張 浩

（1.中國礦業(yè)大學(xué)，江蘇省徐州市，221008；2.山東能源棗礦集團(tuán)供電工程處，山東省棗莊市，277011）

1 概述

棗礦集團(tuán)礦區(qū)電網(wǎng)供電系統(tǒng)東西長約100km，南北寬約70km，管轄35kV／6kV 變電所共22個(gè)。礦區(qū)內(nèi)部光纜通訊網(wǎng)絡(luò)已建成，覆蓋所有礦井。

隨著礦區(qū)電網(wǎng)的發(fā)展，電網(wǎng)的規(guī)模日趨擴(kuò)大，供電用戶越來越多。尤其是多種電價(jià)方案的出臺(tái)，使得現(xiàn)有人工抄表和現(xiàn)有的計(jì)算模式很難適應(yīng)復(fù)雜的電能統(tǒng)計(jì)及電能結(jié)算要求，迫切需要一套能滿足電網(wǎng)商業(yè)化運(yùn)營要求的電能量采集計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)。電能量采集計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)是電能自動(dòng)采集、傳輸、計(jì)費(fèi)、財(cái)務(wù)結(jié)算于一體的自動(dòng)化系統(tǒng)，適用于礦區(qū)電網(wǎng)規(guī)范化運(yùn)行。

2 系統(tǒng)組成

電能量采集計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)由電能量主站系統(tǒng)、分站電能量采集終端、通訊網(wǎng)絡(luò)三部分組成。

電能量主站系統(tǒng)安裝在調(diào)度機(jī)房，包括數(shù)據(jù)服務(wù)器、采集服務(wù)器、WEB 服務(wù)器、GPS對(duì)時(shí)衛(wèi)星鐘、機(jī)柜等硬件設(shè)備及支撐軟件和電量自動(dòng)處理分析軟件等。

分站電能量采集終端分布在礦區(qū)電網(wǎng)的22個(gè)變電站中，電能量采集終端通過通訊電纜連接各個(gè)電子式多功能電能表。

礦區(qū)電網(wǎng)電能量采集自動(dòng)化系統(tǒng)配置如圖1所示。

3 主要技術(shù)功能

電能量主站系統(tǒng)通過通訊網(wǎng)絡(luò)利用分站電能量采集終端將每塊電子式多功能電能表數(shù)據(jù)采集到電能量主站系統(tǒng)中，利用電量自動(dòng)處理分析軟件，實(shí)現(xiàn)負(fù)荷監(jiān)測(cè)、分析、報(bào)警等功能，為合理用電管理提供依據(jù)。

主站系統(tǒng)采用全分布式體系結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)軟件平臺(tái)采用Win2008server系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)通信采用TCP／TP協(xié)議，數(shù)據(jù)庫采用Oracle商用數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，編程全部采用VC、C／C++等，報(bào)表工具生成圖文并茂的圖形報(bào)表，應(yīng)用系統(tǒng)軟件采用分層式模塊化設(shè)計(jì)。

圖1 礦區(qū)電網(wǎng)電能量采集自動(dòng)化系統(tǒng)配置

3.1 數(shù)據(jù)采集

數(shù)據(jù)采集服務(wù)支持多機(jī)模式、分流數(shù)據(jù)模式。系統(tǒng)允許采用多臺(tái)主機(jī)分流，且每兩臺(tái)主機(jī)之間實(shí)現(xiàn)采集任務(wù)的自動(dòng)接管控制，以提高系統(tǒng)的可靠性。對(duì)于采集規(guī)模較大情況下，多臺(tái)主機(jī)分流模式進(jìn)行工作，是保證采集數(shù)據(jù)入庫及時(shí)性的必要條件，為將來電力市場環(huán)境下準(zhǔn)實(shí)時(shí)運(yùn)行提供軟硬件平臺(tái)。

