CN104124756A - 一种基于全网数据的省级配电网运行监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于全网数据的省级配电网运行监测系统，它包括三层结构：信息集成层、平台层、应用层；所述信息集成层主要收集配网基础和运行数据，通过信息交互总线向平台层提供在线和离线配电网运行数据。所述基础平台层主要是汇集统计配网各种数据并为应用层提供相应的服务。所述应用层主要是在平台层的支撑下，基于全网设备和运行数据，对全省配电网进行运行监测、指标监控和数据分析工作。它具有实现整合省、市、县三级配电网生产、营销等数据，搭建了信息一体化平台，集中监视全省配网运行状态，对配网各种运行数据和指标进行监测，便于全省配电网的运行管理的优点。

Description

一种基于全网数据的省级配电网运行监测系统

技术领域

本发明属于电力安全运行领域，涉及一种基于全网数据的省级配电网运行监测系统。

背景技术

在电力系统诸多环节中，配电网直接面向用户，随着我国社会和经济的发展以及城市配电网网络结构和硬件设施的进一步完善，居民和用户对配电网的供电可靠性要求越来越高，随着“三集五大”改革的要求，国家电网公司对于配电网的运行管理要求也越来越高，但配电网的运行管理涉及省、市、县多个层次、多个部门，涉及配电网运行、状态检修、建设改造、工程施工、配电自动化、营销、供电服务等多个专业和内容，配网运行、营销、检修等信息的存储和指标的监测，分别在不同部门进行管理，目前没有一个统一的系统或平台对省级配电网进行一个全局的综合性的管控，不利于配电网精益化管理。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题，一种基于全网数据的省级配电网运行监测系统，它具有实现整合省、市、县三级配电网生产、营销等数据，搭建了信息一体化平台，集中监视全省配网运行状态，对配网各种运行数据和指标进行监测，便于全省配电网的运行管理的优点。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于全网数据的省级配电网运行监测系统，它包括三层结构：信息集成层、平台层、应用层；所述信息集成层与平台层之间通过ESB信息交互总线连接；

所述信息集成层主要收集配网基础和运行数据，数据来源包括两个方面，一是各地市电网的配电自动化系统，二是全省其他系统数据；通过信息交互总线向平台层提供在线和离线配电网运行数据；

所述各地市电网的配电自动化系统用于获取配网运行实时数据信息。配电自动化系统将采集到的实时数据断面进行封装。把遥测、遥信数据放到一个文件中，以全量或增量方式进行传递。实现对配网运行状态的在线监测，并基于配网运行数据开展智能配网仿真研究工作。

所述全省其他系统包括PMS系统、EMS（SCADA）系统、GIS系统、95598客服系统。

所述PMS系统（电力生产管理信息系统），是以设备管理为核心、以计划和任务为主线来管理整个输变配电生产业务。此处用于获取配网设备基础台账、设备资产信息、缺陷信息、检修信息。实现配网建设概况及配网设备信息统计分析，基于设备缺陷信息与检修信息实现配网状态评估，为相关工作的开展提供辅助决策依据。

所述EMS系统（能量管理系统），是在SCADA系统的功能之上，在对电网的实时遥测和遥信信息采集处理的基础上，对电网进行科学的安全、经济分析，以便电网运行质量更加优质、稳定。此处用于获取主网变电站10kV出线间隔中出线开关的模型、图形数据；EMS系统变电站10kV出线间隔中出线开关的实时数据，包括：关的电流、电压、有功、无功、功率因数等，实现配网10kV线路运行状态的实时监测。

所述GIS系统（地理信息系统），用于实现电网资源的结构化管理和图形化展现，以面向服务的架构，为电力提供各类电网空间信息服务。此处基于GIS系统实现配网运行状态监控，并基于GIS系统开发配网运行监测系统，为其提供更人性化的应用操作平台。

所述95598客服系统，它通过自动和人工服务的方式，利用电话、传真、短信、email、对外网站等多种手段，建立一个“一口对外”的客户服务中心，在电力企业与电力用户之间架设起一个沟通的桥梁，和其它客户服务支持系统一起为电力客户提供快捷、丰富、优质的闭环服务。此处通过95598客服系统获取配网低压故障抢修记录，实现展示具体的故障信息，如故障的原因，抢修过程等详细信息。

