肖艷煒，余 虹

（浙江電力調(diào)度運(yùn)行技術(shù)中心，杭州 310007）

0 引言

電能量計(jì)量系統(tǒng)（TMR）是為發(fā)電、供電和用電企業(yè)提供電能量數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)和應(yīng)用平臺(tái)，對(duì)所轄變電站、電廠、考核及計(jì)量關(guān)口的電能量數(shù)據(jù)進(jìn)行完整、準(zhǔn)確、及時(shí)、同步的采集，同時(shí)進(jìn)行電能量數(shù)據(jù)的各種統(tǒng)計(jì)、計(jì)算和分析，為結(jié)算提供基本數(shù)據(jù)和考核手段。在電力行業(yè)體制改革不斷深化、電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)市場(chǎng)化的今天，電能量計(jì)量系統(tǒng)的重要性日顯重要，已成為繼 SCADA（數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控）、AGC（自動(dòng)發(fā)電量控制）功能之后電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化的又一個(gè)基本功能。

目前，電能量計(jì)量系統(tǒng)的建設(shè)全面展開，形成了國(guó)調(diào)、網(wǎng)調(diào)、省調(diào)、地調(diào)、縣調(diào)等五級(jí)調(diào)度的布局。以浙江省電力系統(tǒng)為例，至2010年底建有省調(diào)系統(tǒng)1套，地調(diào)系統(tǒng)11套，縣調(diào)系統(tǒng)64套，覆蓋全省500 kV，220 kV，110 kV變電站和省地、地縣關(guān)口信息，接收部分城區(qū)大用戶、35 kV變電站及地方電廠電量信息，共有電能表約4.5萬(wàn)塊，信息點(diǎn)近20萬(wàn)個(gè)，為電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)發(fā)揮了巨大作用。但這種各自為政、各建一套的“孤島”做法，存在著軟/硬件重疊、運(yùn)行維護(hù)重復(fù)、系統(tǒng)接口繁多、信息共享落后、數(shù)據(jù)同步延時(shí)等諸多弊病，已經(jīng)很難滿足電力信息化的發(fā)展需要。

因此，根據(jù)國(guó)家電網(wǎng)公司集約化扁平化管理理念，結(jié)合當(dāng)前電能量計(jì)量系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)，提出了基于集約化、統(tǒng)一化模式的電能量計(jì)量系統(tǒng)技術(shù)方案。

1 建設(shè)思路

系統(tǒng)建設(shè)嚴(yán)格遵循集約化統(tǒng)一化模式，充分貫徹“硬件集中、軟件集成”的基本思想，整體上實(shí)現(xiàn)“平臺(tái)統(tǒng)一、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)統(tǒng)一、Web發(fā)布統(tǒng)一、接口統(tǒng)一、應(yīng)用集成”。

（1）平臺(tái)統(tǒng)一：電量處理、發(fā)布和應(yīng)用平臺(tái)在地區(qū)局建設(shè)實(shí)現(xiàn)，是一套完整的系統(tǒng)，各縣局只建設(shè)簡(jiǎn)單的采集與維護(hù)子系統(tǒng)。

（2）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)統(tǒng)一：只在地區(qū)系統(tǒng)建設(shè)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)陣列，所有數(shù)據(jù)由縣局子站采集后傳輸至地區(qū)局系統(tǒng)統(tǒng)一存儲(chǔ)。

（3）Web發(fā)布統(tǒng)一：所有電量數(shù)據(jù)和應(yīng)用發(fā)布均基于地區(qū)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，全地區(qū)功能和流程一致，權(quán)限控制機(jī)制一致。

（4）接口統(tǒng)一：所有與外系統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型接口均在地區(qū)局實(shí)現(xiàn)。

（5）應(yīng)用集成：在地區(qū)局集中實(shí)現(xiàn)地區(qū)及各下屬縣局的電量應(yīng)用，各縣局通過(guò)Web訪問(wèn)實(shí)現(xiàn)相關(guān)功能，所有應(yīng)用功能一致，統(tǒng)計(jì)計(jì)算處理流程一致。

2 集約化的系統(tǒng)架構(gòu)