3.2 數(shù)據(jù)庫管理

電能量數(shù)據(jù)直接傳輸?shù)綒v史數(shù)據(jù)庫，通過對(duì)于所有計(jì)量點(diǎn)的相關(guān)數(shù)據(jù)定義、管理，與采集數(shù)據(jù)建立相應(yīng)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存、計(jì)算、處理，并提供數(shù)據(jù)訪問服務(wù)。

數(shù)據(jù)庫管理模塊采用面向電網(wǎng)的定義方式，具備對(duì)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)以及電網(wǎng)相關(guān)設(shè)備的表述能力，保證重要關(guān)口數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

系統(tǒng)信息共享的核心是數(shù)據(jù)庫的共享，采用通用的商業(yè)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫可以為數(shù)據(jù)庫開放訪問提供良好的基礎(chǔ)。

3.3 系統(tǒng)管理

實(shí)現(xiàn)權(quán)限管理、事件（日志）查看和數(shù)據(jù)庫管理功能。系統(tǒng)管理員通過權(quán)限管理為系統(tǒng)用戶分配權(quán)限，保障系統(tǒng)安全有效運(yùn)行。事件（日志）查看實(shí)現(xiàn)日志和事項(xiàng)查看，包括主站系統(tǒng)日志、參數(shù)修改日志、采集服務(wù)日志、計(jì)算服務(wù)日志、采集系統(tǒng)事項(xiàng)、計(jì)量點(diǎn)數(shù)據(jù)檢查日志、考核對(duì)象數(shù)據(jù)檢查日志。

數(shù)據(jù)庫管理實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫空間監(jiān)視、系統(tǒng)參數(shù)備份、電能數(shù)據(jù)備份、備份數(shù)據(jù)恢復(fù)。

系統(tǒng)權(quán)限管理采用角色與權(quán)限綁定，通過為不同部門的操作員授予角色，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)參數(shù)維護(hù)、數(shù)據(jù)瀏覽、報(bào)表查看等權(quán)限控制，實(shí)現(xiàn)不同的操作員關(guān)心不同的數(shù)據(jù)、完成不同的功能、在系統(tǒng)中擔(dān)任不同的角色。

3.4 檔案管理

檔案管理主要包括客戶綜合檔案維護(hù)、客戶線路公變調(diào)整、低壓客戶公變調(diào)整、客戶變壓器維護(hù)、低壓用戶檔案刪除等功能。其中，客戶綜合檔案維護(hù)是根據(jù)客戶檔案數(shù)據(jù)自動(dòng)生成客戶檔案的配表圖形；客戶線路公變調(diào)整是對(duì)客戶的供電線路及公變進(jìn)行調(diào)整。

3.5 電量電費(fèi)管理

電費(fèi)管理包括電費(fèi)的抄表、核算。抄表管理包括系統(tǒng)初始化、抄表區(qū)段管理、抄表初始化、制定抄表計(jì)劃、抄表員管理、手工表碼錄入、抄表數(shù)據(jù)核查及錯(cuò)誤處理、集中抄表管理、抄表情況統(tǒng)計(jì)、抄表計(jì)劃調(diào)整和抄表屬性修改等。

核算管理包括銷售電價(jià)管理、計(jì)算參數(shù)管理（如電價(jià)表、變損表以及功率因數(shù)電費(fèi)調(diào)整表等計(jì)算參數(shù)）、計(jì)算電費(fèi)、計(jì)費(fèi)錯(cuò)誤修正 （電費(fèi)核查）、歷史電費(fèi)重算、客戶欠費(fèi)處理、用戶信用等級(jí)管理、電費(fèi)檔案查詢、報(bào)表統(tǒng)計(jì)匯總功能等。

3.6 電費(fèi)回收管理

收費(fèi)管理提供用戶的電費(fèi)回收，統(tǒng)計(jì)各類實(shí)收?qǐng)?bào)表等相關(guān)服務(wù)，包括電費(fèi)征收、電費(fèi)暫收款 （手工結(jié)轉(zhuǎn)）、臨時(shí)用電、違章用電收費(fèi)、走收電費(fèi)、預(yù)收管理 （自動(dòng)結(jié)轉(zhuǎn)）、抹賬處理、應(yīng)收回退、對(duì)賬處理、收費(fèi)日結(jié)、收費(fèi)情況明細(xì)、違約金計(jì)算、違約金減免處理、進(jìn)賬單管理、欠費(fèi)核銷處理、票據(jù)管理以及報(bào)表統(tǒng)計(jì)匯總等。

