006，34（15）：46-49

童城洲（1986-），男，浙江省慈溪市人，民 族：汉 职称：工程师，学历：大学本科。研究方向：无。