巨克玲,應(yīng)永剛,馬趙云
(1.國(guó)網(wǎng)青海省電力公司西寧供電公司,青海 西寧 810000;2.北京一同宇科技發(fā)展有限公司,北京 100000)
基于綜合集成技術(shù)的電能質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)
巨克玲1,應(yīng)永剛2,馬趙云2
(1.國(guó)網(wǎng)青海省電力公司西寧供電公司,青海 西寧 810000;2.北京一同宇科技發(fā)展有限公司,北京 100000)
電能質(zhì)量評(píng)價(jià)是衡量供電質(zhì)量的一個(gè)標(biāo)尺,國(guó)家也頒布了響應(yīng)的評(píng)價(jià)指標(biāo),但沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的評(píng)價(jià)方法,不同的評(píng)價(jià)方法的評(píng)價(jià)結(jié)果不盡相同,導(dǎo)致很難判斷結(jié)果的可用性?;诖耍疚奶岢龌诮M件技術(shù)、Web Service技術(shù)和SOA架構(gòu),將電能質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系、評(píng)價(jià)模型及相關(guān)數(shù)據(jù)組件化,建立組件庫(kù)并發(fā)布為Web服務(wù),基于綜合集成平臺(tái),動(dòng)態(tài)搭建電能質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng),根據(jù)不同的要求改變?cè)u(píng)價(jià)指標(biāo)和評(píng)價(jià)方法,實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià),從而應(yīng)對(duì)電能質(zhì)量評(píng)價(jià)過(guò)程中的不確定性。
電能質(zhì)量;評(píng)價(jià)方法;系統(tǒng)開(kāi)發(fā)
電能是當(dāng)代的主要能源之一,在各行各業(yè)中都會(huì)用到電能,電能質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的總體效益。在電力市場(chǎng)環(huán)境下,供電表現(xiàn)為一種商業(yè)服務(wù)行為。電能作為一種商品,同其它商品一樣,具有質(zhì)量屬性。供電質(zhì)量不同,成本就不同,因而供電價(jià)格應(yīng)能夠體現(xiàn)供電質(zhì)量狀況,才能適應(yīng)市場(chǎng)要求。隨著我國(guó)電力市場(chǎng)改革逐步推進(jìn),電能商品必然要求做到按質(zhì)定價(jià)、優(yōu)質(zhì)優(yōu)價(jià)。因此必須建立一套全面和公正的電能質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)體系和評(píng)價(jià)方法,對(duì)電能質(zhì)量進(jìn)行科學(xué)的評(píng)價(jià)。
目前,電能質(zhì)量評(píng)價(jià)方面的研究已經(jīng)非常豐富,學(xué)者主要從兩個(gè)方面開(kāi)展研究,一是從能質(zhì)量評(píng)價(jià)的指標(biāo)體系,二是從電能質(zhì)量的評(píng)價(jià)方法。
從20世紀(jì)80年代起,國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局(原國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局)將制定國(guó)家電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)制定為重點(diǎn)項(xiàng)目,至2003年底,已頒布了6個(gè)標(biāo)準(zhǔn),即《電能質(zhì)量供電電壓允許偏差》(GB12325-90)、《電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波》(GB/T14529-93)、《電能質(zhì)量電壓波動(dòng)和閃變》(GB12326-2000)、《電能質(zhì)量三相電壓允許不平衡度》(GB/T15543-1995)、《電能質(zhì)量電力系統(tǒng)頻率允許偏差》(GB/T15945-1995)和《電能質(zhì)量暫時(shí)過(guò)電壓和瞬態(tài)過(guò)電壓》(GB/T18481-2001)。在實(shí)際電能質(zhì)量評(píng)價(jià)時(shí),以國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)為前提的條件下,部分學(xué)者提出增加相關(guān)指標(biāo),如電壓暫降近年來(lái)備受關(guān)注,建議將該指標(biāo)納入評(píng)價(jià)指標(biāo)中[1]。