3.7 統(tǒng)計(jì)分析管理

實(shí)現(xiàn)計(jì)量點(diǎn)原始數(shù)據(jù)、計(jì)量點(diǎn)電量、考核對(duì)象電量和線損 （不平衡）分析數(shù)據(jù)瀏覽和分析，瀏覽和分析結(jié)果可通過表格和圖形 （曲線、棒圖、餅圖）顯示，并可輸出到打印機(jī)，轉(zhuǎn)存為EXCEL 或HTML格式文件以供其他管理部門瀏覽查詢。

3.8 報(bào)表管理

系統(tǒng)采用明宇報(bào)表開發(fā)相關(guān)業(yè)務(wù)報(bào)表，實(shí)現(xiàn)報(bào)表的在線生成功能。使用者可以通過報(bào)表設(shè)計(jì)器設(shè)計(jì)各種復(fù)雜格式的中國式報(bào)表，通過報(bào)表服務(wù)器在瀏覽器端生成純HTML 網(wǎng)頁報(bào)表，并能無縫導(dǎo)出成Excel、PDF、TXT 和WORD 文件；支持二維／三維餅圖、柱圖、折線圖、雷達(dá)圖、甘特圖等23種統(tǒng)計(jì)圖，且無須在瀏覽器端安裝任何控件。明宇報(bào)表特有的基于動(dòng)態(tài)庫表關(guān)聯(lián)技術(shù)的填報(bào)功能，完美解決了數(shù)據(jù)入庫的難題，極大提高填報(bào)表單的處理效率，擴(kuò)展了Web報(bào)表工具的應(yīng)用方式。獨(dú)有的APPLET 打印控件，所見即所得的實(shí)現(xiàn)了套打、固定行／列表頭、分欄等各種報(bào)表的精確打印。

3.9 WEB發(fā)布管理

提供電能量采集及計(jì)費(fèi)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的WEB 瀏覽。可發(fā)布的信息包括原始數(shù)據(jù)、派生數(shù)據(jù)、參數(shù)數(shù)據(jù)、基于統(tǒng)計(jì)分析生成的各種電能量、線損分析、電能質(zhì)量分析報(bào)表、統(tǒng)計(jì)圖形 （曲線、棒圖、餅圖）網(wǎng)頁，用戶按照給定權(quán)限查閱或打印網(wǎng)頁及報(bào)表。

4 系統(tǒng)特點(diǎn)

（1）主站系統(tǒng)各個(gè)模塊可以靈活配置，伸縮性非常強(qiáng)。數(shù)據(jù)采集支持各種信道 （電話撥號(hào)、專線、無線、網(wǎng)絡(luò)等）的數(shù)據(jù)直接采集，適應(yīng)不同電能表、不同規(guī)約以及不同的傳輸方式。

（2）整個(gè)系統(tǒng)支撐平臺(tái)采用開放的結(jié)構(gòu)，符合國際標(biāo)準(zhǔn)、工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)充分考慮了用戶今后系統(tǒng)規(guī)模及功能擴(kuò)展的需要，硬件及數(shù)據(jù)庫的擴(kuò)充不影響系統(tǒng)軟件等先進(jìn)技術(shù)，保證了整個(gè)系統(tǒng)具有良好的可擴(kuò)展性。

（3）系統(tǒng)除具有電能量、電能質(zhì)量數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集、分時(shí)段的統(tǒng)計(jì)和處理以及各類報(bào)表的生成和管理等基本功能外，用戶還可以根據(jù)具體情況進(jìn)行二次應(yīng)用開發(fā)，以滿足電力體制改革、電網(wǎng)商業(yè)化運(yùn)行不斷深化的要求，為進(jìn)一步的電能分析應(yīng)用軟件開發(fā)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

