王云麗，張 烈，申 華

(1.四川省電力公司四川電力調(diào)度控制中心，四川 成都 610041;2.電網(wǎng)安全與節(jié)能國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(中國電力科學(xué)研究院)，北京 100192)

0 引言

隨著電網(wǎng)規(guī)模的迅速擴(kuò)大及各項(xiàng)技術(shù)的飛速發(fā)展，繼電保護(hù)在電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行中發(fā)揮著越來越重要的作用。繼電保護(hù)設(shè)備具有數(shù)量繁多、種類龐雜、邏輯嚴(yán)密、信息海量等特點(diǎn)，這要求繼電保護(hù)專業(yè)必須實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管理，確保電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。目前，國內(nèi)已有幾個繼電保護(hù)設(shè)備信息管理軟件投入應(yīng)用［1-5］，可完成不同層級調(diào)度機(jī)構(gòu)繼電保護(hù)專業(yè)的信息采集及管理工作，但這些軟件之間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和功能都存在較大的差異，特別是統(tǒng)計(jì)功能對設(shè)備全壽命周期信息的分析能力存在嚴(yán)重不足。為加強(qiáng)電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行管理，規(guī)范四川電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)繼電保護(hù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的建設(shè)與交換，提高工作效率，實(shí)現(xiàn)各級調(diào)度生產(chǎn)基礎(chǔ)信息的縱向互聯(lián)和橫向共享，并基于調(diào)度生產(chǎn)管理OMS系統(tǒng)，按照相關(guān)專業(yè)技術(shù)規(guī)程與國家電網(wǎng)公司以及四川省電力公司對繼電保護(hù)專業(yè)管理的規(guī)范、規(guī)定，在總結(jié)以往工作和相關(guān)軟件運(yùn)行的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)并開發(fā)了繼電保護(hù)全壽命周期信息管理及統(tǒng)計(jì)分析模塊，該模塊可覆蓋縣調(diào)、地調(diào)、省調(diào)，形成自下而上、統(tǒng)一、規(guī)范的繼電保護(hù)專業(yè)數(shù)據(jù)平臺。

1 模塊整體設(shè)計(jì)

1.1 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

該模塊作為OMS系統(tǒng)的重要組成部分，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)基于OMS系統(tǒng)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)而成，實(shí)現(xiàn)與網(wǎng)絡(luò)和操作系統(tǒng)的無縫集成，在整個網(wǎng)絡(luò)及OMS系統(tǒng)中保證數(shù)據(jù)信息的完整和一致，具有使用簡單、高性能、伸縮性強(qiáng)、可擴(kuò)展性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。

圖1 繼電保護(hù)設(shè)備全壽命周期信息管理及統(tǒng)計(jì)分析模塊功能結(jié)構(gòu)圖

本模塊的數(shù)據(jù)組織依據(jù)如下原則:①信息管理基于統(tǒng)一的保護(hù)設(shè)備庫，通過設(shè)備的唯一編碼將與其相關(guān)的各類運(yùn)行數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián);②對設(shè)備數(shù)據(jù)、運(yùn)行數(shù)據(jù)分別采用不同的組織形式，其中，設(shè)備數(shù)據(jù)按運(yùn)維單位、廠站劃分，每個運(yùn)維單位包含多個廠站，每個廠站包含多臺保護(hù)設(shè)備;運(yùn)行數(shù)據(jù)以保護(hù)設(shè)備為對象，依據(jù)運(yùn)行信息的不同屬性進(jìn)行分類管理。

1.2 架構(gòu)設(shè)計(jì)

作為原單機(jī)版“繼電保護(hù)統(tǒng)計(jì)分析及運(yùn)行管理系統(tǒng)”的升級，該模塊采用J2EE技術(shù)架構(gòu)、B/S模式的體系結(jié)構(gòu)，利用Java語言和Web服務(wù)綜合集成方案開發(fā)而成。其結(jié)構(gòu)可劃分為:數(shù)據(jù)層、應(yīng)用服務(wù)支撐層、業(yè)務(wù)應(yīng)用層以及表現(xiàn)層。

