开发线损自动生成及在线分析系统提高经济效益

1、开发线损自动生成及在线分析系统提高企业经济效益姓名： 宋玉军单位： 朝阳供电公司地址： 辽宁省 朝阳市关键词 开发系统 提高效益摘要：随着内部模拟电力市场的逐步深化，为了实现电量及线损的实时动态管理，提高电量及负荷预测精度和水平，落实线损考核指标，加大对窃电行为的监管，必须尽快建立一套成熟、可靠、准确、先进的电能数据采集和综合管理自动化系统，用高科技手段管理我公司线损和电力营销工作。关键词： 开发系统 提高效益一、引言朝阳供电公司公司现有220千伏系统变电所4座，66千伏系统变电所21座，其中朝阳市内地区220千伏变电所1座，66千伏变电所10座；北票地区220千伏变电所1座，66千伏变电所7

2、座；建平地区220千伏变电所1座，66千伏变电所2座；凌源地区220千伏变电所1座，66千伏变电所2座。公司现有营业户224207户。其中，市内供电分公司有113200户，北票供电分公司有57250户，建平供电分公司有25728户，凌源供电分公司有27838户，大用户管理中心有191户。对省公司购电关口表31块，二级售电关口表213块，公司所属系统变电所66千伏出口表计66块，10千伏出口表计297块，所用变表计39块，公司所属公用配电变压器1101台，10千伏自备用户 567户， 10千伏环网73处。目前我公司对省公司购电关口表31块，由于有购电关口电能量采集系统，能够实现电量远传功能，但建

3、昌一次变昌平线、建昌西沟变西叨线、十二德堡变电所电量无法实现电量远传功能，我公司虽然有负荷控制系统，但有51台有线终端负控户数据召测不全，不能完全满足线损自动生成及在线分析系统工程项目的要求。除购电关口电能量采集系统和负荷控制系统外，我公司无其它电量远传系统，除对省公司31块购电关口表及负荷控制系统部分用户能实现电量远传外，系统变电所、公用配电变压器、没有安装负控的自备用户、10千伏环网处均不能实现电量远传功能。随着内部模拟电力市场的逐步深化，为了实现线损数据的自动生成、线损的现代化管理，保证负荷预测所需的准确数据和省公司各种考核指标的实现，需要新建一套功能完善的电能量计量自动化系统。二、系统

4、组成该系统由系统主站、传输通道、电能量数据采集终端、多功能电能表等组成（详见系统配置图）。并通过与其它系统（如SCADA、营业MIS系统、生产MIS系统、负控管理系统、供电集抄系统、调度主站、线损理论计算系统等）的集成连接，实现输、配电网购电关口表及电力用户电能量的自动采集、分析与计费功能；实现线损数据自动生成，同时为电网商业化运营提供决策依据；提高电网的管理水平和我公司的经济效益。系统配置图三、系统总体建设方案1、 建设原则、技术上采用先进的技术和设备，保证系统的高起点和先进性，同时注重技术产品的可靠性、成熟性和经济性，做到先进性与可靠性，先进性与经济性的统一。、主站系统要站在全局电能量综合

5、管理的角度来构造，设备选型和配置要有一定的前瞻性，能满足最终接入3000个计量点，5年内主要设备不落后的要求，同时软硬件还能具有极好的扩展性。、边建设、边实用、效益与建设同步。、充分借鉴已有系统的成功经验，注重软件系统的实用化，为避免资源浪费，在能满足本系统功能的前提下，应充分利用目前已经具备的系统和设备。、合作对象不宜太多，企业综合实力较强，各类技术人员较齐全、素质较高，避免影响系统的集成度和工程实施的复杂度。2、 系统建设目标、实现下列计量点数据的远程自动采集：1) 、公司所属系统变电所全部计量点。2) 、66kV趸售及直供计费计量点。3) 、10kV公用配电变压器考核计量点。4) 、10

6、kV自备用户计费计量点。5) 、用于解决10kV环网问题的考核计量点。、主站主要实现以下应用功能：1) 、分变电站、分台区、分压、分线、分时段的线损统计分析。2) 、输电线、联络线线损统计分析。3) 、各变电站各电压等级的母线平衡。4) 、各变电站主变的电量平衡和损耗分析。5) 、全局每日、月的总的供、售电量和过网电量的统计分析。6) 、计费点位于变电站侧用户的用电情况监察。、实现数据的共享，包括直接的查询，以及和MIS等系统的接口，为线损理论计算及其它系统提供准确、可靠的信息。四、工程计划本系统建设的意义非常巨大，对电力公司而言，不仅可以彻底搞清线损，实施有效的反窃电监管，建立起用电负荷预报