所述平台层主要是汇集统计配网各种数据并为应用层提供相应的服务，分为基础平台和应用支撑平台，

所述基础平台是监测系统运行的软硬件支撑环境，基于基础平台完成整个系统的部署，发布。包括硬件平台、操作系统、数据库服务、通用中间件，其中数据服务器操作系统采用性能稳定、扩展方便的Unix操作系统；通用中间件负责屏蔽数据的多重来源，实现跨平台的通讯。

所述硬件平台用于为监测系统的发布、运行提供硬件环境。

所述操作系统用于为监测系统的发布、运行提供软件环境。

所述数据服务器对系统内服务器/工作站之间的数据进行统一的管理，向各应用系统提供各种数据服务，数据库服务器操作系统采用性能稳定、扩展方便的Unix操作系统。

所述通用中间件负责屏蔽数据的多重来源，实现跨平台的通讯。

所述应用支撑平台包括模型服务器、实时数据服务器、历史数据服务器、图形服务器、报表服务器、系统管理器，为各种应用提供开发与运行的软件环境。

所述模型服务器用于全面支持IEC61970标准，提供基于商业数据库，符合IEC61970公共信息模型(CIM)的服务，并提供IEC61970标准的组件接口规范(CIS)的通用数据访问接口(GDA)。

所述实时数据服务器用于维护系统内各个节点的数据库一致性提供关键的解决方案。实时数据库管理按照客户服务器模式构建。对于某一个实时数据库，整个系统内只有一个节点的数据库为参考点，其它节点的该数据库为参考点的复制点，复制实时数据库的数据自动向参考点的数据统一，以达到数据一致性的要求。系统提供标准的SQL、ODBC访问接口管理。

所述历史数据服务器用于提供数据保存、数据导入与手动录入、数据查询、数据管理及异常数据处理功能。

所述图形服务器用于支持SVG格式的图形导入，支持线路单线图、线路沿布图、系统联络图等图形的导入，支持图模数据的校验、错误报告。

所述报表服务器用于为各应用提供制作各种统计报表。

所述系统管理器用于提供分布式的系统运行管理功能，实现对整个系统中的设备、应用功能及权限等进行分布化管理和控制，以维护系统的完整性和可用性，提高系统运行效率。

所述应用层主要是在平台层的支撑下，基于全网设备和运行数据，对全省配电网进行运行监测、指标监控和数据分析工作。

运行监测包括全省配电网运行状态、配电设备状态、配网故障信息、配网抢修信息监测等功能；

指标监控包括配电自动化系统、生产抢修、带电作业及设备状态等指标的监控，实现指标计算、展示，以及历史指标查询、统计分析等功能；

数据分析包括配网运行状况、计划工作、设备缺陷、设备故障、环境灾害，以及设备运行状况评估的数据分析功能。

所述应用层包括配网运行监视装置、配网运行统计分析装置、配网生产抢修监视装置、配网生产抢修统计装置、配电自动化监视装置、配电自动化统计装置、配网运行指标监控装置、配电自动化指标监控装置和配网生产抢修指标监控装置。

所述配网运行监视装置用于接入的配网运行信息数据，基于GIS系统实现配电网的运行状态全景监控，实现配网故障信息可视化展现。

所述配网运行统计分析装置用于通过对全省配网运行数据统计、分析，全面掌握全省配网运行指标。

所述配网生产抢修监视装置用于抢修车量监视、抢修班组监视、抢修视频监视等。

所述配网生产抢修统计装置用于通过对全省配网生产指挥平台数据的统计、分析，及时掌握各地市配网运检抢修状况，为提升全省的配网运检工作提供参考依据。

所述配电自动化监视装置用于实现对全省配电自动化系统运行状况及资源的监视。

所述配电自动化统计装置用于通过对系统的各项使用指标统计、分析，督促各地市及时消除配电自动化缺陷，实现配电生产过程精益化管理。

所述配网运行指标监控装置用于对全省配网运行各项指标进行计算、分析及展示。

所述配电自动化指标监控装置用于全省配电自动化各项指标进行实时计算、分析及展示。

所述配网生产抢修指标监控装置用于全省生产抢修各项指标进行实时计算、分析及展示。

一种配电网仿真研究分析系统，该系统进行仿真研究的具体步骤为：

步骤（1）：指标库管理：维护运行监控所需各类指标信息到系统指标库，同时对各类指标合理范围进行设置，各类指标的定义及计算方法是根据相关标准制定；

步骤（2）：配网数据收集：配网数据包括：基础数据和运行数据，系统通过ESB信息交互总线与配电自动化系统、生产管理系统（PMS）、GIS系统、95598客服系统、调度自动化（EMS）系统进行数据传输，自动采集获取相应配网数据并存储于平台层中；