模塊功能主要包括參數(shù)管理、運(yùn)行管理、統(tǒng)計(jì)分析、數(shù)據(jù)傳輸管理、標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)管理等模塊，模塊各功能如圖1所示。其中，關(guān)系數(shù)據(jù)庫構(gòu)成數(shù)據(jù)層;系統(tǒng)管理及信息設(shè)置兩個模塊實(shí)現(xiàn)模塊運(yùn)行的基本信息維護(hù)，隸屬基礎(chǔ)服務(wù)層;參數(shù)管理、標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)管理、運(yùn)行管理、統(tǒng)計(jì)管理、文檔管理、人員及培訓(xùn)管理、數(shù)據(jù)傳輸管理7個模塊歸屬于業(yè)務(wù)層;表現(xiàn)層即展示邏輯層，實(shí)現(xiàn)用戶與程序之間的交互。

2 主要功能設(shè)計(jì)

2.1 保護(hù)設(shè)備全壽命周期信息管理

保護(hù)設(shè)備全壽命周期信息從其可靠性角度出發(fā)，涵蓋設(shè)備在役期間的全部運(yùn)維信息，為設(shè)備的綜合最優(yōu)利用提供科學(xué)的數(shù)據(jù)支撐。

為全面管理并展示設(shè)備全壽命周期信息，本模塊以設(shè)備臺賬信息為基礎(chǔ)，提供保護(hù)設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)、保護(hù)設(shè)備臺賬、事件及保護(hù)動作、保護(hù)檢修、保護(hù)缺陷、保護(hù)技改反措等管理模塊，各模塊結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)如圖2所示。

圖2 保護(hù)設(shè)備全壽命信息管理功能結(jié)構(gòu)圖

(1)保護(hù)設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)管理模塊，包括設(shè)備型號、制造廠家、保護(hù)類型、保護(hù)類別、保護(hù)分類、軟件版本及校驗(yàn)碼等屬性，該部分信息以“字典”的形式固化于程序中，強(qiáng)化數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化管理。

(2)保護(hù)設(shè)備臺賬管理，包括保護(hù)設(shè)備資產(chǎn)歸屬、設(shè)備安裝、設(shè)備型號、軟件版本等屬性，作為全壽命周期信息的基礎(chǔ)，模塊還提供關(guān)聯(lián)添加設(shè)備相關(guān)運(yùn)行信息的功能，用戶可選擇任一條保護(hù)設(shè)備記錄關(guān)聯(lián)添加缺陷、檢修、輔助設(shè)備、文檔等信息。

(3)事件及保護(hù)動作管理，記錄一次設(shè)備故障情況以及相應(yīng)的保護(hù)設(shè)備動作、故障錄波動作以及線路重合閘的情況(針對線路故障)，科學(xué)、全面地記錄并展示每一次事件信息。

(4)保護(hù)缺陷管理，記錄設(shè)備的缺陷情況，包括缺陷發(fā)生和消除的時間、缺陷設(shè)備類型、缺陷部位、原因、責(zé)任單位、設(shè)備退出運(yùn)行和恢復(fù)運(yùn)行的時間、缺陷現(xiàn)象以及處理措施等，切實(shí)反映設(shè)備自身的運(yùn)行情況。

(5)保護(hù)檢修管理，記錄設(shè)備的檢修情況，包括保護(hù)檢修時間、檢修類型、檢修單位、檢修工作中遇到的問題以及處理情況等，該模塊還可為工作人員制定檢修工作計(jì)劃提供數(shù)據(jù)支持。

2.2 統(tǒng)計(jì)分析

統(tǒng)計(jì)分析模塊是模塊的重要組成部分之一，嚴(yán)格按照《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)及安全自動裝置運(yùn)行評價規(guī)程》(以下簡稱《運(yùn)行評價規(guī)程》)的要求設(shè)計(jì)，在此基礎(chǔ)上結(jié)合四川省電力公司各級調(diào)度機(jī)構(gòu)繼電保護(hù)專業(yè)的工作需求，提供多樣化的分析方法，對設(shè)備基礎(chǔ)情況、運(yùn)行情況等信息進(jìn)行科學(xué)分析，提高信息的可用性，并提供直觀、深入的分析結(jié)果。