7、的坚实数据基础，为市场营销指明方向，还可以实现无功补偿，提高供电可靠性和供电服务质量，落实与推广以台区为基础的抄表承包责任制，具有明显的经济效益。由于在国内尚未有类似大规模建成的应用系统，并且所需的资金和人力投入较大，为确保实用，规避风险为此我们计划本系统按以下两个阶段来实施，确保效益与建设同步。工程整体工作计划安排：阶段范围功能目的1方案论证及确定，试点（2003年712月）选择建平供电分公司作试点，全部所属变电站下的全部出线上的公变可考虑部分的大用户专变实现一个局部完整的供电局配变监测、线损管理系统实现所有系统接口功能试行台区抄表承包通信方案的可行性进一步完善确认技术方案积累工程实施经验确

8、定主站系统方案和需求制订运行维护办法2推广（2004年112月）在朝阳供电公司全局内全面推广实现朝阳供电公司的目标边建设边使用充分发挥效益五、主站系统设计主站软件子系统主要由数据库子系统、业务工作站子系统、前置机与网桥子系统、系统管理子系统、图形工作站子系统、WEB浏览子系统构成，各子系统说明如下。1、数据库系统、设计原则：、设计模块性：采集参数库、设备档案库、分析参数库、原始数据库、统计分析库、操作记录。、充分利用大型商用数据库的高性能。、数据存储的连续性、完整性、一致性、安全性。、对外开放性：实现SQL访问。、系统访问安全管理。、多用户访问并发控制。、系统性能优化。、Cluster支持，双

9、机切换。、采集数据类型：、九十六点（每十五分钟为一点）电能量数据。、瞬时量数据；包括电压、电流、有功电力、无功电力、功率因数。、最大需量。、失压断相。、表计报警。、状态数据。、其它数据。、数据合理性检查、数据采集可信度。、数据应用可信度；双表或多表相互校核、时段校核、越限检查、变化率检查。、数据修补和矫正。、统计分析：基于java存储过程的各种数据统计。数据归档：、基于备份方案的自动备份或人工备份。、可以按照参数和历史数据分类备份。、历史数据的备份可以定义时间段。、备份的数据可以重新导入到数据库中参与统计分析。2、业务子系统、参数设置：1. 数据采集参数设置：采集终端和计量点参数。2. 采集方

10、案：主站自动采集方案和采集终端自动采集方案。3. 分析参数设置：各种统计对象的周期统计方案。4. 设备档案：系统变电所、输、配电线路上所带各种电器设备及运行条图档案。、抄表数据浏览：有功电能量、无功电能量、有功电力、无功电力、电压、电流、功率因数、需量、失压断相、表计报警等原始数据查看。、数据合理性检查：通过对异常数据处理和缺数补数以及时间矫正等数据加工手段实现数据的合理性。不合理的数据有相应标记。、数据编辑：数据编辑的原因来源于有效性检验的结果或其它原因。数据有修改标记和各种输入标记。1. 表码值修改；2. 人工替代值录入；3. 停电抄表；4. 抄表器录入；5. 相关重新统计。、统计分析：1

11、. 计量点统计a) 电量统计：用电量统计、最大（最小）值及其发生时间统计、平均值统计。b) 电压分析：最大（最小）值及其发生时间统计、电压合格率统计。c) 电流分析：最大（最小）值及其发生时间统计。2. 对象统计a) 系统变电所电量统计。b) 母线电量不平衡统计。c) 购电量、售电量、穿越电量统计。d) 各计量点以及统计对象电量的整点统计、日统计、月统计。3. 损失统计a) 变损统计。b) 线损统计。c) 台区损失统计。4. 客户统计a) 客户分析：零功率用户查询。设置不同用户的报警定值、越限报警，自动分析、记录客户用电情况是否正常（如：是否有电量突变等），防止由于人员因素造成电量损失。b)

12、同比分析：相同对象不同时间段同比分析。不同对象相同时间段同比分析。c) 瞬时量曲线分析：查看监测点的电量、电压、电流数据和曲线，提供数据浏览和曲线调图查看功能。5. 自动旁路代电量计算系统可以设置为通过旁路信息进行自动旁路计算。可以设置为通过定义的配出线和旁路的关系以及电量和的关系进行自动旁路计算。旁路替代时间可以通过接口接入或人工输入。、系统记录：记录的表达方式为：操作对象、被操作对象、操作时间、操作地点、操作结果。1. 数据采集通讯记录。2. 通讯可靠率统计。3. 系统运行日志。4. 参数修改记录。5. 历史数据修改记录。、系统报表：1. 系统具有全图形、全汉化的显示和打印功能的支持软件，