而另外有些學(xué)者認(rèn)為,電力系統(tǒng)是一個(gè)多結(jié)構(gòu)體系,應(yīng)對(duì)電能質(zhì)量進(jìn)行全局性和整體性的評(píng)價(jià)[2]。綜合評(píng)價(jià)可以從技術(shù)性指標(biāo)和服務(wù)性指標(biāo)兩個(gè)方面對(duì)電能質(zhì)量進(jìn)行評(píng)定[3~4],技術(shù)性指標(biāo),主要包括電壓質(zhì)量、頻率質(zhì)量和供電可能性,服務(wù)性指標(biāo)主要包括需求側(cè)服務(wù)。
由于電能指標(biāo)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系比較固定,又有國(guó)家規(guī)范。因此,大量的研究主要的側(cè)重于對(duì)評(píng)價(jià)方法的研究。目前,基本上能用的評(píng)價(jià)方法幾乎都應(yīng)用于電能質(zhì)量評(píng)價(jià),從方法的角度進(jìn)行歸類,主要可以分為模糊評(píng)價(jià)法[5~8]、決策理論方法[9~10]、智能評(píng)價(jià)方法[11~13]、組合評(píng)價(jià)方法[14~15]。模糊評(píng)價(jià)法在評(píng)價(jià)時(shí)受到主觀因素影響較大,不同的決策群體會(huì)導(dǎo)致完全不同的評(píng)價(jià)結(jié)果;智能化評(píng)價(jià)法相當(dāng)于一個(gè)黑箱模型,完全自主決定評(píng)價(jià)結(jié)果,但需要大量的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行建模,前期數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和數(shù)量決定評(píng)價(jià)結(jié)果的優(yōu)劣;組合評(píng)價(jià)法是對(duì)各種評(píng)價(jià)方法的組合,雖然能從一定程度上對(duì)各種方法的劣勢(shì)進(jìn)行平衡,但隨機(jī)性也非常大,評(píng)價(jià)結(jié)果不穩(wěn)定。
通過(guò)上述問(wèn)題可知,不同的評(píng)價(jià)方法有不同的適用性,各有優(yōu)缺點(diǎn),且一種評(píng)價(jià)方法也不是一直都適用,可能在不同的時(shí)期適用不同的評(píng)價(jià)方法,要求評(píng)價(jià)方法具有適應(yīng)性。評(píng)價(jià)方法本身是一種模型,自身基本難以改變,如果通過(guò)改變不同的評(píng)價(jià)模型來(lái)適應(yīng)評(píng)價(jià)對(duì)象的變化,則可以實(shí)現(xiàn)這種適應(yīng)?;诖?,本文提出電能質(zhì)量的動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)方法,基于綜合集成技術(shù),建立模型評(píng)價(jià)的指標(biāo)組件庫(kù)、模型組件庫(kù),通過(guò)集成平臺(tái),實(shí)現(xiàn)電能質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)搭建,將傳統(tǒng)的“死”評(píng)價(jià)變?yōu)椤盎睢痹u(píng)價(jià),使電能質(zhì)量評(píng)價(jià)具有適應(yīng)性。
3.1 指標(biāo)庫(kù)建立
電能評(píng)價(jià)指標(biāo)都是采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),目前不同的學(xué)者采用不同的分類方式將指標(biāo)進(jìn)行歸類評(píng)價(jià),本文參考大多數(shù)學(xué)者采用的分類方式建立指標(biāo)庫(kù),如圖1所示。
圖1 電能質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)庫(kù)
指標(biāo)庫(kù)中每種指標(biāo)的具體計(jì)算方法和含義可以參照國(guó)家頒布的標(biāo)準(zhǔn)。
3.2 模型庫(kù)建立
電能質(zhì)量評(píng)價(jià)模型非常多,要實(shí)現(xiàn)所有模型幾乎不可能,但模型庫(kù)建立的基本原則是收納盡可能多的模型,以方便后期動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)的實(shí)現(xiàn)。為此,本文將目前最常用的模型及其改進(jìn)模型作為模型庫(kù),后期有新的模型,可以隨時(shí)加入到模型庫(kù),模型庫(kù)現(xiàn)有模型如表1所示。