該模塊提供《運(yùn)行評價規(guī)程》規(guī)定的報(bào)表分析功能、結(jié)合專業(yè)管理工作需求設(shè)計(jì)的常用報(bào)表分析功能、自定義報(bào)表分析功能以及常用分析報(bào)告一鍵生成功能。此外，為了能夠更加直觀地展示分析結(jié)果，該模塊還采用iReport與Visifire工具提供圖形展示功能，結(jié)合各報(bào)表分析結(jié)果的屬性及特點(diǎn)形成柱狀、折線、餅狀等圖形。具體功能情況如下。

(1)按《運(yùn)行評價規(guī)程》要求設(shè)計(jì)19張報(bào)表，同時結(jié)合各個報(bào)表的特點(diǎn)，設(shè)置查詢時間、調(diào)度單位、電壓等級等查詢條件，細(xì)化分析結(jié)果;

(2)繼電保護(hù)設(shè)備基本情況分析，包括設(shè)備發(fā)展、分布情況、設(shè)備運(yùn)行年限情況、保護(hù)設(shè)備國產(chǎn)化、微機(jī)化情況、各主要設(shè)備制造廠家的市場占有情況以及保護(hù)設(shè)備軟件版本應(yīng)用情況等;

(3)繼電保護(hù)設(shè)備動作情況分析，包括保護(hù)設(shè)備動作基本信息、保護(hù)設(shè)備正確動作率、故障快速切除率等運(yùn)行指標(biāo)的計(jì)算分析;

(4)繼電保護(hù)設(shè)備缺陷情況分析，包括保護(hù)設(shè)備缺陷原因、消缺時間、缺陷責(zé)任單位、設(shè)備百臺故障率、不同運(yùn)行年限的設(shè)備缺陷情況、以及各設(shè)備制造廠家生產(chǎn)設(shè)備的缺陷情況等;

(5)按照各級調(diào)度單位需要，可對分析結(jié)果進(jìn)行科學(xué)組合，形成分析報(bào)告并支持報(bào)告的一鍵生成;

(6)提供報(bào)表設(shè)計(jì)工具，支持工作人員結(jié)合自身需求進(jìn)行報(bào)表設(shè)計(jì)，從而更充分地利用模塊涵蓋的各類信息。

3 技術(shù)方案及特點(diǎn)

3.1 技術(shù)方案

模塊的設(shè)計(jì)及開發(fā)充分考慮繼電保護(hù)專業(yè)信息管理及統(tǒng)計(jì)分析工作的需要，從資源配置到功能設(shè)置均采用主流計(jì)算機(jī)技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，且能較好地適應(yīng)功能擴(kuò)展，可按照實(shí)際情況進(jìn)行功能的靈活配置。各項(xiàng)解決方案采用J2EE標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)架構(gòu)、MVC(模型-視圖-控制器)模型及DAO(數(shù)據(jù)訪問對象)設(shè)計(jì)模式。其中，J2EE架構(gòu)使模塊具有更好的可伸縮性、靈活性、易維護(hù)性;MVC模型有效地實(shí)現(xiàn)了獨(dú)立分層設(shè)計(jì)，可以快速地響應(yīng)業(yè)務(wù)邏輯的變更，為構(gòu)造應(yīng)用程序提供強(qiáng)有力的手段;DAO模式使業(yè)務(wù)邏輯更加清晰，且富于形象性及描述性，為日后的維護(hù)帶來極大的便利［6-8］。

3.2 技術(shù)特點(diǎn)

上述技術(shù)方案的應(yīng)用使本模塊具有如下特點(diǎn)。

(1)核心組件均采用標(biāo)準(zhǔn)Java語言開發(fā)，使其能夠支持Linux、Unix和Windows主流操作系統(tǒng);

(2)提供基本信息、信息管理、運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控、數(shù)據(jù)同步、多系統(tǒng)數(shù)據(jù)服務(wù)交互，多層級軟件動態(tài)更新等組件，多種類型組件可任意組合配置，從而全面支持用戶的多方位需求;

(3)采用存儲加密、權(quán)限控制、統(tǒng)一身份認(rèn)證等機(jī)制，在數(shù)據(jù)存儲、管理、服務(wù)、應(yīng)用等各個層次建立安全保障機(jī)制，結(jié)合OMS系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理及傳輸模式，確保數(shù)據(jù)的安全與完整;

