基于多源系统的配网监控系统及图模自助式验收研究

刘勇 梁素杰 陈筱陆 张舒丽

摘 要： 配网自动化技术的综合能力是由监控系统的监测、控制能力所决定。而且监控系统明确要求必须实时采集相关数据信息，人机交互界面良好，运用操作便利，其稳定性和可靠性相对较高，有助于精细化管理与升级。系统主要包含两层，即现地控制层和远程监控层。为了保障系统信息获取的完整性和及时性，在监控系统中进行电气接线图绘制与编辑的时候，以电力模型进行一二次设备创建，从而实现对应信息的有效關联。而且，配网监控系统网络结构十分复杂，设备较多，图模的变化频率比较高，直接加大了配电自动化运行维护图模管理工作的难度，据此构建基于多源系统的配网监控系统，实行图模自助式验收。

关键词： 多源系统; 配网监控系统; 图模验收; 自助式

中图分类号： TP311      文献标志码： A

Research on Distribution Network Monitoring System Based on Multi-

source System and Self-service Acceptance of Graphic Models

LIU Yong1，LIANG Sujie2，CHEN Xiaolu2， ZHANG Shuli3

（1. State Grid Shandong Power Supply Co. Ltd.， Jinan 250001; 2. State Grid Linyi Power Supply

Co. Ltd.， Linyi 276000; 3. Shandong AnXinYuan Information Technology Co. Ltd.， Jinan 250100）

Abstract： The comprehensive capability of distribution automation technology is determined by the monitoring and control ability of the monitoring system. Moreover， the monitoring system clearly requires that the relevant data must be collected in real time. The man-machine interface should be good， the operation should be convenient. Its stability and reliability are relatively high， which is helpful for fine management and upgrading. The system mainly consists of two layers， i.e.， the local control layer and remote monitoring layer. In order to ensure the integrity and timeliness of system information acquisition， the electrical wiring diagram is drawn and edited in the monitoring system， and the primary and secondary instruments are created with the power model to realize the effective association of the corresponding information. Moreover， the network structure of distribution network monitoring system is very complex， the equipment becomes more and more， and the changing frequency of graph mode is relatively high， which directly increases the difficulty of management of distribution automation operation and maintenance. Thus， a distribution network monitoring system based on multi-source system is constructed. It implements graphic model self-service acceptance.

Key words： Multi-source system; Distribution network monitoring system; Graphic model acceptance; Self-service type

0 引言

在智能电网快速建设发展过程中，新兴业务进一步提高了对终端通信接入网的要求，为电力系统提供了更加安全、完善、可靠的信息传输与交换服务。在此形势下，电力通信网络不断发展，配电网规模逐渐扩大，网络设备维护工作难度也随之加大，对于通信网络的监控管理需求开始转变为面向业务，电力通信专业管理也随之实现智能化发展。为了满足既有通信网络运行管理需求，制定了基于多源系统的配网监控系统[1]。而在配网监控系统构建中，基于PMS或GIS进行图模导入，其中依旧存在一些图模不规范或错误，从而造成流程重复。配电网运行方的变化太快，直接增加了图模维护频度与工作量的强度。图形标准不一样，造成配网监控系统的主站系统建设中图纸设计、超链接、标注信息等需要进行二次维护，并且很容易被全面覆盖，使得出现各种重复性工作。图模维护工作量过大，质量可感知度相对较低，对于其中所存在拓扑连接错误、模型异动、模型属性错误等缺乏一定的感知与校核方式，相关工作人员定期会对相同馈线单线图进行改造前后对比分析，并严格执行线路停电或者送电[2]。所以，应采取行之有效的、科学完善的图模一体化与自助式验收机制。

1 图模库一体化的现实意义

在实现图模库一体化系统之前，应进行GUI构建，实现图形与数据的有机连接。具体流程为：绘制图画→录入数据库→绑定图元与设备。图模库一体化设计视为了保证用户便于使用软件，从海量数据中能够快速找出所需信息。设备图元在此理念下进行设计，才可以充分发挥作用，成为具备既定属性的设备。即软件能够对图元进行识别，以此判断不同设备图元。而在设备属性和相关信息充足时，软件可以在图形上进行断路器与隔离开关操作，促使其根据用户需求进行分合[3]。因为软件实现了图元与参数的相对应，用户能够直接操作图元，这样不仅可以推动主程序正常运行，还会保证其他计算单元有序运行，从而使得程序适用性和扩展性得到提高。用户对图元进行适当修改，便可以与国际标准对图元的变化相符。而图模库一体化系统在其他方向加以使用，用户只需要处理并创建图元即可，不需要重新制作系统。图形界面的支持对于配网监控系统自动化的远程操作而言十分必要，所以，图模库一体化将会是电力行业软件的主要方向。