表1 電能質(zhì)量評(píng)價(jià)模型庫(kù)
綜合集成技術(shù)是著名科學(xué)家錢學(xué)森提出來(lái)的,本文根據(jù)該技術(shù)的理論,對(duì)該技術(shù)進(jìn)行了部分功能實(shí)現(xiàn)。本文的集成技術(shù)主要包括組件技術(shù)、Web Service技術(shù)和面向服務(wù)的結(jié)構(gòu)體系(SOA)、知識(shí)圖、綜合集成平臺(tái)?;诰C合集成技術(shù)的評(píng)價(jià)系統(tǒng)搭建架構(gòu)如圖2所示。
圖2 基于綜合集成技術(shù)的電能質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)搭建架構(gòu)
基于綜合集成集成技術(shù)的主要實(shí)施方法是,建立電能質(zhì)量評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù),主要包括在線數(shù)據(jù)、離線數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)等,建立電能質(zhì)量評(píng)價(jià)的指標(biāo)庫(kù)和方法庫(kù),然后采用組件技術(shù)、Web Service技術(shù)和SOA架構(gòu)對(duì)電能質(zhì)量評(píng)價(jià)的數(shù)據(jù)、指標(biāo)和方法進(jìn)行封裝,并分類形成組件庫(kù),最后在綜合集成平臺(tái)之上繪制業(yè)務(wù)流程知識(shí)圖,將組件庫(kù)對(duì)應(yīng)的組件添加至知識(shí)圖,搭建成電能質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)。
4.1 組件技術(shù)
組件(Component)也稱為構(gòu)件,是隨著人們尋求解決“軟件危機(jī)”的途徑,提高軟件的重用性而提出的,其思想是將軟件按一定的標(biāo)準(zhǔn)封裝成組件,對(duì)外提供一組訪問(wèn)接口。
組件必須具備以下的特征:復(fù)用、封裝、組裝、定制、自治性、粗粒度、集成和契約性接口。組件的這些特征,使得組件技術(shù)在應(yīng)用開(kāi)發(fā)方法具有以下特點(diǎn):(1)軟件重用和高度的互操作性;(2)實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)透明;(3)接口的可靠性;(4)良好的可擴(kuò)展性;(5)實(shí)現(xiàn)不同廠商的軟件間的真正的互操作;(6)即插即用;(7)組件與開(kāi)發(fā)工具語(yǔ)言無(wú)關(guān)。
4.2 Web Service技術(shù)
Web Service是一種組件技術(shù),對(duì)其自身功能采用Web服務(wù)描述語(yǔ)言進(jìn)行描述,同時(shí)采用XML格式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行封裝。Web服務(wù)與平臺(tái)無(wú)關(guān),無(wú)論何種語(yǔ)言,只要指定接口,就能通過(guò)SOAP協(xié)議進(jìn)行調(diào)用和訪問(wèn)。
4.3模型庫(kù)建立
面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)(SOA)是一個(gè)組件模型,其將應(yīng)用程序的不同功能單元通過(guò)接口和契約聯(lián)系起來(lái)。
4.4 綜合集成平臺(tái)
綜合集成平臺(tái)是應(yīng)用系統(tǒng)間的橋梁,是應(yīng)用系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)之間的紐帶,構(gòu)建支撐平臺(tái)的目的就是能夠滿足電能質(zhì)量評(píng)價(jià)業(yè)務(wù)的需求,能夠使電能質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)具有靈活性、適應(yīng)性,以應(yīng)對(duì)外界條件的隨機(jī)性和不確定性,同時(shí)能使得系統(tǒng)具有可操作和適應(yīng)動(dòng)態(tài)變化的能力。因此,平臺(tái)在設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)時(shí)應(yīng)滿足下列基本要求:(1)資源整合;(2)提供開(kāi)發(fā)環(huán)境;(3)基于松耦合的信息共享;(4)可伸縮的配置;(5)個(gè)性化的服務(wù);(6)方便重構(gòu)和擴(kuò)展;(7)提高應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)效率。
