廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司東莞供電局 徐振中

電網(wǎng)計量自動化系統(tǒng)的建設(shè)與應(yīng)用

廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司東莞供電局 徐振中

隨著我國電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴大，用戶的數(shù)量也逐漸增多，在傳統(tǒng)的通信技術(shù)下，由于各系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)的獨立，導(dǎo)致信息不能實現(xiàn)共享。伴隨軟件技術(shù)和通信技術(shù)的不斷推陳出新，使得電網(wǎng)自動化系統(tǒng)的建設(shè)逐漸變成現(xiàn)實，實現(xiàn)電網(wǎng)的自動化、智能化，是大數(shù)據(jù)時代下的基本要求。電網(wǎng)計量自動化系統(tǒng)的應(yīng)用，為電力市場的不斷拓展作出了巨大貢獻。本文就針對電網(wǎng)計量自動化系統(tǒng)的建設(shè)與應(yīng)用進行了探討和研究。

電網(wǎng)；計量自動化系統(tǒng)；建設(shè)；應(yīng)用

按照統(tǒng)一的電網(wǎng)計量自動化系統(tǒng)建設(shè)原則，東莞供電局對現(xiàn)有的配電計量子系統(tǒng)、負荷管理子系統(tǒng)等進行了系統(tǒng)性的整合。各類自動化管理的終端都進行統(tǒng)一設(shè)計，對數(shù)據(jù)的管理遵循統(tǒng)一搜集、統(tǒng)一儲存和統(tǒng)一分析的方法，進而建立電網(wǎng)計量自動化系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有十分強大的功能，其在信息采集、在線監(jiān)控等領(lǐng)域的應(yīng)用大幅提升了企業(yè)管理決策的準確性和及時性，促進了企業(yè)的長遠發(fā)展。

一、電網(wǎng)計量自動化系統(tǒng)的建設(shè)

（一）系統(tǒng)總體設(shè)計

電網(wǎng)計量自動化系統(tǒng)的建設(shè)，是一項專業(yè)要求較高的工作，該系統(tǒng)的主要功能是對廠站、配網(wǎng)等方面的業(yè)務(wù)進行統(tǒng)一監(jiān)測，并實時收集有關(guān)電能傳輸及使用的數(shù)據(jù)。其數(shù)據(jù)量之廣，幾乎涵蓋從營銷系統(tǒng)到檔案資料的各類數(shù)據(jù)信息，計量自動化系統(tǒng)采集的原始數(shù)據(jù)可通過CDMA/GPRS等網(wǎng)絡(luò)獲取，每天采集的數(shù)據(jù)量大多以TB為單位進行存儲，每次采集間隔的時間大約為15分鐘。為了確保系統(tǒng)的整體性能，杜絕系統(tǒng)在運行過程中出現(xiàn)服務(wù)中止現(xiàn)象，在對其總體結(jié)構(gòu)進行設(shè)計時，一般采用J2EE技術(shù)，計量自動化系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)如圖1所示：

圖1 計量自動化系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)圖

1.硬件系統(tǒng)的設(shè)計

計量自動化系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)主要由DS4800磁盤陣列和2臺IBM P6 550主服務(wù)器組成，為了確保系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和操作系統(tǒng)都利用比較成熟的平臺。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)主要采用的是Sybase15.0數(shù)據(jù)庫，操作系統(tǒng)大多采用的是IBMAIX系統(tǒng)，分布式應(yīng)用軟件是系統(tǒng)平臺的支撐環(huán)境。該系統(tǒng)的業(yè)務(wù)平臺主要采用的是三層體系結(jié)構(gòu)，WEB服務(wù)器中只包含1臺服務(wù)器，前置服務(wù)器由2臺負控采集、3臺終端采集、2臺變電站采集和1臺配變終端采集組成，系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通過交換機形成千兆的以太網(wǎng)，這就保證了計量自動化系統(tǒng)的穩(wěn)定速度，進而達到運行要求。

