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        基于PDA的實時在線配電搶修及巡線管理系統(tǒng)在新鄉(xiāng)配網(wǎng)中的應用分析

        2012-02-21 07:27:58侯博文
        裝備制造技術 2012年11期
        關鍵詞:巡線前置通訊

        侯博文

        (河南省電力公司新鄉(xiāng)供電公司,河南 新鄉(xiāng) 453000)

        隨著中國經(jīng)濟的高速發(fā)展,電力已經(jīng)深入到經(jīng)濟發(fā)展的方方面面,成為不可或缺的一種資源,一旦在社會生產(chǎn)中出現(xiàn)停電事故,便會造成巨大的經(jīng)濟損失,在這種情況下,保證配電網(wǎng)的安全運行就顯得格外重要。即便如此,在配電過程中,由于種種原因,也難免會出現(xiàn)一些異常情況,這就需要配電搶修能夠做到快速高效,才能將損失減少到最低。為了防患于未然,配電網(wǎng)的日常巡線工作也是非常重要的。

        供電公司日常的一個重要工作就是配電工作,而配電搶修和巡線管理工作又是配電工作中最重要的工作內(nèi)容,該工作大部分是在戶外進行的,在工作的同時需要攜帶大量的紙質圖紙以供戶外查詢。隨著城市建設的快速發(fā)展,配電網(wǎng)絡日益龐大復雜,僅僅依靠紙質圖紙來進行配電工作的弊病已經(jīng)日顯突出,如工作效率低、戶外精確定位困難、后續(xù)工作處理耗時耗力等。在目前這種情況下,我們經(jīng)過大量的考察和分析,一致認為基于PDA的實時在線配電搶修及巡線管理系統(tǒng)能夠很好的解決以上問題,從而大大提高配電搶修和巡線管理的工作效率,繼而節(jié)省配電工作的人力、物力、財力。

        1 公司配電工作現(xiàn)狀簡介

        新鄉(xiāng)供電公司配電服務中心主要承擔新鄉(xiāng)市區(qū)10 kV配電線路、配電設備及低壓接戶線的運行、維護、檢修工作。

        客戶服務中心主要負責專用客戶業(yè)務報裝、勘察等管理工作。

        新鄉(xiāng)供電公司集團公司各部門主要負責配電工程施工與大的搶修工作。

        1.1 配電工作與變電運行專業(yè)和變電檢修專業(yè)比較

        (1)工作現(xiàn)場分散不集中,且都為室外作業(yè)。

        (2)工作地點不確定,對搶修人員的道路熟悉程度要求高。

        (3)接線方式復雜無標準接線模版,倒閘操作多運行方式變換頻繁。

        (4)每一項現(xiàn)場工作各有特點,典型作業(yè)少,重復性工作少。

        (5)與客戶接觸頻繁,直接關乎優(yōu)質服務的承諾執(zhí)行情況。

        1.2 現(xiàn)階段工作模式存在的不足

        (1)配電專業(yè)的資料管理,仍是將資料存放在班組(中心)資料柜內(nèi)或臺式電腦中,給現(xiàn)場作業(yè)人員的及時調閱資料帶來極大的不便。

        (2)與95598、調度、中心、用戶聯(lián)系仍是電話,獲取的信息再以紙筆方式記錄。此工作模式在度夏等工作高峰期,容易造成記錄的漏記或錯記。

        (3)為方便現(xiàn)場作業(yè),搶修人員經(jīng)常隨車攜帶一本10 kV單線負荷圖(一季度更新一次)或普通的記事本。但紙質資料易損壞、丟失,并且線路接線方式、設備的變更不能得到及時更新。

        (4)當故障報修時,現(xiàn)場情況完全依賴95598接線員的電話口述或傳呼短信息。

        (5)在事故處理時,設備情況及運行方式完全依賴調度員的電話令。

        (6)現(xiàn)場工作的開展完全依賴于作業(yè)人員的工作經(jīng)驗和責任心。

        (7)工作票辦理程序落后、繁瑣。

        2 與配電自動化的集成

        基于PDA的實時在線配電搶修及巡線管理系統(tǒng)要解決的問題是電力故障、監(jiān)控調度中心和搶修資源之間的有效配置問題。

        2.1 與其它系統(tǒng)之間的信息共享

        (1)系統(tǒng)信息的集成

        基于PDA的實時在線配電搶修及巡線管理系統(tǒng)作為配電生產(chǎn)工作管理的一部分,和配電自動化系統(tǒng)、GIS系統(tǒng)、客戶服務中心等系統(tǒng)有十分緊密的聯(lián)系,許多基礎數(shù)據(jù)可以直接取自相關的系統(tǒng),從而實現(xiàn)資源共享、減少投資的目的。