13、人机界面良好，采用多窗口技术和交互式操作手段，画面的调用应方便、快捷，能方便地生成各种统计和分析报表，具有定时、召唤和异常情况时自动打印及屏幕拷贝等功能，信息的打印可指定于某打印机。2. 系统向使用者提供强大的报表输出功能，除了系统自身的报表外，还提供了可供使用者自定义的报表工具。3. 使用者可通过报表系统自定义自己的报表，包括自定义模板、数据对象、统计方式（包括各种计算公式）以及输出方式的定义。4. 报表系统可建立在通用的EXCEL电子报表系统基础上，允许使用者开发符合使用者常用制表习惯的报表5. 曲线、棒图、表格三种显示方式，根据需要可随时相互转换功能系统能通过曲线来观察数据的变化情况，多

14、条曲线能用不同的颜色绘制在同一窗口中。6. 可提供WEB报表功能。、安全管理：1. 基于操作系统的安全性：C2级安全和防火墙。2. 主站要求设置不同等级的操作权限，保证系统的安全性，以防止非法设置参数及修改原始数据和统计模型。3. 系统应用程序可以自动生成登录事件记录，所有运行人员在系统中的增加、删除和修改等操作行为都记录在事件登录中。采用授权人和操作人分离的数据修改机制，只能修改原始采集数据的副本数据，并将修改过程存入数据库中，同时置数据修改标志。对重要信息的操作（如，周期删除硬盘原始数据文件），系统能将操作内容、时间、结果及操作人员姓名记录（修改原因、审批人、修改人、修改时间），保存5年的

15、档案（可转存到其它介质，保存数年），供查阅或打印。4. 采用基于超级用户、系统管理员、部门、岗位、操作员的多级权限管理。每一操作员可根据自己的用户名、密码登录进入系统，进行权限允许的操作。5. 权限可划分为应用权限和数据权限，应用权限限制用户是否可以进入某个应用，数据权限限制用户是否可以访问某些数据。而数据权限又可以划分为读权限和写权限，数据权限应该可以设置到记录级。6. 可以通过IP地址、用户名和口令、权限共同限制访问的用户，防止非法用户侵入的手段，确保网上信息的保密与可靠性。3、前置机子系统前置机子系统进行系统主站与采集器之间的数据通讯，实现电能量数据的自动周期采集和数据补测等数据采集以及

16、参数下装等功能。、通讯方式：1. 支持PSTN电话网通讯。2. 支持GPRS通讯方式。3. 支持光纤、载波、DDN专线通讯等方式。、规约支持：1. 主站采用IEC870-5-102规约，并可处理任何已知终端规约。2. 终端接入提供规约的各种电表。、任务启动方式：1. 定时自动数据采集。2. 随时人工采集数据。3. 自动数据补测：系统自动记录未采集数据进行自动补测。4. 人工历史数据补测。5. 报警数据主动上传。、状态查询：1. 查看抄表系统运行状态。2. 即时通信信息数据浏览。3. 抄表报警事项显示。4. 察看抄表成功率。、参数下装：1. 下行对钟：根据时间差别自动对钟。2. 下装采集点的抄表

17、方案信息、时段信息等。、双机切换：可根据需要设置多个通信采集前置机，各采集前置机既可独立运行，也可主备运行，正常时各采集任务可均衡执行，故障时可自动或人工切换。、通道切换：多通道互为备用。多通道自动均衡负载。4、 网桥子系统网桥子系统实现系统主站与企业内SCADA、MIS、负控、其它抄表系统通讯，实现电能量数据的共享。、接口系统。由负控、SCADA、MIS系统等提供规约。、参数召唤。召唤其它子系统参数，自动嵌入到系统中。、数据召唤。自动召唤历史数据。随机召唤。、交换方式。通过数据总线方式来实现与其他系统之间的档案和数据的接口1. 数据总线上提供了一个统一访问接口。2. 每个系统提供一个组件接口

18、。3. 数据总线对于上层应用是透明的，应用层只要通过接口的调用，就可以获得所需的档案信息和数据。5、系统管理子系统实现系统软总线功能。、网络监视。1. 节点状态监视：CPU负荷、内存使用状况、磁盘总量、数据库空闲容量总量。2. 节点异常监视：节点不明原因退出运行、节点主机名、退出时间，以实时事项方式报告。3. 服务器运行状态监视：节点主机名、服务器连接状态。4. 子系统状态监视：子系统名称、地址、接口号、连接节点、连接状况、当前运行状态。5. 模块和进程监视：进程名称、停止/运行状态、使用用户等信息。、进程管理1. 根据设置自动启动进程运行和关闭进程。2. 根据设置自动启动进程，保证某些进程的