2.數(shù)據(jù)庫軟件的選擇

對于電網(wǎng)計量自動化系統(tǒng)來說，數(shù)據(jù)信息的實時性非常重要，只有確保信息的實時性，才能對采集的數(shù)據(jù)進行精確的后期處理。在選擇數(shù)據(jù)庫軟件的時候，應(yīng)遵循負載均衡的設(shè)計原則，采用2臺具有對外服務(wù)功能的Sybase15.0數(shù)據(jù)庫進行搭建。

（二）計量自動化系統(tǒng)的組成

計量自動化系統(tǒng)主要可分為三個部分、四個系統(tǒng)，其中，三個部分指的是通信信道、計量自動化終端和主站，四個系統(tǒng)指的是大客戶負荷管理系統(tǒng)、電能計量遙測系統(tǒng)、集抄系統(tǒng)和配變計量監(jiān)測系統(tǒng)。自動化系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)，綜合了現(xiàn)代化技術(shù)的各項功能，包括電子信息技術(shù)功能、計算機功能和多媒體網(wǎng)絡(luò)通信功能等，這就解決了傳統(tǒng)系統(tǒng)在遠程抄表方面遇到的問題。在發(fā)電、供電、配電的整個過程中，電網(wǎng)計量自動化系統(tǒng)的應(yīng)用，基本上實現(xiàn)了變電站對用戶的數(shù)據(jù)監(jiān)測和采集的作用。以下是對計量自動化系統(tǒng)三個組成部分的具體介紹：

1.通信信道

通信信道是電網(wǎng)計量自動化系統(tǒng)的重要組成部分，比較常見的通信信道主要包括GPRS、調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)、電話撥號等。通過這些通信信道，可以實現(xiàn)主站和終端之間數(shù)據(jù)信息的交互。

2.計量自動化終端

計量自動化終端的類型多種多樣，根據(jù)其應(yīng)用場所的不同，主要可將其分為負荷管理終端、電能采集終端、配電監(jiān)測終端和低壓集抄終端等基本類型。電網(wǎng)的計量自動化終端，主要功能是對所有計量點的信息管理、傳輸和執(zhí)行。

3.主站

主站是計量自動化系統(tǒng)的核心部分，它主要由通信設(shè)備和計算機系統(tǒng)構(gòu)成，利用通信信道，例如，GPRS、調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)等，可對所需信息進行采集、分析。通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備主要包括接口服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、交換機、防火墻等，計算機系統(tǒng)則主要由系統(tǒng)軟件、應(yīng)用軟件、平臺軟件等構(gòu)成。

（三）計量自動化系統(tǒng)性能要求

1.安全性

安全建設(shè)是電網(wǎng)計量自動化系統(tǒng)建設(shè)的重要環(huán)節(jié)，基于系統(tǒng)的開放性特點，在進行安全設(shè)計的時候必須做到全方位、多層次，充分實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫、應(yīng)用系統(tǒng)以及各終端的安全目標(biāo)，對于各類機密數(shù)據(jù)信息，應(yīng)確保不被非法用戶竊取。

2.可擴展性

計量自動化系統(tǒng)的可擴展性功能主要體現(xiàn)在以下幾個方面：第一是數(shù)據(jù)庫的擴展性，由于數(shù)據(jù)量呈現(xiàn)出不斷增加的趨勢，因此，數(shù)據(jù)庫必須具備一定的擴展功能，這樣才能為系統(tǒng)運行過程中數(shù)據(jù)量的擴展做準備。第二是硬件資源的擴展性，也就是說系統(tǒng)的各種硬件設(shè)備必須在容量、處理能力方面具備相應(yīng)的擴展能力。第三是應(yīng)用功能的擴展，應(yīng)確保系統(tǒng)能在不改變原有架構(gòu)的條件下實現(xiàn)應(yīng)用功能的擴充。