        基于PDA的實時在線配電搶修及巡線管理系統(tǒng)和其它系統(tǒng)之間的關系,如圖1所示。

        圖1 新鄉(xiāng)基于PDA的實時在線配電搶修及巡線管理系統(tǒng)與其它系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享

        配網(wǎng)故障信息獲取:信息源包括客戶服務系統(tǒng)以及配電自動化系統(tǒng),電力在搶修實時調度系統(tǒng)與之互連,這樣調度員就能根據(jù)它們提供的信息準確獲取故障信息、判斷故障點并盡快做出搶修決策。

        (2)故障的定位

        其一,是根據(jù)客戶服務系統(tǒng)提供的信息人工進行定位;

        其二,是利用配電自動化系統(tǒng)的實時監(jiān)測與報警功能及時獲取故障信息。

        (3)制定搶修決策

        利用地理數(shù)據(jù),以及從配電自動化系統(tǒng)傳過來的電網(wǎng)結構數(shù)據(jù)、拓撲數(shù)據(jù)、實時數(shù)據(jù),可以在電力搶修實時調度系統(tǒng)將可能出現(xiàn)故障的設備在屏幕上,以高亮度顯示出來,將受影響的區(qū)域也以高亮度顯示出來,并統(tǒng)計失電用戶總數(shù)??梢詮南到y(tǒng)中調出與事發(fā)現(xiàn)場電路設備一一對應的接線分布圖,查到各種設備的屬性數(shù)據(jù)和所處位置以及開關的開合狀態(tài),并由此初步確定事故原因及事故處理決策。

        (4)搶修車輛實時定位

        在搶修決策制定后,控制中心通信服務器以Polling方式立即向所有裝有GPSPDA的搶修車輛發(fā)出定位請求,PDA得到請求后,立即將當前搶修車輛的GPS位置和狀態(tài)由GPRS網(wǎng)絡發(fā)回監(jiān)控中心。

        (5)最優(yōu)搶修車選擇

        系統(tǒng)根據(jù)電力故障特點、搶修車配置及二者的距離遠近在全區(qū)進行最優(yōu)搶修車輛搜索。選擇的原則是路線最短、車輛處于空閑狀態(tài)及備品備件滿足。然后通過GIS數(shù)據(jù)庫的網(wǎng)絡分析得到最佳搶修車行車路徑。

        (6)搶修進度追蹤

        調度中心實時發(fā)派搶修工單并利用大屏幕電子地圖對搶修車輛進行監(jiān)控調度和指揮。對發(fā)生異常和故障的車輛實施增援救助和搶修。通過對搶修現(xiàn)場信息的綜合分析,智能化的制定現(xiàn)場搶修決策,完成搶修任務,搶修任務完成后搶修工單被傳回控制中心進行工單歸檔。

        2.2 與配電自動化系統(tǒng)的集成

        新鄉(xiāng)供電局已經(jīng)建設有配電自動化系統(tǒng),因此,基于PDA的實時在線配電搶修及巡線管理系統(tǒng)必須充分利用現(xiàn)有的配電GIS、配電自動化的資源,與配電自動化有效集成,實現(xiàn)基于PDA的實時在線配電搶修及巡線管理系統(tǒng)功能。

        圖2 新鄉(xiāng)配電自動化系統(tǒng)與基于PDA的實時在線配電搶修及巡線管理系統(tǒng)的集成

        結合新鄉(xiāng)供電局配電自動化系統(tǒng)的結構,設計如下與配電自動化集成在一起的基于PDA的實時在線配電搶修及巡線管理系統(tǒng)。

        3 系統(tǒng)結構

        3.1 硬件結構

        系統(tǒng)主體結構主要包括搶修車輛(帶PDA)、前置通信服務器、監(jiān)控中心等部分。系統(tǒng)硬件結構,如圖3所示。

        圖3 系統(tǒng)硬件結構

        其中,

        (1)DAS網(wǎng)絡:指配電自動化系統(tǒng)的網(wǎng)絡,電力搶修實時調度系統(tǒng)從DAS網(wǎng)絡獲取的實時數(shù)據(jù)。

        (2)MIS網(wǎng)絡:指電業(yè)局的MIS系統(tǒng)網(wǎng)絡,在電力搶修實時調度系統(tǒng)可以向MIS網(wǎng)絡發(fā)布車輛的實時狀況。

        (3)GIS數(shù)據(jù)服務:提供GIS數(shù)據(jù)和電力設備的屬性數(shù)據(jù)。

        (4)應用服務器:存放車輛調度系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲及調度應用服務。

        3.2 軟件結構

        系統(tǒng)軟件結構,如圖4所示,

        圖4 系統(tǒng)軟件結構

        說明:

