羅立華，翁錫安，汪步升

（1.國網(wǎng)浙江慈溪市供電公司，浙江慈溪315070；2.寧波永耀信息科技有限公司，浙江寧波315010）

電力信息化

低壓線路實(shí)時(shí)監(jiān)測與告警系統(tǒng)的應(yīng)用

羅立華1，翁錫安1，汪步升2

（1.國網(wǎng)浙江慈溪市供電公司，浙江慈溪315070；2.寧波永耀信息科技有限公司，浙江寧波315010）

介紹了基于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的低壓線路實(shí)時(shí)監(jiān)測及告警系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方案，該系統(tǒng)具有低壓線路和公用變壓器的在線監(jiān)測及告警功能，可以顯著提升低壓配電網(wǎng)運(yùn)行管理的實(shí)效性和精細(xì)化水平。

低壓線路；在線監(jiān)測；實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫；告警

隨著智能電網(wǎng)的建設(shè)，配調(diào)自動(dòng)化系統(tǒng)、用電信息采集系統(tǒng)等大型的配電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)得以開發(fā)并應(yīng)用。這些系統(tǒng)具備了獲取配電網(wǎng)實(shí)時(shí)/準(zhǔn)實(shí)時(shí)運(yùn)行信息，為運(yùn)檢人員實(shí)時(shí)了解配電網(wǎng)運(yùn)行情況提供了新技術(shù)手段，主要功能包含遙測、遙控、遙信和豐富的管理分析功能，但無法對(duì)大規(guī)模的準(zhǔn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和監(jiān)測。

海量實(shí)時(shí)/歷史數(shù)據(jù)庫作為電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)的集中存儲(chǔ)和共享專用平臺(tái)，不僅集中了配電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)，還集成了主網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)、設(shè)備在線監(jiān)測、氣象等多種多樣“時(shí)標(biāo)數(shù)據(jù)”。為滿足運(yùn)檢人員越來越高的管理精細(xì)化的要求，開發(fā)了基于海迅數(shù)據(jù)庫的低壓線路實(shí)時(shí)監(jiān)測及告警系統(tǒng)。

1 低壓線路實(shí)時(shí)監(jiān)測及告警系統(tǒng)的功能

1.1 系統(tǒng)功能架構(gòu)

低壓線路實(shí)時(shí)監(jiān)測及告警系統(tǒng)的主要功能是實(shí)時(shí)監(jiān)測10 kV線路的負(fù)荷、電量、電壓等遙信量監(jiān)測和遙信變位監(jiān)測，并通過發(fā)送告警消息，為線路運(yùn)行管理人員提供快速響應(yīng)的管理手段。系統(tǒng)功能架構(gòu)如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)功能架構(gòu)

1.2 低壓線路實(shí)時(shí)監(jiān)測及告警

低壓線路實(shí)時(shí)監(jiān)測及告警模塊，對(duì)線路集中監(jiān)視，使運(yùn)行人員能夠迅速、直觀地了解所轄范圍內(nèi)的低壓線路運(yùn)行情況，可以安全、快捷地對(duì)線路越限值進(jìn)行設(shè)置，實(shí)現(xiàn)線路的越限告警。

（1）低壓線路實(shí)時(shí)監(jiān)測。主要是對(duì)線路的電流值和開關(guān)狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測；實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)變電站下所屬的10 kV線路開關(guān)斷開情況，并在系統(tǒng)界面上顯示狀態(tài)。

（2）低壓線路告警。根據(jù)線路的電流實(shí)測值和開關(guān)狀態(tài)進(jìn)行判斷，產(chǎn)生告警信息。若線路開關(guān)為打開狀態(tài)，則不監(jiān)測其電流是否越限；若線路開關(guān)為閉合狀態(tài)，則監(jiān)測線路的實(shí)時(shí)電流是否越限，并生成告警。同時(shí)，用戶可以在系統(tǒng)界面上進(jìn)行查詢和搜索。當(dāng)有新告警消息時(shí)，通過用戶預(yù)設(shè)發(fā)送方式發(fā)送給指定聯(lián)系人。

公用變壓器（簡稱公變）實(shí)時(shí)告警模塊與線路實(shí)時(shí)告警模塊功能相類似，也提供了監(jiān)視和告警2個(gè)功能：公變監(jiān)視主要關(guān)注電壓和電流2個(gè)指標(biāo)；告警信息根據(jù)預(yù)先設(shè)置的越限判斷條件產(chǎn)生，判斷條件為公變電壓上/下限額值、電流限額值等。