二、電網(wǎng)計量自動化系統(tǒng)的應(yīng)用

（一）在客戶服務(wù)工作領(lǐng)域的應(yīng)用

近幾年，伴隨電力科技的迅猛發(fā)展，我國各地區(qū)的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)都得到進一步完善，但仍有部分地區(qū)存在局部網(wǎng)架結(jié)構(gòu)不合理的問題，這對電力設(shè)備的正常運行造成了一定程度的影響，導(dǎo)致電力設(shè)備運行效率大幅下降，電力供求之間的矛盾日益突出。在電網(wǎng)計量自動化系統(tǒng)應(yīng)用之后，能夠滿足較大的電力需求，并對用電信息進行實時監(jiān)控，使工作效率得到有效提升。同時，運用電量自動化系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)供電管理系統(tǒng)和終端之間的相互連接，對限電用戶的相關(guān)信息進行實時記錄，進而確保供電的可靠性。

（二）計量管理和用電檢查的應(yīng)用

電網(wǎng)計量自動化系統(tǒng)在計量管理和用電檢查方面的應(yīng)用，發(fā)揮著重要作用。在計量管理方面，計量自動化系統(tǒng)主要用于對故障的處理，首先分析采集的歷史數(shù)據(jù)，找出導(dǎo)致故障的原因，為故障的解決提供相應(yīng)的現(xiàn)實依據(jù)，進而降低用戶和供電企業(yè)之間出現(xiàn)矛盾的幾率，確保企業(yè)的經(jīng)濟效益。在用電檢查方面，計量自動化系統(tǒng)的應(yīng)用，能有效查處違規(guī)用電的行為，從而保障我國國有資產(chǎn)的安全。同時，該系統(tǒng)還能通過遠程在線監(jiān)測系統(tǒng)對一些專項用電進行監(jiān)察，及時發(fā)現(xiàn)用電過程中的不合法、不合規(guī)問題，這樣既能避免工作人員趕到現(xiàn)場而浪費不必要的時間和金錢，起到節(jié)約成本的作用；同時還能對重點監(jiān)察地段進行準確定位，避免工作的盲目性，進而促進工作質(zhì)量的提升。

（三）電能監(jiān)控和負荷控制的應(yīng)用

自2004年起，東莞市的年供電量已經(jīng)超過100億千瓦時。2012年，東莞電網(wǎng)基本實現(xiàn)了三個超越：第一，客戶數(shù)量超過100萬戶，高達105萬戶；第二，供電量超過200億千瓦時，高達203.6千瓦時；第三，最高日負荷超過400萬千瓦，高達402千瓦。而且，供電量和最高日負荷在2012年之后，依然保持上升的趨勢。由于較高的供電量和負荷，電網(wǎng)在運行過程中出現(xiàn)故障的幾率也會增大，而電量自動化系統(tǒng)在電能監(jiān)控和負荷控制方面的應(yīng)用，能全方位監(jiān)控電量的變化，并采集相關(guān)的數(shù)據(jù)信息。通過遠程控制的技術(shù)方法，系統(tǒng)能自動下發(fā)限電控制命令到控制終端，從而達到降低用電負荷的目的，維護電網(wǎng)的健康有序運行。

三、結(jié)語

總而言之，電網(wǎng)計量自動化系統(tǒng)的建設(shè)是一項專業(yè)性、系統(tǒng)性的工作。在建設(shè)過程中，必須對系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)進行科學(xué)設(shè)計，包括硬件設(shè)計和數(shù)據(jù)庫軟件的選擇等。同時，還應(yīng)考慮到系統(tǒng)的性能要求，保證系統(tǒng)的安全性和可擴展性。只有建立一個科學(xué)實用的電網(wǎng)計量自動化系統(tǒng)，才能確保其實際應(yīng)用效果，進而促進電網(wǎng)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

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湖南郵電職業(yè)技術(shù)學(xué)院科研項目“無線自組網(wǎng)技術(shù)在應(yīng)急通信領(lǐng)域的組網(wǎng)應(yīng)用研究”。