19、连续不间断运行。、系统校时1. 数据源：卫星钟。2. 根据卫星钟设备的接口状态自动切换对钟服务器。3. 实现全网时钟同步、频率信号的接入主站端系统能接入互为备用的两路电网频率信号，频率信号具有与分时电能量同样的时标间隔，存储在数据库中，作为峰谷腰电能量与频率挂勾的依据。、系统配置配置节点的类型、节点名称、配置主机平安报文发送时间间隔、故障判断延时等。、事项监视1. 主站实时/历史事项：系统事项、子系统事项、操作事项等。2. 报警方式：语音报警、电话语音、传呼机、短消息等。3. 报警内容：系统启动或退出、通道事项、电表和采集器通讯中断、可定制的重要关口表事件、实时考核事件、其它自定义事件。、通讯

20、功能1. 自动寻找系统内节点和各个节点上的应用程序。2. 完成相同（不同）节点上不同的多个应用之间的通讯。、远程诊断1. 系统可以通过拨号上网从厂家对系统进行远程维护。2. 系统可以通过远程拨号对采集终端进行远程维护。3. 系统支持在主站端对厂站设备进行远程维护。6、图形子系统提供地理信息图形，方便用户以图形的方式方便快速地进行设备管理，抄表数据查询和统计数据查询。、图形类型地理信息图形和电气接线图混合。、图形编辑1. 作图工具：点、线、圆、矩形、文字、位图等。2. 快速操作：对齐、等距等功能。3. 自定义图例4. 实物图符：电表、电话等。5. 地理图符：高山、大楼、停车场、公交车停靠点、广场

21、等地理图例。6. 电力设备：两、三卷变压器、避雷器、电抗器、电容器、电线杆等。、GIS功能1. 图形索引、图层管理。2. 图形放大、缩小、漫游、图形恢复。3. 实体选择，点、矩形、图形选择等。、数据查询1. 设备信息查询：电能表、线路、变压器等。2. 抄表数据查询：所有电表采集数据。3. 统计数据查询：各种电量统计、电量平衡、线损统计、变损统计等4. 曲线显示和图形打印输出。7、WEB浏览子系统、业务数据浏览1. 电量采集参数查询。2. 电量原始数据查询。a) 电能表表底数据；b) 负荷曲线数据；c) 遥测量数据；d) 总、峰、平、谷、尖时段表底数据；e) 总、峰、平、谷、尖时段需量；f) 冻

22、结值（日冻结值、月冻结值）；g) 表计事件；3. 电量分析数据查询。a) 全区网供电量部分：每日96点电量、日用电量、月用电量、每日每月最大最小电力的数据曲线（每日查询）；关口表购电情况（不定期查询）。b) 地方电厂上网电量部分：各个上网电厂的上网小时电量、日电量、月电量。c) 各供电分公司购电部分：可查询汇总后的数据日电量、月电量。4. 计量点档案记录格式如下：a) 电能表型号；b) 生产厂c) 表号d) CT比e) PT比f) 安装日期g) 检验周期h) 计量点性质（计费、考核、关口）5. 采集点（集合）电量统计6. 用户电量统计7. 报表查询a) 电能量损失管理各种报表b) 负荷管理各种

23、报表c) 无功电压管理各种报表d) 电量结算管理各种报表、图形数据浏览1. 电气接线图查询。2. 简单数据查询功能。8、中心主站和各供电分公司数据库拓扑图中心主站数据库凌源分公司数据库建平分公司数据库北票分公司数据库市内分公司数据库1. 采用两级数据库，需要供电公司中心主站和供电分公司通过局域网相联。2. 档案数据由供电公司管理。档案变更时，供电分公司将其变更的档案通过网络方式同步供电公司数据库中的档案（然后再由供电公司通过人工来确定档案的修改）。3. 采集的原始数据由供电公司中心主站采集，然后再通过TCP方式下传到供电分公司系统数据库中。六、采集终端技术要求采集终端实现与主站系统的通讯和数据