步骤（3）：数据验证：为防止数据错误，根据设置的验证规则，对采集的数据进行校验，主要是针对一些数值或者日期类型的值校验其合理性；

步骤（4）：数据分析及指标统计：基于系统平台提供的在线、离线及实时、准实时数据，对数据进行分析对比，对配网运行及设备规模等情况进行历史趋势分析等；基于配网各类数据运用本系统中指标库中的指标计算公式，对数据进行统计计算，得出各指标数据并进行分类统计。如果指标超出设置的合理范围，在系统中告警提示；

步骤（5）：数据及指标展示：基于GIS系统，对全省配电网运行情况、各类指标以及数据分析结果等进行全景监控，对各类数据和监控指标进行对比展示。

所述步骤（1）中的指标库是人为设置到系统中的，共包含配电网基础指标、运行指标、配电自动化指标、生产抢修指标以及状态评价指标等共计94个指标，这些指标的定义及计算方法是根据国家有关标准制定的，反映了配网的装备水平、运行水平、转供能力和配电自动化水平等，能够全面反映配电网的状态。

所述步骤（2）中基础数据包含：配电线路数量及长度、配电变压器数量及容量、配电开关类设备数量、位置、型号；运行数据包含：配电设备巡视、维护、单相接地、故障跳闸、缺陷记录、负载情况。

所述步骤（3）中的设置的验证规则包括数值精度、配变容量是否超过指定值、投运日期是否合理、分段开关分布、配电线路长度是否合理。

本发明的有益效果：

本发明构建了一种基于全网数据的省级配电网运行监测系统，可以对一个省的配电网进行整体规模、运行状态、缺陷情况、故障情况、抢修情况、配电自动化应用情况以及带电作业情况等各方面进行监测，并通过该系统在GIS系统中进行全景展示，有利于电力公司掌握全省各地区配电网的现状，通过历史对比分析，可以了解全省配电网的发展趋势、负荷情况、供电质量等，可以做到缺陷及故障预警、负荷转供以及抢修调度，便于对全省配电网进行调度和管理，提高电力公司优质供电水平。

集中监视全省配网运行状态，融合配电及生产相关系统数据信息，搭建信息一体化平台；实时掌握配电自动化运行及应用状况，全景展示全省智能配电网运行情况，实现配电网运行监测；及时掌控配电运检、抢修状况，建立智能配电网运维指标体系，实现指标在线管控；全面分析、掌握全省配网运行指标，全局高质量数据分析，面向智能配电网的全方位数字仿真为科学决策提供支撑，持续提升配电网管理水平和运行效益。

附图说明

图1为本发明的系统结构示意图；

图2为本发明的仿真方法步骤示意图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，一种基于全网数据的省级配电网运行监测系统，它包括三层结构：信息集成层、平台层、应用层；所述信息集成层与平台层之间通过ESB信息交互总线连接；

所述信息集成层主要收集配网基础和运行数据，数据来源包括两个方面，一是各地市电网的配电自动化系统，二是全省其他系统数据；通过信息交互总线向平台层提供在线和离线配电网运行数据；

所述全省其他系统包括PMS系统、EMS（SCADA）系统、GIS系统、95598客服系统。

所述平台层主要是汇集统计配网各种数据并为应用层提供相应的服务，分为基础平台和应用支撑平台，

所述基础平台包括硬件平台、操作系统、数据服务器、通用中间件；

所述数据服务器操作系统采用性能稳定、扩展方便的Unix操作系统；

所述通用中间件负责屏蔽数据的多重来源，实现跨平台的通讯。

所述应用支撑平台包括模型服务器、实时数据服务器、历史数据服务器、图形服务器、报表服务器、系统管理器，为各种应用提供开发与运行的软件环境。

所述应用层主要是在平台层的支撑下，基于全网设备和运行数据，对全省配电网进行运行监测、指标监控和数据分析工作。

运行监测包括全省配电网运行状态、配电设备状态、配网故障信息、配网抢修信息监测等功能；

指标监控包括配电自动化系统、生产抢修、带电作业及设备状态等指标的监控，实现指标计算、展示，以及历史指标查询、统计分析等功能；

数据分析包括配网运行状况、计划工作、设备缺陷、设备故障、环境灾害，以及设备运行状况评估的数据分析功能。

所述应用层包括配网运行监视装置、配网运行统计分析装置、配网生产抢修监视装置、配网生产抢修统计装置、配电自动化监视装置、配电自动化统计装置、配网运行指标监控装置、配电自动化指标监控装置和配网生产抢修指标监控装置。