        搶修車輛的PDA獲取GPS數(shù)據(jù)后,通過GPRS網(wǎng)絡傳輸給前置機服務器,車輛調度系統(tǒng)訪問前置機服務器獲取車輛GPS數(shù)據(jù)并在GIS圖上顯示車輛當前的位置;車輛調度系統(tǒng)通過短信或者電話的方式通知搶修車輛執(zhí)行搶修任務,搶修車輛在搶修的過程中,通過PDA的IE瀏覽器查看缺陷設備情況,處理完畢后,填寫處理情況和缺陷單并提交到車輛搶修中心。

        4 系統(tǒng)功能介紹

        系統(tǒng)功能模塊主要包括PDA、前置通訊、應用服務、監(jiān)控工作站等幾大模塊。系統(tǒng)利用分布于實時地理信息上的設備詳細情況、實時運行狀態(tài)和設備間的動態(tài)拓撲關系來實現(xiàn)對配電網(wǎng)設備的靜態(tài)管理、動態(tài)管理、運行維護等,并為配電生產(chǎn)管理提供基礎信息。下面以系統(tǒng)的管理功能、PDA功能、前置通訊功能為例,來闡述系統(tǒng)的功能。

        4.1 管理功能

        (1)搶修管理

        PDA用戶通過IE登陸到配電搶修及巡線管理系統(tǒng)主界面并常時在線,當配電搶修中心接到搶修任務時,迅速制訂搶修策略并下發(fā)搶修單,然后通過服務器發(fā)布到各個PDA用戶,PDA用戶就可以及時看到屬于自己的搶修任務,然后迅速趕往搶修地點,搶修完畢后,通過PDA及時填寫搶修情況并提交到后臺服務器,監(jiān)控中心就能及時的了解現(xiàn)場的搶修情況,以便做出進一步的處理,從而大大提高了工作效率。

        搶修管理流程如圖5所示。

        圖5 配電搶修流程

        (2)巡線及缺陷管理

        首先,配電巡線管理中心人員通過配電巡線管理系統(tǒng)制訂巡線任務,并分配給不同的PDA巡線工作人員;然后,PDA用戶通過IE登陸到配電搶修及巡線管理系統(tǒng)主界面并常時在線,然后登陸到巡線管理子系統(tǒng),打開巡線管理任務列表并找到自己的巡線任務,之后根據(jù)巡線任務的內(nèi)容進行巡線,巡線完畢,填寫巡線任務單并提交到后臺服務器。巡線及缺陷管理流程如圖6所示。

        圖6 巡線及缺陷管理流程

        4.2 PDA功能

        PDA主要由GPS接收模塊、GPRS模塊、WINDOWS MOBILE操作系統(tǒng)及靈圖導航軟件組成。能與監(jiān)控中心進行信息與語音的雙向傳輸。

        當監(jiān)控中心下達定位信息召喚命令時,啟動GPS接收模塊接收衛(wèi)星信號,并將GPS數(shù)據(jù)通過GPRS模塊發(fā)送給前置機服務器。

        GPRS模塊用于接收監(jiān)控中心命令,并將車輛GPS數(shù)據(jù)上傳至監(jiān)控中心。當GPRS模塊登陸上GPRS網(wǎng)絡后,其自動連接到前置機服務器,并保持和維護鏈路的連接,隨時監(jiān)測鏈路的連接情況,一旦發(fā)生異常則自動重新建立鏈路。

        WINDOWS MOBILE操作系統(tǒng)支持GPS數(shù)據(jù)獲取程序的運行,GPRS通訊程序的運行以及靈圖導航軟件的運行。靈圖導航軟件可以根據(jù)用戶指定的地點,實時導航車輛的運行。

        4.3 前置通訊功能

        前置機通訊服務器作為各個PDA數(shù)據(jù)的接收端和提供端,需要在當?shù)仉娦殴旧暾堃粋€固定的網(wǎng)絡地址,PDA通過GPRS向這個固定的網(wǎng)絡地址發(fā)送數(shù)據(jù)。

        前置機通訊服務器作為Socket服務器,PDA作為Socket客戶端,Socket服務端平時以給定的端口號處于等待連接的狀態(tài)。Socket客戶端根據(jù)服務端提供的端口號和服務端的網(wǎng)絡IP地址主動連接服務器。當連接成功后,PDA通過GPRS網(wǎng)絡向前置機通訊服務器發(fā)送數(shù)據(jù),前置機通訊服務器根據(jù)PDA提供的通訊協(xié)議對數(shù)據(jù)進行分析,然后保存到內(nèi)存中供車輛監(jiān)控系統(tǒng)使用。前置機通訊服務器接收車輛監(jiān)控系統(tǒng)對PDA下發(fā)的數(shù)據(jù),然后根據(jù)PDA提供的通訊協(xié)議把數(shù)據(jù)打包并通過GPRS網(wǎng)絡發(fā)送給PDA。