2 基于多源系统的配网监控系统模块

2.1 接入网告警集中监视模块

2.1.1 告警采集

采集、分类并存储原始的告警信息。其中，告警采集主要就是从设备接口、网管接口、智能采集器的原始告警信息。告警标准化则是实现信息标准化。告警存储则是把所处理信息存储在数据库。

2.1.2 告警过滤

严格制定并遵守科学的过滤规则，基于大量告警将用户所不关心的告警屏蔽掉，以此避免引发告警风暴。所谓过滤规则制定实际上就是等级、原因、设备、关联业务等相关规则，及时存储到规则库中去。高精过滤规则应用就是过滤所接收告警根据规则库匹配的规则加以过滤，并把所过滤信息存储在数据库中[4]。

2.2 接入网运行状态监视

与通信网络、业务相融合，采集通信设备与网络告警信息、性能信息、配置信息，对网络运行状态进行实时计算分析，基于EPON网络拓扑、光缆网络拓扑、业务网络拓扑、设备面板图等进行直观、生动地展示[5]。

2.2.1 EPON网络拓扑图

通过EPON网络拓扑图形式，将整体通信网络之间的连接性关系，设备与网络运行状态等进行实时展示。将主要节点与相关联的智能化设备信息以及所承载业务信息全面展现出来，同时实时反映其中所发生的告警信息。

2.2.2 光缆网络拓扑

以地理信息系统作为载体，将光缆网设施地理分布和空间物理连接关系全面展示出来，并进一步反应光缆网的具体运行状况。将预警数据信息提取出来，并在光缆网络拓扑中将其利用率相关预警信息进行实时反映。在和光缆监测系统之间实现有机连接时，及时提取光缆故障信息，在網络拓扑上实时定位故障，并反映故障信息。依据光缆两端进行设备告警信息传输，基于详细分析，在拓扑上将光缆具体运行状况反映出来。

2.2.3 业务网络拓扑

以矢量图形为基础，将业务网络连接关系与电路承载关系加以全面显示，并切实反映具体业务形态。根据通信相关部门内部的电话视频会议、调度交换等相关系统进行全程监视，以此反应业务设备和网络的具体状况。

2.2.4 设备面板图

采取图形的方式将和设备配置相符的面板图全面展现出来，以此真实反映设备组成与设备端口具体位置，基于各种颜色实时反映设备与端口的详细运行状态[6]。

2.3 接入网业务监视

在配网监控系统中，很有可能存在告警风暴数据信息的有效对策，即实时处理效率、报文均衡方式、告警核对、批量展示方式等都是关键性核心技术。电网通信业务监控实际上就是基于电网通信业务监控管理，保证服务水平和质量。

3 基于多源系统的配网图模自助式验收机制  配网主站系统构建中，图模验收是一项非常关键的基础性工程，而健全精确的图模对于配网自动化系统而言，是其配网分析的重要基础。配电自动化系统，即DMS系统和外部图模验收模型构建，需要严格遵守相同模型、相同图形，但是应用角度不同等相关原则，基于系统数据来源的唯一性，在系统中构建图模，其主要来于调度自动化系统，即EMS系统，就是所谓的主网图模。站外图模一般主要来源于PMS或GIS系统，也就是所谓的配网图模。外部图模模型和内部系统之间应基于资产编号实现设备数量增加，并通过主网模型和配网模型边界位置的对接，实现统一化、整体化配网主站系统调配一体化电网模型[7]。其中，配网主站系统图模管理流程，具体如图1所示。

在图1中，PMS系统、GIS系统将模型数据文件与图形数据文件，以通信接口服务器为载体将其传输到信息交互总线。总线把图形与模型数据传输给配网主站系统，主站则依旧模型文件的增量模式，更新数据库模型，图形则是通过覆盖方式进行更新。主网图模主要来源于EMS系统，而图模接口则是根据相关标准接口所规定的SVG方式，将主网厂站的网络模型与图形及时导出，基于信息交互总线传输给配网监控系统。配网监控系统将主网模型进行解析，与既有主网模型进行对比分析，计算所需增量更新的具体设备信息。在配网模型中，通过搜索相对应配网模型边界设备，一旦发现设备，就代表需要和厂站模型相对接的配网设备。主网模型在更新系统增量以后，标记相配合的配网模型，更新和边界设备相连的配网设备一端节点号。在改变配网模型之后，基于边界设备重构网络拓扑，保证主配网模型拼接和图模验收的准确性[8]。