采用SOA、SaaS、PaaS等面向服務(wù)的信息化整合技術(shù),對(duì)信息服務(wù)、決策服務(wù)實(shí)施有機(jī)集成,在計(jì)算服務(wù)的支持下建設(shè)一個(gè)綜合集平臺(tái),為整個(gè)信息化系統(tǒng)提供一體化的服務(wù)模型和操作接口,并且實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程及分布式的服務(wù)框架,為多方面、多層次的決策與管理操作提供便捷途徑。綜合集成平臺(tái)的技術(shù)模型如圖3所示。
圖3 綜合集成平臺(tái)技術(shù)模型
4.5 基于綜合集成平臺(tái)的系統(tǒng)搭建
在綜合集成平臺(tái)之上搭建電能質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)主要分為3個(gè)步驟:
1)業(yè)務(wù)流程知識(shí)圖繪制。構(gòu)建業(yè)務(wù)系統(tǒng)首先必須熟悉業(yè)務(wù)的基本流程,基于綜合集成平臺(tái),采用知識(shí)圖的方式繪制業(yè)務(wù)流程非常簡(jiǎn)單,繪制過(guò)程如圖4所示。
圖4 知識(shí)圖繪制過(guò)程
繪制業(yè)務(wù)流程知識(shí)圖之前,首先建立知識(shí)包,如圖4所示(左上角)。知識(shí)包建立后,進(jìn)入知識(shí)圖繪制界面,如圖4所示(右上角),工具條有大量關(guān)于知識(shí)圖繪制的工具。點(diǎn)擊工具條中的方框形狀,在空白界面再次點(diǎn)擊后即可得同樣的方框,每個(gè)方框可以看作一個(gè)節(jié)點(diǎn),雙擊可實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)的命名,如圖4(左下角)所示。節(jié)點(diǎn)繪制后,按照流程方式將節(jié)點(diǎn)連接,業(yè)務(wù)流程知識(shí)圖即繪制完成,如圖4(右上角)所示。
2)業(yè)務(wù)組件的定制。業(yè)務(wù)組件的定制主要分為以下幾個(gè)步驟:
Step1:選擇業(yè)務(wù)組件定制,進(jìn)入業(yè)務(wù)組件庫(kù)。
Step2:業(yè)務(wù)組件庫(kù)按照組件的基本類型,將組件庫(kù)劃分多個(gè)子組件庫(kù),選擇需要的組件庫(kù),如選擇電能指標(biāo)評(píng)價(jià)方法組件庫(kù),然后進(jìn)入下一步。
Step3:從組件庫(kù)中選擇需要的組件。
Step4:點(diǎn)擊“構(gòu)造XML”按鈕,可彈出相應(yīng)的基本測(cè)站信息框,從中選擇需要的測(cè)站,如選擇咸陽(yáng)站,再點(diǎn)擊“確定”按鈕即可。
Step5:根據(jù)前幾步選擇的信息,以XML形式構(gòu)造選擇信息代碼。
Step6:點(diǎn)擊“測(cè)試”按鈕,可對(duì)已經(jīng)選擇的信息進(jìn)行測(cè)試。
Step7:進(jìn)入下一步,輸入組件名稱并確認(rèn)后,一個(gè)組件即定制完成,組件以.info的格式保存。
3)系統(tǒng)搭建。將組件添加至知識(shí)圖中的每個(gè)組件中,然后點(diǎn)擊每個(gè)組件進(jìn)行測(cè)試,完全測(cè)試成功,說(shuō)明系統(tǒng)已經(jīng)搭建成功,可以實(shí)現(xiàn)應(yīng)用。
基于綜合集成平臺(tái),本文構(gòu)建了電能質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng),對(duì)指標(biāo)庫(kù)中的8個(gè)指標(biāo)采用模糊評(píng)價(jià)方法進(jìn)行了評(píng)價(jià),結(jié)果如圖6所示。
圖6 電能質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)
圖中每個(gè)節(jié)點(diǎn)代表一個(gè)組件,連接線代表數(shù)據(jù)流,通過(guò)點(diǎn)擊組件即可進(jìn)行運(yùn)算,通過(guò)改變連線,就可以改變模型或者指標(biāo),能夠適應(yīng)電能質(zhì)量評(píng)價(jià)多變的要求,也能實(shí)現(xiàn)不同模型評(píng)價(jià)的要求,且系統(tǒng)具有可移植性和可擴(kuò)展性,減少系統(tǒng)的重復(fù)性開(kāi)發(fā)。