1.3 告警設(shè)置

由于低壓配電網(wǎng)的線路、公變數(shù)量眾多，運(yùn)檢人員往往會(huì)根據(jù)當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、天氣、有序用電等情況，重點(diǎn)關(guān)注某些線路和公變。因此，告警設(shè)置模塊可以針對(duì)各條線路和各個(gè)公變告警觸發(fā)條件，如線路電流限額值、公變電壓上/下限等；還可以對(duì)告警聯(lián)系人發(fā)送方式進(jìn)行設(shè)置，告警發(fā)送方式有短信、電子郵件和RTX（即時(shí)通信客戶端）等3種候選方式。

考慮到線路檢修業(yè)務(wù)的考核需要，還可以設(shè)置線路檢修時(shí)間。若設(shè)置了線路檢修起止時(shí)間，那么在該時(shí)間段內(nèi)，不會(huì)產(chǎn)生該條線路在這段時(shí)間內(nèi)的告警信息，只會(huì)在檢修經(jīng)過了4 h 30 min之后，發(fā)送信息進(jìn)行提醒，這是為了滿足保障檢修時(shí)間不超過5 h的考核標(biāo)準(zhǔn)。

1.4 資料管理

針對(duì)運(yùn)檢人員進(jìn)行低壓線路和公變管理的過程中經(jīng)常需要溝通、共享結(jié)構(gòu)化文件資料的需求，系統(tǒng)還提供了資料管理模塊，具有文件資料上傳、分類、共享和下載等功能。由于該模塊注重資料分類的靈活性，系統(tǒng)并沒有預(yù)先設(shè)定的分類標(biāo)準(zhǔn)，而是由用戶根據(jù)需要，對(duì)已上傳的資料自行進(jìn)行標(biāo)簽設(shè)置，實(shí)現(xiàn)分類管理及檢索。

2 低壓線路實(shí)時(shí)監(jiān)測與告警系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

2.1 實(shí)現(xiàn)方案

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示，采用三層結(jié)構(gòu)，由數(shù)據(jù)層、中間層、表現(xiàn)層構(gòu)成。

在數(shù)據(jù)層，實(shí)時(shí)/歷史數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)作為電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)的源頭，利用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)線路越限的告警記錄以及相關(guān)的設(shè)置信息，為低壓線路實(shí)時(shí)監(jiān)測及告警系統(tǒng)提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)訪問接口獲取和交換數(shù)據(jù)，并對(duì)實(shí)時(shí)/歷史數(shù)據(jù)、設(shè)備模型數(shù)據(jù)、越限告警記錄和系統(tǒng)配置數(shù)據(jù)等“時(shí)標(biāo)數(shù)據(jù)”和“關(guān)系數(shù)據(jù)”的操作進(jìn)行統(tǒng)一封裝，為中間層提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)增、刪、改、查等常規(guī)數(shù)據(jù)操作方法。這樣可以充分發(fā)揮實(shí)時(shí)/歷史數(shù)據(jù)庫和關(guān)系型數(shù)據(jù)庫各自的優(yōu)勢，從而獲得更好的執(zhí)行效率和系統(tǒng)可維護(hù)性。

中間層的主要功能是計(jì)算和判斷，根據(jù)告警設(shè)置的結(jié)果，每15 min對(duì)每條線路和每個(gè)公變進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析，判斷開關(guān)狀態(tài)及負(fù)載是否越限等，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)實(shí)時(shí)的監(jiān)測和告警；還通過數(shù)據(jù)訪問接口將計(jì)算和判斷結(jié)果存儲(chǔ)到關(guān)系數(shù)據(jù)庫。當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，該模塊利用數(shù)據(jù)訪問接口調(diào)用數(shù)據(jù)庫中的存儲(chǔ)結(jié)果，提交給表現(xiàn)層顯示。

在表現(xiàn)層，將數(shù)據(jù)結(jié)果使用RIA（富互聯(lián)網(wǎng)）技術(shù)轉(zhuǎn)化為在線圖形化應(yīng)用。

由于系統(tǒng)使用了典型的分層結(jié)構(gòu)，不再只局限于某個(gè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品。即使電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于異構(gòu)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中，也可以通過數(shù)據(jù)訪問的中間層對(duì)數(shù)據(jù)查詢的差異進(jìn)行屏蔽，從而實(shí)現(xiàn)一致的數(shù)據(jù)查詢方式。并且，由于系統(tǒng)的界面表現(xiàn)使用了RIA技術(shù)，用戶可以通過瀏覽器瀏覽直接訪問，不需要預(yù)先安裝，擺脫了實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫運(yùn)行環(huán)境的束縛。

2.2 告警伺服模塊

為了使系統(tǒng)的監(jiān)測告警功能不間斷工作，將數(shù)據(jù)訪問接口、業(yè)務(wù)邏輯模塊打包為伺服服務(wù)部署與服務(wù)器端，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的不間斷訪問和告警的目的。