根據(jù)集約化建設(shè)理念，做大做強(qiáng)地區(qū)主站系統(tǒng)，弱化縣級(jí)系統(tǒng)，使之成為地區(qū)主站系統(tǒng)的延伸和補(bǔ)充，同時(shí)考慮不同變電站、電廠采集通道建設(shè)、維護(hù)的方便性和系統(tǒng)整體的應(yīng)用需求，實(shí)現(xiàn)所有軟/硬件的合理部署，即實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)集中和硬件集中，減少整體投資，避免大量的接口開發(fā)和維護(hù)，減輕地區(qū)維護(hù)和管理的壓力，統(tǒng)一實(shí)現(xiàn)電能量的綜合應(yīng)用。

典型的系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示，電能量計(jì)量系統(tǒng)由地區(qū)主站和縣局采集子站組成。

2.1 地區(qū)主站系統(tǒng)

地區(qū)主站是1套完整的電能量計(jì)量系統(tǒng)，采用網(wǎng)絡(luò)分布式結(jié)構(gòu)，主要由前置采集、數(shù)據(jù)處理、應(yīng)用管理3部分組成。前置采集、數(shù)據(jù)處理部署在安全Ⅱ區(qū)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和分析處理；應(yīng)用管理部署在安全Ⅲ區(qū)，實(shí)現(xiàn)Web信息發(fā)布和分權(quán)限業(yè)務(wù)操作。數(shù)據(jù)處理與前置采集雖同屬Ⅱ區(qū)，但獨(dú)立建設(shè)，通過(guò)前置采集服務(wù)器的雙網(wǎng)卡來(lái)分別組建不同的局域網(wǎng)，以提高可靠性。Ⅱ區(qū)和Ⅲ區(qū)之間部署安全隔離裝置，以滿足二次安全防護(hù)的要求。

前置采集部分由網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、前置采集服務(wù)器、串口服務(wù)器、撥號(hào)池、專線通道設(shè)備等組成。通道設(shè)備根據(jù)不同通信方式支持網(wǎng)絡(luò)、撥號(hào)、專線（專線MODEM或RS232）等通信方式，且支持幾種方式的冗余熱備。前置服務(wù)器連接GPS（全球定位系統(tǒng)），獲取標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間，在Ⅱ區(qū)對(duì)時(shí)同步的同時(shí)，與各采集終端對(duì)時(shí)，確保全網(wǎng)時(shí)鐘同步。

圖1 電能量計(jì)量系統(tǒng)架構(gòu)

數(shù)據(jù)處理部分由網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器（含存儲(chǔ)陣列）、維護(hù)工作站、應(yīng)用服務(wù)器、網(wǎng)關(guān)服務(wù)器等組成。

應(yīng)用管理部分由網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、安全隔離裝置、鏡像數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、Web服務(wù)器、報(bào)表/維護(hù)工作站、用戶工作站等組成。

地區(qū)主站采用面向?qū)ο蟮捏w系架構(gòu)，分存儲(chǔ)層、公共服務(wù)層、業(yè)務(wù)邏輯層和應(yīng)用層，配備齊全的電能量計(jì)量功能模塊。

（1）應(yīng)用層是指部署在工作站、Web服務(wù)器上的各種應(yīng)用程序，包括數(shù)據(jù)采集、圖形工具、報(bào)表工具、曲線工具、數(shù)據(jù)錄入、數(shù)據(jù)查詢等客戶端應(yīng)用，能滿足電能量計(jì)量的各種需求且使用方便。

（2）業(yè)務(wù)層包括系統(tǒng)所需要的所有業(yè)務(wù)邏輯，包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)處理、統(tǒng)計(jì)考核、計(jì)算分析和計(jì)費(fèi)等。

（3）公共服務(wù)層為應(yīng)用提供顯示、管理等各種中間服務(wù)，偏向于通用的、與業(yè)務(wù)無(wú)關(guān)的服務(wù)，包括報(bào)表服務(wù)、圖形服務(wù)、消息服務(wù)、告警服務(wù)、安全管理服務(wù)和數(shù)據(jù)庫(kù)備份管理等。

（4）存儲(chǔ)層主要包括對(duì)象數(shù)據(jù)接口和關(guān)系型數(shù)據(jù)接口。

2.2 縣局子站系統(tǒng)

縣局采用子站建設(shè)模式，僅部署少量硬件設(shè)備，包括前置采集服務(wù)器、維護(hù)工作站、報(bào)表工作站、網(wǎng)絡(luò)和通道設(shè)備等。主要負(fù)責(zé)管理范圍內(nèi)變電站、電廠的數(shù)據(jù)采集，并對(duì)這些廠站的通道進(jìn)行維護(hù)；負(fù)責(zé)通過(guò)工作站登錄地區(qū)主站系統(tǒng)，管理自身所轄的廠/站、電能表信息，對(duì)其進(jìn)行日常維護(hù)和更新錄入，制作相關(guān)報(bào)表等。

