陳啟龍 王彬楠 劉曉輝 陳業(yè)偉 趙昱臣

（國網(wǎng)河南省電力公司鄭州供電公司）

0 引言

隨著移動互聯(lián)網(wǎng)和智能手機(jī)技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，移動客戶端在配電領(lǐng)域的應(yīng)用取得了顯著的成就。其中，通過“豫電助手”移動應(yīng)用平臺的引入，實(shí)現(xiàn)了配電自動化系統(tǒng)、PMS系統(tǒng)和OMS系統(tǒng)的緊密連接，使得配網(wǎng)電子圖紙可以隨時隨地進(jìn)行瀏覽［1］。這項(xiàng)創(chuàng)新性的技術(shù)改革一定程度上解決了現(xiàn)場人員在工作中無法實(shí)時獲取配網(wǎng)圖紙、運(yùn)行方式和二次信號等難題，顯著地提升了配網(wǎng)運(yùn)維檢修工作的效率［2］。

傳統(tǒng)的配網(wǎng)接線圖維護(hù)方式包括使用AutoCAD軟件、GIS和配網(wǎng)自動化系統(tǒng)［3］。然而，這些方式都存在著一些局限性。首先，傳統(tǒng)方式往往需要事先將圖紙打印出來或者下載到手機(jī)上，這不僅增加了工作量，也不便于在緊急情況下迅速獲取必要信息。其次，GIS和配網(wǎng)自動化系統(tǒng)只能在特定的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下使用，這限制了實(shí)時獲取信息的便利性，特別是在野外或者網(wǎng)絡(luò)信號不穩(wěn)定的情況下［4］。而通過“豫電助手”平臺的引入，這些問題可以得到解決，工作人員可以隨時使用智能手機(jī)或平板電腦瀏覽配網(wǎng)接線圖，無需提前準(zhǔn)備或特定網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的限制。這極大地方便了現(xiàn)場工作人員，使得他們可以在需要時快速獲取所需信息，從而更加高效地進(jìn)行配網(wǎng)運(yùn)維檢修工作。

總的來說，移動客戶端技術(shù)的應(yīng)用為配電行業(yè)帶來了革命性的變革，使得配網(wǎng)接線圖的獲取變得更加便捷和高效［5］。不僅提升了工作效率，也為配電運(yùn)維工作注入了新的活力。

1 模型結(jié)構(gòu)與主要單元

1.1 信息流程

系統(tǒng)數(shù)據(jù)流程如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)數(shù)據(jù)流程圖

APP的數(shù)據(jù)部署采用了兩種方式將信息傳輸至手機(jī)端。首先，在初始安裝階段，系統(tǒng)會加載主要數(shù)據(jù)，其中包括了重要的配網(wǎng)設(shè)備模型。其次，在固定時間間隔內(nèi)會發(fā)布更新的數(shù)據(jù)文件，或者可以通過南網(wǎng)企信平臺進(jìn)行下載更新數(shù)據(jù)的操作。維護(hù)人員會通過新的臺賬文件導(dǎo)出最新的配網(wǎng)設(shè)備模型，打包成文件后發(fā)給工作人員。工作人員下載好文件后通過APP提供的數(shù)據(jù)同步模塊讀取該文件，從而實(shí)現(xiàn)本地數(shù)據(jù)庫的更新。通過這樣的方式，用戶能夠及時獲得最新的配網(wǎng)設(shè)備信息，保證了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和實(shí)時性。

1.2 軟件需求

軟件的設(shè)計(jì)目標(biāo)：

（1）PC端WEB系統(tǒng)提供完整的維護(hù)功能，包括設(shè)備圖標(biāo)維護(hù)、臺賬數(shù)據(jù)處理等；

（2）PC端WEB系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)基于地圖的設(shè)備查詢、導(dǎo)航等功能；

（3）PC端WEB系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)設(shè)備搜索功能；

（4）APP提供基于地圖組件的配網(wǎng)設(shè)備定位及導(dǎo)航功能；

（5）APP提供多種設(shè)備搜索方式，提供基于地圖的設(shè)備搜索定位；

（6）APP提供基于短信告警系統(tǒng)的告警設(shè)備地圖查詢；

（7）APP能查詢獲取配電自動化系統(tǒng)配電線路實(shí)時運(yùn)行方式，在線獲取繼電保護(hù)、配電自動化實(shí)時信息和異常信號。

1.3 軟件開發(fā)平臺與運(yùn)行平臺

本文采用Eclipse IDE作為開發(fā)平臺，它是一款專為應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)者設(shè)計(jì)的軟件開發(fā)環(huán)境。

本文PC端部分運(yùn)行于JavaEE平臺，包括JAVA容器Apache／Tomcat服務(wù)器以及中間件Spring＋I(xiàn)Batis＋DWR。