圖2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

通過服務(wù)器點(diǎn)的伺服服務(wù)，無論用戶是否訪問系統(tǒng)頁面，數(shù)據(jù)訪問接口都可以實(shí)時(shí)訪問實(shí)時(shí)/歷史數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，經(jīng)過業(yè)務(wù)邏輯判斷模塊將告警記錄存儲(chǔ)到后臺(tái)告警數(shù)據(jù)庫中。并通過告警推送功能將告警以郵件、短信或者RTX的方式發(fā)送出去。系統(tǒng)的人機(jī)界面就可以專注為告警統(tǒng)計(jì)、系統(tǒng)設(shè)置、資料共享等功能。

告警伺服模塊的結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 告警模塊

3 應(yīng)用實(shí)例

低壓線路和配備實(shí)時(shí)監(jiān)測及告警系統(tǒng)的主界面上顯示了配電網(wǎng)總有功、總無功和功率因數(shù)值，以及220 kV變電站的實(shí)時(shí)有功、無功值。由于采用了實(shí)時(shí)/歷史數(shù)據(jù)庫，頁面可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)更新數(shù)據(jù)，使監(jiān)控人員隨時(shí)掌握所轄區(qū)域的變電站運(yùn)行概況。

在線路監(jiān)測及告警界面中，顯示110 kV變電站的當(dāng)前有功、無功值，以及其所轄10 kV線路的運(yùn)行狀態(tài)，線路標(biāo)明開關(guān)狀態(tài)，電流值以棒圖顯示。

系統(tǒng)提供告警信息查詢功能，如圖4所示，公變告警界面和線路告警基本類似。

圖4 低壓線路告警信息顯示界面

在告警設(shè)置界面，可以對(duì)線路和公變告警聯(lián)系人進(jìn)行設(shè)置，同時(shí)選擇告警發(fā)送方式。還可以設(shè)置線路檢修的起止時(shí)間，防止在檢修期間產(chǎn)生告警誤信號(hào)。當(dāng)檢修時(shí)間超過5 h時(shí)，系統(tǒng)還會(huì)產(chǎn)生提醒信息，提醒檢修時(shí)間過長，需要特別關(guān)注，圖5是告警設(shè)置界面。

圖5 告警設(shè)置界面

資料管理界面上可以方便上傳和下載各種資料文檔，同時(shí)可以在線對(duì)已上傳的文檔進(jìn)行歸檔分類，方便檢索。

在主頁面還有其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)的快捷登錄入口，實(shí)現(xiàn)了快速跳轉(zhuǎn)，加強(qiáng)了與相關(guān)業(yè)務(wù)之間的聯(lián)系。

4 結(jié)語

基于實(shí)時(shí)/歷史數(shù)據(jù)庫的低壓線路和公變實(shí)時(shí)監(jiān)測及告警系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)低壓線路開關(guān)和公變狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測，同時(shí)提供告警記錄統(tǒng)計(jì)和搜索功能，且當(dāng)產(chǎn)生告警時(shí)，根據(jù)預(yù)設(shè)告警方式發(fā)送給指定聯(lián)系人，通過告警伺服服務(wù)實(shí)現(xiàn)了即使系統(tǒng)不在運(yùn)行狀態(tài)仍能記錄告警信息的功能，為電網(wǎng)安全運(yùn)行提供了有效的監(jiān)測手段。

[1]史興華.供電企業(yè)實(shí)時(shí)/歷史數(shù)據(jù)庫PI典型應(yīng)用案例[M].北京：中國電力出版社，2009.

[2]安磊，楊曉華，管金勝，等.基于實(shí)時(shí)/歷史數(shù)據(jù)庫（PI）系統(tǒng)構(gòu)建智能電網(wǎng)信息化基礎(chǔ)平臺(tái)[J].華東電力，2011（8）∶1374-1377.

（本文編輯：陸瑩）

Application of Real-time Monitoring and Warning System for Low-voltage Lines

LUO Lihua1，WENG Xian1，WANG Busheng2
（1.State Grid Cixi Power Supply Company，Cixi Zhejiang 315070，China；2.Ningbo Power Shine Information&Technology Co.，Ltd.，Ningbo Zhejiang 315010，China）

The paper introduces the implementation scheme of real-time monitoring and warning system for low-voltage lines based on real-time database.The system is characterized by online monitoring and warning of low-voltage line and common transformer，which can promote effect and delicacy level of low-voltage distribution network operation and management.

low-voltage line；on-line monitoring；real-time database；warning

TM727∶TP274+.5

：B

：1007-1881（2014）03-0056-04

2013-12-19

羅立華（1979-），男，浙江寧波人，工程師，從事電網(wǎng)科技信息化工作。