3 標(biāo)準(zhǔn)化的應(yīng)用平臺(tái)

集約化統(tǒng)一化建設(shè)電能量計(jì)量系統(tǒng)后，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量增大、交互性提高，用戶數(shù)增加，訪問(wèn)量猛增，及時(shí)性、準(zhǔn)確性要求更高。要實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)量、高性能的存儲(chǔ)與處理應(yīng)用，應(yīng)盡可能減少人工維護(hù)工作量，實(shí)現(xiàn)各種電能量報(bào)表和統(tǒng)計(jì)對(duì)象的自動(dòng)生成和維護(hù)，實(shí)現(xiàn)各種實(shí)用化的功能應(yīng)用。遵循標(biāo)準(zhǔn)化的建設(shè)方向，就必須有標(biāo)準(zhǔn)的電能量計(jì)量應(yīng)用平臺(tái)作為基礎(chǔ)和支撐。為此，針對(duì)電能量計(jì)量系統(tǒng)的數(shù)據(jù)輸入/輸出關(guān)系，建立了1套標(biāo)準(zhǔn)的電能量計(jì)量應(yīng)用平臺(tái)，包括標(biāo)準(zhǔn)的底層平臺(tái)、統(tǒng)一的數(shù)據(jù)采集和處理平臺(tái)、統(tǒng)一的數(shù)據(jù)共享平臺(tái)等，并實(shí)現(xiàn)了各平臺(tái)間的綜合應(yīng)用。

（1）標(biāo)準(zhǔn)的底層平臺(tái)。根據(jù)CIM模型規(guī)范，在對(duì)所有設(shè)備的物理位置和連接關(guān)系進(jìn)行界定后，對(duì)一次設(shè)備按照電網(wǎng)層次結(jié)構(gòu)和關(guān)聯(lián)關(guān)系進(jìn)行統(tǒng)一定義，對(duì)所有數(shù)據(jù)采用量測(cè)方式進(jìn)行統(tǒng)一描述，對(duì)所有業(yè)務(wù)流程按相關(guān)描述進(jìn)行統(tǒng)一實(shí)現(xiàn)，對(duì)所有對(duì)象采用統(tǒng)一命名技術(shù)進(jìn)行唯一識(shí)別。基于上述技術(shù)實(shí)現(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)底層平臺(tái)，很好地滿足了系統(tǒng)建設(shè)和應(yīng)用的需要，且可方便映射成標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)庫(kù)底層模型。

（2）統(tǒng)一的數(shù)據(jù)采集和處理平臺(tái)。在網(wǎng)絡(luò)、撥號(hào)、專線等多種通信方式下，具有定時(shí)自動(dòng)采集、自動(dòng)補(bǔ)采、人工采集等多種采集方式，硬件、網(wǎng)絡(luò)等采用N-1冗余配置，確保了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確、完整、及時(shí)、同步采集和獲取。

（3）統(tǒng)一的數(shù)據(jù)共享平臺(tái)。隨著信息化程度的提高，必須將系統(tǒng)的電能量數(shù)據(jù)充分橫向和縱向共享，支持多套系統(tǒng)數(shù)據(jù)的接收和轉(zhuǎn)發(fā)，以避免系統(tǒng)的孤島建設(shè)，避免大量的、蜘蛛網(wǎng)式的系統(tǒng)接口建設(shè)。采用XML通信格式、TCP通信協(xié)議、定時(shí)發(fā)送和人工召喚相結(jié)合的傳輸方式、多發(fā)多收和一發(fā)多收的自由配置，實(shí)現(xiàn)了高效的信息交互。數(shù)據(jù)共享平臺(tái)可根據(jù)實(shí)際需求分別部署在Ⅱ區(qū)和Ⅲ區(qū)，通過(guò)電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)和信息網(wǎng)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接。

4 流程化的業(yè)務(wù)管理

電能量計(jì)量系統(tǒng)的運(yùn)行和管理涉及大量的業(yè)務(wù)流程，如電度表更換、TA/TV變比更換、電量追加、旁路代供、設(shè)備投停、設(shè)備更名等，直接關(guān)系到電能量的準(zhǔn)確統(tǒng)計(jì)和分析，而各業(yè)務(wù)的歸屬管轄涉及調(diào)度、計(jì)量、檢修、運(yùn)行、營(yíng)銷等多個(gè)部門，需要協(xié)同工作。