本文以目前電能質(zhì)量評(píng)價(jià)方面存在的問(wèn)題為出發(fā)點(diǎn),通過(guò)建立電能質(zhì)量評(píng)價(jià)的數(shù)據(jù)庫(kù)、評(píng)價(jià)指標(biāo)庫(kù)和評(píng)價(jià)模型庫(kù),采用組件技術(shù)、Web Service和面向服務(wù)的體系架構(gòu)SOA對(duì)數(shù)據(jù)、評(píng)價(jià)指標(biāo)和模型進(jìn)行封裝,形成數(shù)據(jù)組件庫(kù)、指標(biāo)組件庫(kù)和模型組件庫(kù),基于綜合集成平臺(tái),繪制業(yè)務(wù)流程,定制組件,構(gòu)建電能質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)電能質(zhì)量評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)系統(tǒng)具有可移植性、可擴(kuò)展性、可復(fù)制性、模塊化應(yīng)用及易維護(hù)性等優(yōu)勢(shì),為解決不同評(píng)價(jià)模型評(píng)價(jià)結(jié)果不一致的問(wèn)題提供了一條解決方式。
[1] 舒服華.粗糙集在電能質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)中應(yīng)用[J].電力自動(dòng)化設(shè)備,2008,28(10):75-79.
[2] 王宗軍.綜合評(píng)價(jià)的方法、問(wèn)題及研究趨勢(shì)[J].管理科學(xué)學(xué)報(bào),1998,1(1):75-79.
[3] 金焱,劉穎英,徐東海.電能質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)的分析與研究[J].電氣技術(shù),2006,(1):27-30.
[4] 李娜娜,何正友.主客觀權(quán)重相結(jié)合的電能質(zhì)量綜合評(píng)估[J].電網(wǎng)技術(shù),2009,33(6):55-61.
[5] 唐會(huì)智,彭建春.基于模糊理論的電能質(zhì)量綜合量化指標(biāo)研究[J].電網(wǎng)技術(shù),2003,27(12):85-88.
[6] 譚家茂,黃少先.基于模糊理論的電能質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)方法研究[J].繼電器,2006,34(3):55-59.
[7] 賈清泉,宋家驊,蘭華,等.電能質(zhì)量及其模糊方法評(píng)價(jià)[J].2000,24(6):46-49.
[8] 蔣金良,袁金晶,歐陽(yáng)森.基于改進(jìn)隸屬度函數(shù)的電能質(zhì)量模糊綜合評(píng)價(jià)[J].2012,40(11):107-112.
[9] 曾正,楊歡,趙榮祥.基于突變決策的分布式發(fā)電系統(tǒng)電能質(zhì)量綜合評(píng)估[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化,2011,35(21):52-57.
[10]李如琦,蘇浩.基于可拓云理論的電能質(zhì)量綜合評(píng)估模型[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化,2012,36(1):66-70.
[11]金廣厚,宋建永,程曉榮.基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的電能質(zhì)量指標(biāo)的經(jīng)濟(jì)性評(píng)估[J].電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化學(xué)報(bào),2004,16(6):18-23.
[12]周林,栗秋華,張鳳.遺傳投影尋蹤插值模型在電能質(zhì)量綜合評(píng)估中的應(yīng)用[J].電網(wǎng)技術(shù),2007,31(7):32-35.
[13]李如琦,蘇浩.基于可拓云理論的電能質(zhì)量綜合評(píng)估模型[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化,2012,36(1):66-70.
[14]韋鋼,劉楊,周冰,等.基于組合評(píng)價(jià)方法的配電網(wǎng)評(píng)估[J].華東電力,2009,37(10):1639-1643.
[15]李連結(jié),姚建剛,龍立波,等.組合賦權(quán)法在電能質(zhì)量模糊綜合評(píng)價(jià)中的應(yīng)用[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化,2007,31(4):56-60.
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