24、传输，根据本系统的应用要求，采集终端针对系统变电所、公变台区（含柱上开关）和大用户计量采用不同型号规格，以最大程度地满足实际使用要求，参见下表。技术功能要求系统变电所公变台区（含柱上开关）大用户电表采集接口多路RS485总线方式1路RS485总线方式电表接入量>32，最大9611-8数据存储能力15分钟30天15分钟30天15分钟30天与主站的通信方式有线方式（网络、光纤、拨号电话、专线）有主/备两条通道GPRS无线GPRS无线或PSTN拨号电话遥信量需要需要（门禁、开关状态等）遥控输出不需要需要（本地无功补偿）需要（催费/欠费、负荷管理等）七、通信及通道方案1、基本原则1. 一种为主，

25、因地制宜，多种共用。2. 支持群发功能，最好支持主动上报功能。3. 利用已经建立且覆盖范围广的通信网络，不要在建设通信网络上花费资源和时间。4. 在选择GPRS先进通信方式下，考虑到其开放的数据链路、按流量计费等特性，需要应用产品在进一步考虑数据安全性、数据完整性、规约传输效率、数据压缩，GPRS网络延时影响，实现先进性与可靠性和经济性的统一。2、系统变电所侧1. 网络光纤为主通道。2. PSTN拨号或四线专线为辅通道。线损自动生成及在线分析系统变电所通讯方案如下：按照朝阳供电公司线损自动生成系统整体组网方案要求，对公司所属25个变电所的电量等采集信息需要用2Mbit/s以上速率通道传到朝阳网

26、络中心，朝阳网络中心的信息要用10/100Mbit/s速率双通道下传到市内供电局、北票供电局、建平供电局和凌源供电局，接口全部采用以太网接口。城网改造后，朝阳地区光纤通信网基本形成，为充分利用现有光通信资源，满足线损生成系统组网通信的要求，朝阳网络中心对25个变电所及4个供电局的通信原则上是采用现有的SDH及ATM光传输网，增加10/100Mbit/s以太网接口板。具体实施方案如下：一、北票地区变电所及北票供电局通信方案：北票地区光纤通信网是华为公司的SDH光传输设备，干线环为622Mb，本地环为155Mb，本方案需在各变电所SDH设备上增加以太网接口板，满足通信要求。可在北一变、南山变、朝阳

27、局站SDH设备上各增加一块以太网处理板和以太网接入板（RJ45），在北纺变、台东变、北骆变、南苑变、河南变、冠山变的SDH光传输设备上各增加一块以太网接口板，实现上述变电所电量采集信息上传到朝阳局中心站，接入线损网络中心。在朝阳局站和北票局站SDH光设备上各增加1块以太网处理板和以太网接入板，利用622Mb设备中的1个155Mb支路，实现朝阳局线损网络中心信息下传至北票供电局。二、建平、凌源地区及建平供电局、凌源供电局通信方案：朝阳西部（建平、凌源地区）光纤通信网是中兴公司SDH 155/622Mb传输设备。朝阳站、建一变站、凌一变站为622Mb设备，建平本地网和凌源本地网为155Mb设备。为

28、满足朝阳对建平局和凌源局开通100Mb以太网通道，本方案将建平局站SDH设备升级至622Mb，将凌源局站升级至622Mb。利用622Mb系统中的2个155Mb通道，分别对建平局和凌源局各开通1个10/100Mb数据通道。在建一变、叶柏寿变、镇南变和凌一变、北山变、东山变、城新变、各增加1块以太网接口板，将建平局、凌源局、建一变、凌一变155Mb光接口板更换为622Mb光接口板。三、朝阳市区变电所及市内供电局通信方案：朝阳市区内光通信由ATM环网和SDH环网组成，市内供电局、珠江变、新华变、龙一变在ATM环网内，设备为中兴ATM光设备。凌东变、凌河变、孟克变、向阳变、四新变、哨口变、西郊变在SD

29、H环网内，设备为烽火公司SDH光设备。1、对市内局、珠江变、新华变、龙一变ATM各点的通信方案，可利用现有ATM设备以太网接口板，开通10/100Mb接口，不需增加设备。为保证市内局双通道，可利用空光纤，用光电收发器开通一路朝阳局网络中心至市内局分站的备用通道。考虑龙一变主控室至通信机房距离较远，敷设一段光缆，增加一对光收发器，将采集信息接入ATM设备。2、对凌东变、凌河变等七个变电所的通信方案，在凌河变、凌东变、孟克变、向阳变、四新变、西郊变、哨口变各增加以太网接口板1块，在中心站增加以太网接口板7块，开通中心站至上述7个变电所的以太网传输通道，实现上述7个变电所信息上传至线损网络中心。考虑四新变主控室至通信机房距离较远，敷设一段光缆，采用一对光收发模块进行连接，将采集信息接入SDH光设备。3、公用配变及