系統(tǒng)在設(shè)計(jì)開發(fā)過(guò)程中，充分考慮了運(yùn)行過(guò)程中的業(yè)務(wù)管理，實(shí)現(xiàn)了靈活的業(yè)務(wù)流程定義和管理，以替代常規(guī)流程的人工流轉(zhuǎn)，及時(shí)、準(zhǔn)確、有序地實(shí)現(xiàn)相關(guān)信息的錄入、審核和確認(rèn)。

以電度表TA變比更換為例，計(jì)量中心人員登錄系統(tǒng)Web，填寫電度表TA變比更換申請(qǐng)單，明確更換時(shí)間，發(fā)起更換流程，經(jīng)過(guò)營(yíng)銷、調(diào)度、檢修等部門確認(rèn)后歸檔，變更正式生效。系統(tǒng)根據(jù)生效信息及更換時(shí)間，重新計(jì)算并更正相關(guān)的電量數(shù)據(jù)，所需的相關(guān)統(tǒng)計(jì)、計(jì)算和報(bào)表均自動(dòng)實(shí)現(xiàn)，在統(tǒng)計(jì)、報(bào)表中自動(dòng)體現(xiàn)TA變更事件，并在報(bào)表中備注說(shuō)明。整個(gè)業(yè)務(wù)流程的操作均有完整的日志記錄，以便日后查詢和跟蹤。

5 實(shí)用化的功能應(yīng)用

各項(xiàng)功能的實(shí)用化應(yīng)用是電能量計(jì)量系統(tǒng)建設(shè)的目的所在。系統(tǒng)在滿足數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)、查詢與修正、統(tǒng)計(jì)與報(bào)表發(fā)布等基本功能應(yīng)用的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)關(guān)注流程管理、告警管理、缺陷管理、權(quán)限管理、臺(tái)賬管理、線損與功率因素統(tǒng)計(jì)分析等高級(jí)應(yīng)用的實(shí)用化。

（1）流程管理：系統(tǒng)支持每一項(xiàng)業(yè)務(wù)操作均有流程流轉(zhuǎn)確認(rèn)，所有操作和時(shí)間及流程均有日志記錄。

（2）告警管理：對(duì)運(yùn)行過(guò)程中各模塊、通道、采集終端等的運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況并通過(guò)聲光等方式告警。

（3）缺陷管理：通過(guò)自動(dòng)檢測(cè)通道工況及數(shù)據(jù)采集情況，盡可能地發(fā)現(xiàn)缺陷，并自動(dòng)生成缺陷通知單，同時(shí)啟動(dòng)流程進(jìn)行流轉(zhuǎn)，提醒相關(guān)人員，直至流轉(zhuǎn)結(jié)束、消缺完成。

（4）權(quán)限管理：通過(guò)完善的權(quán)限管理，實(shí)現(xiàn)對(duì)每個(gè)站、每塊表的權(quán)限控制，以方便用戶重點(diǎn)關(guān)注自身相關(guān)數(shù)據(jù)，方便系統(tǒng)考核與職責(zé)細(xì)化。

（5）臺(tái)賬管理：通過(guò)權(quán)限管理明確職責(zé)分工，通過(guò)相關(guān)信息的及時(shí)錄入與維護(hù)，進(jìn)一步促進(jìn)了臺(tái)賬和檔案資料的及時(shí)更新。

（6）線損與功率因數(shù)統(tǒng)計(jì)分析：通過(guò)完整統(tǒng)計(jì)采集到的電量信息，結(jié)合省局關(guān)口電量及EMS接口獲取線路出力等信息，實(shí)現(xiàn)線損和功率因素的統(tǒng)計(jì)與分析。

6 結(jié)語(yǔ)

基于“硬件集中、軟件集成”的集約化統(tǒng)一化電能量計(jì)量系統(tǒng)大大減少了重復(fù)投資，降低了日常維護(hù)工作量，系統(tǒng)在浙江電網(wǎng)得到成功應(yīng)用并全面推廣，效果顯著，為浙江電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供了可靠的技術(shù)支撐。

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[3]霍雪松，李晉，吳玉林，等.基于E語(yǔ)言的統(tǒng)一電能量計(jì)量系統(tǒng)互聯(lián)方案[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2006，30（24）:73-76.