4 基于多源系统的配网图模自助式验收

配网模型验收是确保配网监控系统图模质量的主要方式，基于统计分析配网监控系统的设备模型信息，构建设备之间的层次与拓扑关系，查找设备模型中可能会出现的不良现象，并及时采取措施加以处理。

4.1 构建层次结构

在模型导入和修改时，极易造成模型误操作，一旦局限在某图或某厂站进行模型分析，会突出其片面性。而配网模型验收主要以主站系统实时库的数据作为载体，对其中的模型数据进行统计分析，为用户提供接口，对模型数据实施全方位检查与分析。层次结构则应详细记录主网设备，通过设备和容器关系，既有设备拓扑关系，构建设备层次关系。层次结构构件的输入和输出主要是设备详细信息、设备直接容器信息。通过获取数据库，构建设备信息，并依据设备与容器之间的从属性关系，构建设备之间的层次关系，加以存储，从而获得设备直接容器信息和以设备为容器所包含的所有设备[9]。模型校核逻辑具体如图2所示。

4.2 构建拓扑结构

配网模型拓扑连接性检查主要为两层，即层次聚类分析与拓扑模型抽取分析。其中，层次聚类分析是基于馈线层次关系将单线模型抽选出来，然后针对节点的连接性做进一步聚类分析。构建拓扑结构，基于配网母线为出发点，详细记录节点信息及其与设备的映射关系，以构建设备之间的父子拓扑结构关系。拓扑模型抽取分析实际上就是以馈线拓扑模型为载体，抽选单线模型，然后以一般性布局布线算法为基础，生成配网监控系统拓扑图，据此开展连接线性分析，或者对模型抽取规则进行适当修改，然后重构图模。拓扑关系检查为相关维护工作人员提供帮助，以此对配网模型连接性质量进行校核，切实满足配网监控系统运行维护的技术性要求[10]。

5 总结

综上所述，基于多源系统的配网监控系统支持对先进的配网技术体制统一验收，并基于扩展，实现与除了EPON以外的技术体制数据交互，进而实现监控等相关功能，实现智能化有效应用的终极目标。就配网监控系统图模的实际特性而言，在图模导入配网监控系统主站平台之后，进行自助式验收，通过数据构建所生成的设备信息与设备间层次结构、拓扑结构，并对比分析了模型数据，以此获取层次结构和拓扑结构的实际变化，然后验证图模的正确性与完整性等，并把变化结果及时传输给应用程序。因为配网监控系统实现了多层次升级，配网图模管理技术也在逐渐优化，通过基于多源系统的配网图模自助式验收，图模导入和验收效率明显提升了，为配网调度提供了高质量图模，从而使得配网监控系统运行效率也得到了明显提高。

参考文献

[1] 陈偉彪，陈亦平，姚伟.基于多源信息时间序列匹配的电网故障诊断方法[J].电力建设，2016（12）：.

[2] 刘科研，张剑，陶顺.基于多源多时空信息的配电网SCADA系统电压数据质量检测与评估方法[J].电网技术，2015，39（11）：3169-3175.

[3] 陈雪，黄伟，叶琳浩.基于多源数据的配电网规划辅助决策系统研究[J].广东电力，2017（1） ：.

[4] 陈雪，宁桂华，曹港基.基于多源异构数据融合的配网规划决策系统研究[J].通讯世界，2016（13）：133-135.

[5] 郑思远.配电网监控信息动态展示技术的研究与实现[D].2016.

[6] 薛波.基于多源信息的配电网故障定位[D].济南：山东大学，2014.

[7] 王彦文，赵永梅，张嘉璇.基于组态软件的配电网监控系统的研究[J].煤矿机电，2014（6）：67-69.

[8] 刘玮，侯思祖.配电网监控系统建设研究[J].硅谷，2013（11）：156.

[9] 王冬霞，施广德，钟昀.智能变电站一体化监控系统图形平台的设计与开发[J].华电技术，2014（7）：12-15.

[10] 武世欣.基于图模一体化的配网调度智能辅助平台设计[D]. 2016.

（收稿日期： 2019.01.09）

基金项目：国网山东省电力公司科技项目资助（SGSDLY00FCJS1800728）

作者简介：刘勇（1982-），男，山东，硕士，研究生，高级工程师，研究方向：电气工程及其自动化。

梁素杰（1978-），女，省临沂市，高级工程师，高级技师，研究方向：电力系统及其自动化。

陈筱陆（1989-），男，临沂市，硕士，研究生，高级工程师，研究方向：电力系统及其自动化。

张舒丽（1986-），女，济南人，软件工程师，研究方向：计算机软件开发。文章编号：1007-757X（2020）02-0020-03