(4)采用iReport與Visifire相結(jié)合的方式，實(shí)現(xiàn)多維度統(tǒng)計(jì)分析功能，采用直觀的圖、表結(jié)合方式展示分析結(jié)果，并支持多格式文件生成，充分滿足用戶的統(tǒng)計(jì)分析需求。

4 結(jié)語

針對四川省調(diào)各級調(diào)度機(jī)構(gòu)繼電保護(hù)專業(yè)信息管理及分析工作的需求，采用J2EE技術(shù)架構(gòu) 、B/S模式的體系結(jié)構(gòu)，基于OMS平臺，利用Java語言和Web服務(wù)綜合集成方案設(shè)計(jì)開發(fā)了繼電保護(hù)全壽命周期信息管理及統(tǒng)計(jì)分析模塊。與傳統(tǒng)的繼電保護(hù)信息管理系統(tǒng)相比，所設(shè)計(jì)的模塊在如下方面進(jìn)行了改進(jìn)。

(1)從統(tǒng)計(jì)分析角度出發(fā)，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)嚴(yán)格遵照《運(yùn)行評價規(guī)程》的細(xì)節(jié)要求;

(2)結(jié)合一次設(shè)備接線方式的特點(diǎn)以及繼電保護(hù)設(shè)備的配置原則，提供便捷的記錄錄入方式，大幅提高數(shù)據(jù)錄入速度;

(3)結(jié)合繼電保護(hù)專業(yè)特點(diǎn)提供設(shè)備數(shù)量、時間屬性、線路保護(hù)通道、設(shè)備類型等信息的校核功能，確保數(shù)據(jù)填報(bào)的準(zhǔn)確性;

(4)以保護(hù)設(shè)備臺賬為對象，貫穿其生命周期內(nèi)的全部動作、缺陷、檢修、反措、技改等信息，同時將各類信息與保護(hù)設(shè)備臺賬關(guān)聯(lián)綜合展示，便于工作人員及時、全面地掌握設(shè)備情況;

(5)充分考慮繼電保護(hù)專業(yè)日常管理工作的實(shí)際需要，實(shí)現(xiàn)了分析結(jié)果圖形化展示以及分析報(bào)告的一鍵式生成，可為開展設(shè)備技術(shù)改造、實(shí)施“反措”等工作提供科學(xué)的數(shù)據(jù)支撐;

(6)提供基本信息、信息管理、運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控、數(shù)據(jù)同步、多系統(tǒng)數(shù)據(jù)服務(wù)交互，多層級軟件動態(tài)更新等組件，多種類型組件可任意組合配置，從而全面支持用戶的多方位需求。

［1］DL/T 623-2008，電力系統(tǒng)繼電保護(hù)及安全自動裝置運(yùn)行評價規(guī)程［S］.

［2］沈曉凡，舒治淮，劉宇，等.2007年國家電網(wǎng)公司繼電保護(hù)裝置運(yùn)行情況［J］.電網(wǎng)技術(shù)，2008，32(16):5-8.

［3］賈長朱，王劍峰，劉力豐，等.基于Web的電力系統(tǒng)繼電保護(hù)遠(yuǎn)程分布式信息管理系統(tǒng)的開發(fā)與設(shè)計(jì)［J］.繼電器，2000，28(10):65-68.

［4］陳月從，林俐，楊東，等.基于Java技術(shù)的跨平臺圖形化繼電保護(hù)管理信息系統(tǒng)的研究與開發(fā)［J］.繼電器，2005，33(18):15-19.

［5］李艷濤，栗然，趙敏.基于Web的繼電保護(hù)管理信息系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn)［J］.電力自動化設(shè)備，2003，23(11):41-43.

［6］郭挺，謝敏，劉明波，等.SVG和Ajax技術(shù)在電網(wǎng)分析及輔助決策支持系統(tǒng)中的應(yīng)用［J］.電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2012，40(4):83-89.

［7］李國慶，潘振波，王丹，等.基于C/S與B/S混合架構(gòu)的配電地理信息系統(tǒng)［J］.電網(wǎng)技術(shù)，2009，33(6):102-106.

［8］唐婧.基于J2EE的數(shù)據(jù)發(fā)布系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)［J］.煤炭技術(shù)，2011，30(12):180-181.