1.4 軟件的功能模塊

PC端WEB系統(tǒng)提供完整的維護(hù)功能、實(shí)現(xiàn)基于地圖的設(shè)備定位及導(dǎo)航、實(shí)現(xiàn)設(shè)備搜索功能等。

APP提供基于地圖組件的配網(wǎng)設(shè)備定位及導(dǎo)航功能、提供基于地圖的設(shè)備搜索定位、提供基于短信告警系統(tǒng)的告警設(shè)備地圖查詢功能、能夠查詢配電自動化系統(tǒng)配電線路實(shí)時運(yùn)行方式、能夠在線獲取繼電保護(hù)、配電自動化實(shí)時信息和異常信號等。

1.5 具體實(shí)施方案

下面結(jié)合圖1對具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。

（1）APP應(yīng)用HTTP方式向應(yīng)用服務(wù)或者指定的網(wǎng)頁地址發(fā)送包括10kV線路設(shè)備工況、10kV線路故障詳情、以及10kV線路的順序事件記錄等請求。

（2）應(yīng)用服務(wù)器或指定網(wǎng)頁接收到請求后，對所接收請求進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

（3）應(yīng)用服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)分許需要向數(shù)據(jù)庫服務(wù)器發(fā)送數(shù)據(jù)獲取請求。

（4）數(shù)據(jù)庫服務(wù)器根據(jù)所接收到的請求返回數(shù)據(jù)，生成結(jié)果集給應(yīng)用服務(wù)器。

（5）應(yīng)用服務(wù)接收APP的請求，對數(shù)據(jù)結(jié)果集進(jìn)行處理，并以適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)格式響應(yīng)。對于文字或數(shù)字請求，以JSON格式返回相應(yīng)數(shù)據(jù)；對于故障信息，以JSON數(shù)據(jù)格式返回故障詳細(xì)記錄至相應(yīng)APP，同時獲取故障相關(guān)10kV配電網(wǎng)線路的運(yùn)行簡圖，并對故障區(qū)段進(jìn)行標(biāo)識。

故障圖為SVG文件，其生成步驟為：

1）獲取故障詳細(xì)記錄；

2）獲取10kV線路原始線路模型圖；

3）根據(jù)故障記錄信息中的故障信號，進(jìn)行故障區(qū)域著色。

（6）APP應(yīng)用通過HTTP方式接收應(yīng)用服務(wù)，并對處理后的JSON類型的數(shù)據(jù)進(jìn)行解析并展示。

（7）APP通過輪詢服務(wù)端獲取故障通知和開關(guān)變位等消息，將消息推送給用戶，用戶點(diǎn)擊通知會跳轉(zhuǎn)到故障和開關(guān)變位的詳情頁面，方便后續(xù)的故障分析和定位。

2 主要功能模塊

2.1 故障查詢模塊

配電網(wǎng)故障查詢系統(tǒng)的功能非常重要，主要目的是及時向配電網(wǎng)工作人員提供故障信息以便快速響應(yīng)和解決問題［6］。在這個模塊中，根據(jù)現(xiàn)實(shí)設(shè)備的情況來看，設(shè)定三種條件對故障信息進(jìn)行篩選：

（1）變電站名稱。變電站在整個配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)中扮演著至關(guān)重要的角色，它可以被看作是所有其他設(shè)備的“源頭”。通過選擇特定的變電站名稱，可以在瞬間縮小查詢范圍，從而大幅度提高了查詢的效率。這意味著工作人員可以更快速地獲取到與該變電站相關(guān)的故障信息，有針對性地進(jìn)行處理。

（2）線路名稱。每一條線路都具有獨(dú)一無二的編號和名稱。因此，可以根據(jù)線路名稱或者設(shè)備編號來指定查詢范圍，獲取該設(shè)備的歷史故障信息，使得工作人員可以深入了解特定線路的故障情況，以便更有針對性地進(jìn)行維修和維護(hù)。

（3）起止時間。這個條件非常靈活，可以精確到某一天的故障信息。系統(tǒng)將會顯示在特定日期內(nèi)該設(shè)備發(fā)生的所有故障信息，這些信息的顯示精度可以達(dá)到秒級。這使得工作人員可以精確的了解對故障事件的發(fā)生時間，從而更加有效地制定解決方案。

這三個條件的結(jié)合可以使配電網(wǎng)工作人員能夠高效地獲取所需的故障信息，為故障處理提供了有力的支持。無論是通過縮小查詢范圍、深入了解特定線路的情況，還是精確把握故障發(fā)生的時間，都為故障的處理提供了有力的工具和依據(jù)。