（4）系統(tǒng)具有自檢、聯(lián)機(jī)診斷、遠(yuǎn)程維護(hù)等功能，支持廠方通過遠(yuǎn)程撥號(hào)對(duì)系統(tǒng)主站和廠站產(chǎn)品進(jìn)行遠(yuǎn)程維護(hù)，支持系統(tǒng)主站對(duì)廠站產(chǎn)品進(jìn)行系統(tǒng)維護(hù) （參數(shù)查詢），所有各種維護(hù)都有權(quán)限檢查。

（5）由于電能數(shù)據(jù)具有累加性和傳遞性的特點(diǎn)，要求在任何情況下都不允許丟失電能原始數(shù)據(jù)，特別是在進(jìn)行分時(shí)段、分費(fèi)率電能統(tǒng)計(jì)和結(jié)算時(shí)，尤為重要。在本系統(tǒng)中，通過在采集處理及傳輸?shù)拳h(huán)節(jié)采用多種技術(shù)手段 （包括數(shù)據(jù)采集服務(wù)器對(duì)未及時(shí)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)測(cè)、便攜式抄表器批量錄入等）以確保數(shù)據(jù)完整。

（6）為滿足電網(wǎng)商業(yè)化運(yùn)行中電能量統(tǒng)計(jì)和考核周期的要求，系統(tǒng)數(shù)據(jù)的采集需要有一定的及時(shí)性，即在一個(gè)數(shù)據(jù)召喚周期內(nèi)應(yīng)能將所有數(shù)據(jù)刷新一次。

（7）系統(tǒng)遵循安全第一的原則，在網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、數(shù)據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)等方面均采用相應(yīng)的措施。建立完善的安全措施，對(duì)不同等級(jí)用戶設(shè)立相應(yīng)的訪問權(quán)限，以保證電能量計(jì)量與計(jì)費(fèi)的合法性和嚴(yán)肅性。

（8）系統(tǒng)支持?jǐn)?shù)據(jù)備檔和恢復(fù)。系統(tǒng)從數(shù)據(jù)采集有效性和應(yīng)用合理性兩個(gè)概念進(jìn)行數(shù)據(jù)檢查，基于檢查結(jié)果和其它原因?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行修改并做相應(yīng)標(biāo)記，然后進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和考核結(jié)算。

（9）系統(tǒng)具有較高的準(zhǔn)確性 （可靠性）和抗干擾性，在數(shù)據(jù)采集 （關(guān)口電能表、 廠站設(shè)備）、傳輸 （數(shù)據(jù)通道）、存儲(chǔ)及計(jì)算、使用（用戶工作站）等環(huán)節(jié)上均采取相應(yīng)措施確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。從采集、傳輸至存儲(chǔ)，保證全過程中數(shù)據(jù)的一致，與廠站端當(dāng)?shù)財(cái)?shù)據(jù)一致。

5 產(chǎn)生的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益

通過電能量采集，將電能計(jì)量點(diǎn)的電能表讀數(shù)送到電能計(jì)量結(jié)算進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理，形成對(duì)各有關(guān)單位的電能購銷統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，通過相應(yīng)的處理，實(shí)時(shí)計(jì)算出各個(gè)用電單位的購銷電能量費(fèi)用，完成電費(fèi)的結(jié)算。

采用電能量采集計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)按照現(xiàn)有供電規(guī)模每年可節(jié)省人工抄表所產(chǎn)生的車輛費(fèi)用和人工費(fèi)用共計(jì)21600元。

礦區(qū)電網(wǎng)電能量采集計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)是適應(yīng)礦區(qū)電網(wǎng)的不斷發(fā)展，電網(wǎng)的規(guī)模日趨擴(kuò)大的需要，符合準(zhǔn)確、可靠、安全的原則，保證了礦區(qū)內(nèi)部電網(wǎng)供、售、購電各方對(duì)電量計(jì)費(fèi)的公正性?？梢詽M足礦區(qū)電網(wǎng)電力市場的需求。

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