        前置機通訊服務器也作為監(jiān)控系統(tǒng)的車輛實時數(shù)據(jù)服務器,前置機通訊服務器作為Socket服務器,車輛監(jiān)控系統(tǒng)作為Socket客戶端,通過局域網(wǎng)連接。Socket服務端平時以給定的端口號處于等待連接的狀態(tài),Socket客戶端根據(jù)服務端提供的端口號和服務端的主機IP地址主動連接服務器,當連接成功后,Socket客戶端就會按照一定的格式向服務端發(fā)送數(shù)據(jù)請求或數(shù)據(jù),服務端根據(jù)客戶端發(fā)送的數(shù)據(jù)請求給客戶端發(fā)送相應的數(shù)據(jù)或者接收并轉發(fā)客戶端發(fā)送過來的數(shù)據(jù)。

        前置機通訊服務器還把對PDA的設定數(shù)據(jù)(如跟蹤設定數(shù)據(jù)等)保存到數(shù)據(jù)庫和內(nèi)存中,數(shù)據(jù)庫中保存的設定數(shù)據(jù)供前置機通訊程序初始化讀取用,內(nèi)存中保存的設定數(shù)據(jù)供其他的監(jiān)控系統(tǒng)工作站同步顯示用;前置機通訊服務器還把從PDA接收的報警數(shù)據(jù)和車輛GPS信息數(shù)據(jù)及時地保存到數(shù)據(jù)服務器的數(shù)據(jù)庫中,作為歷史數(shù)據(jù)查詢用。

        在前置機通訊服務程序采用多線程編程技術,根據(jù)監(jiān)控工作站的數(shù)據(jù)請求,給各個監(jiān)控工作站發(fā)送數(shù)據(jù),Socket連接的建立和斷開都由Socket客戶端決定,前置機通訊服務程序只需響應客戶端的數(shù)據(jù)請求即可。

        前置機服務器還作為搶修和巡線管理系統(tǒng)的WEB服務器,PDA通過IE瀏覽器進入搶修和巡線管理系統(tǒng),從而進行搶修情況的實時填寫。

        4.4 系統(tǒng)優(yōu)點與可靠的技術支持

        (1)系統(tǒng)在國外已有成功使用的案例。

        (2)系統(tǒng)使用到了GPS、GPRS、GIS三項成熟的技術,并在國內(nèi)都已成功商業(yè)化運行多年,技術可靠。

        (3)系統(tǒng)專業(yè)針對性強,與配電自動化系統(tǒng)、95598客服系統(tǒng)聯(lián)系緊密,許多基礎數(shù)據(jù)可以實現(xiàn)資源共享,從而減少設備投資。

        (4)系統(tǒng)信息源包括客服務系統(tǒng)及配電自動化系統(tǒng),通過與調度監(jiān)控系統(tǒng)相連,調度員及現(xiàn)場人員就能獲取故障信息、判斷故障點并做出搶修決策。

        (5)該系統(tǒng)具有GPS全球定位、導航功能,結合95598與配電自動化系統(tǒng)獲取故障設備的地理信息,引導搶修人員以最優(yōu)方案到達現(xiàn)場。提高搶修人員反應速度,確保優(yōu)質服務45分鐘到達現(xiàn)場的承諾。此功能還可擴展出:車輛定位、最優(yōu)搶修車選擇、搶修進度跟蹤、軌跡查詢等管理用途。

        (6)該系統(tǒng)是集數(shù)據(jù)庫、GPS導航、配電調度管理、GPRS無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ芘c一身,功能擴展空間大。

        綜上所“PDA實時在線配電搶修及巡線管理系統(tǒng)”對提高配電工作效率、提高配電管理水平、并從根本上優(yōu)化配電工作模式,對配電工作有著直接促進作用。

        5 結束語

        基于PDA的實時在線配電搶修及巡線管理系統(tǒng)要解決的問題是電力故障、監(jiān)控調度中心和搶修資源之間的有效配置問題。在未來投入使用過程中,除了要完善相關硬件及軟件的配置問題,還要注重相關人員的操作使用培訓。

        [1]李景祿.實用配電網(wǎng)技術[M].北京:中國水利水電出版社,2009.

        [2]易繼鍇,侯媛彬.智能控制技術[M].北京:化學工業(yè)大學出版社,1999.

        [3]林功平.配電網(wǎng)饋線自動化解決方案[M].電力系統(tǒng)自動化,2001.

        [4]殷小貢,劉滌塵.電力系統(tǒng)工程[M].武漢:武漢大學出版社,2000.

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