2.2 SOE信息查詢模塊

SOE（事件順序記錄）信息查詢模塊在配電網(wǎng)故障排查中起著重要的作用，包括了諸如開關(guān)變位等不同信號類型的記錄，為工作人員提供了重要的參考依據(jù)［7］。通常情況下，SOE信息的獲取精度可以達(dá)到毫秒級別，但最終的時間分辨率會受限于變電子站的時鐘精度以及事件獲取的具體方法。

由于SOE信息量龐大，為了使其更具實(shí)用性，必須進(jìn)行信號類型的篩選。因此可以根據(jù)特定的需求，選擇性地提取與故障排查相關(guān)的特定信號類型，從而幫助配電網(wǎng)工作人員進(jìn)行有效的查詢和分析。

2.3 線路信息狀態(tài)模塊

本功能模塊是為了滿足配電網(wǎng)工作人員對線路信息狀態(tài)的展示和查詢需求而設(shè)計(jì)的。其中包括四個子功能模塊：

（1）最后負(fù)荷狀態(tài)模塊。提供了當(dāng)前選中設(shè)備的A相電流、B相電流、C相電流、C相電壓這四項(xiàng)數(shù)值，以圖形化方式展示，還具備放大縮小功能。

（2）當(dāng)日負(fù)荷詳情模塊。提供了單臺終端產(chǎn)品在一天內(nèi)的運(yùn)行負(fù)荷信息，包括時間、A相電流、B相電流、C相電流、C相電壓和開關(guān)狀態(tài)，有助于進(jìn)行運(yùn)行分析。

（3）日負(fù)荷曲線模塊。提供了終端產(chǎn)品連續(xù)的日負(fù)荷曲線，便于分析線路的運(yùn)行狀況，包括C相電壓走勢曲線、三相電流走勢曲線等。

（4）保護(hù)定值模塊。展示了各個設(shè)備的保護(hù)定值，包括速斷保護(hù)定值、過流保護(hù)定值等20項(xiàng)保護(hù)定值查詢，提供了描述列與數(shù)值列。

這個功能模塊為配電網(wǎng)工作人員提供了全面的線路信息狀態(tài)，并通過圖表、曲線等方式直觀地展示，方便了信息查詢和檢測。

2.4 后臺數(shù)據(jù)獲取

本模塊實(shí)現(xiàn)了硬件設(shè)備與系統(tǒng)的連接，通過硬件的接口編程來實(shí)現(xiàn)［8］。每個硬件都有對外的接口，可獲取外部設(shè)備的狀態(tài)信息并進(jìn)行控制，這個功能需要接口系統(tǒng)框架和接口文檔的支持，通過接口編程實(shí)現(xiàn)底層信息的獲取。在本文的設(shè)計(jì)中，獲取硬件運(yùn)行信息之后，該項(xiàng)數(shù)據(jù)會傳送到數(shù)據(jù)庫，隨后將手機(jī)APP連接到后臺服務(wù)器，最后由服務(wù)器將硬件狀態(tài)信息反饋給用戶，并提供控制權(quán)限。

3 主要模塊設(shè)計(jì)方案

基于本文所設(shè)計(jì)的軟件功能模塊，采用EclipseIDE平臺開發(fā)軟件應(yīng)用系統(tǒng)，最終軟件顯示界面如圖2～圖6所示。

圖2 電子圖紙主界面圖

圖3 變電站各支線列表圖

圖5 配自設(shè)備實(shí)時數(shù)據(jù)圖

圖6 配自設(shè)備遙測數(shù)據(jù)圖

4 結(jié)束語

本文利用豫電助手APP平臺，通過整合PMS系統(tǒng)、OMS系統(tǒng)與配電自動化系統(tǒng)，使配網(wǎng)電子圖紙能夠在源頭實(shí)時共享，解決了現(xiàn)場人員無法及時獲取配網(wǎng)電子圖紙、運(yùn)行方式和二次信號等信息的問題，從而顯著提高了配網(wǎng)運(yùn)維檢修工作的效率。具體來說：其一，可以共享實(shí)時運(yùn)行方式和二次設(shè)備信息，為基層班組在故障搶修時提供準(zhǔn)確詳實(shí)的信號數(shù)據(jù)，方便進(jìn)行問題判斷。其二，通過GIS在地圖上展示設(shè)備的信息，使搶修人員能夠準(zhǔn)確找到設(shè)備，從而提高了搶修效率。其三，這一舉措真正實(shí)現(xiàn)了圖紙?jiān)谠搭^的唯一性，基層單位無需再安排人員進(jìn)行年度圖紙繪制工作，從而節(jié)省了大量人力物力，進(jìn)一步推動了配網(wǎng)運(yùn)檢業(yè)務(wù)的數(shù)字化和智能化轉(zhuǎn)型。