如图2所示，一种配电网仿真研究分析系统，该系统进行仿真研究的具体步骤为：

第一步：指标库管理。维护运行监控所需各类指标信息到系统指标库，同时对各类指标合理范围进行设置，各类指标的定义及计算方法是根据相关标准制定。

第二步：收集配网数据。配网数据包括：基础数据和运行数据。基础数据包含：配电线路数量及长度、配电变压器数量及容量、配电开关类设备数量、位置、型号等。运行数据包含：配电设备巡视、维护、单相接地、故障跳闸、缺陷记录、负载情况等等。系统通过ESB信息交互总线与配电自动化系统、生产管理系统（PMS）、GIS系统、营销管理、95598客服系统、调度自动化（EMS）等系统进行数据传输，自动采集获取相应配网数据并存储于平台服务器中。

第三步：数据验证。为防止数据错误，根据设置的验证规则，如数值精度、配变容量是否超过指定值、投运日期是否合理、分段开关分布、配电线路长度是否合理，对采集的数据进行校验，主要是针对一些数值或者日期类型的值校验其合理性。

第四步：数据分析及指标统计。基于系统平台提供的在线、离线及实时、准实时数据，对数据进行分析对比，对配网运行及设备规模等情况进行历史趋势分析等；基于配网各类数据运用本系统中指标库中的指标计算公式，对数据进行统计计算，得出各指标数据并进行分类统计。如果指标超出设置的合理范围，在系统中告警提示。

第五步：数据及指标展示：基于GIS系统，对全省配电网运行情况、各类指标以及数据分析结果等进行全景监控，对各类数据和监控指标进行对比展示。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种基于全网数据的省级配电网运行监测系统，其特征是，它包括三层结构：信息集成层、平台层、应用层；所述信息集成层与平台层之间通过ESB信息交互总线连接；

所述信息集成层主要收集配网基础和运行数据，数据来源包括两个方面，一是各地市电网的配电自动化系统，二是全省其他系统数据；通过信息交互总线向平台层提供在线和离线配电网运行数据；

所述平台层主要是汇集统计配网各种数据并为应用层提供相应的服务，分为基础平台和应用支撑平台，

所述应用层主要是在平台层的支撑下，基于全网设备和运行数据，对全省配电网进行运行监测、指标监控和数据分析工作。

2.如权利要求1所述的一种基于全网数据的省级配电网运行监测系统，其特征是，

所述各地市电网的配电自动化系统用于获取配网实时数据信息；配电自动化系统将采集到的实时数据断面封装；把遥测、遥信数据放到一个文件中，以全量或增量方式进行传递；实现对配网运行状态的在线监测，并基于配网运行数据开展智能配网仿真研究工作；

所述全省其他系统包括PMS系统、EMS系统、GIS系统、95598客服系统；

所述运行监测包括全省配电网运行状态、配电设备状态、配网故障信息、配网抢修信息监测；

所述指标监控包括配电自动化系统、生产抢修、带电作业及设备状态指标的监控，实现指标计算、展示，以及历史指标查询、统计分析；

所述数据分析包括配网运行状况、计划工作、设备缺陷、设备故障、环境灾害，以及设备运行状况评估的数据分析；

所述平台层主要是汇集统计配网各种数据并为应用层提供相应的服务，分为基础平台和应用支撑平台。

3.如权利要求2所述的一种基于全网数据的省级配电网运行监测系统，其特征是，

所述PMS系统，是以设备管理为核心、以计划和任务为主线来管理整个输变配电生产业务，用于获取配网设备基础台账、设备资产信息、缺陷信息、检修信息，实现配网建设概况及配网设备信息统计分析，基于设备缺陷信息与检修信息实现配网状态评估，为相关工作的开展提供辅助决策依据；

所述EMS系统，是在SCADA系统的功能之上，在对电网的实时遥测和遥信信息采集处理的基础上，对电网进行科学的安全、经济分析，以便电网运行质量更加优质、稳定；用于获取主网变电站10kV出线间隔中出线开关的模型、图形数据；EMS系统变电站10kV出线间隔中出线开关的实时数据，包括：关的电流、电压、有功、无功、功率因数，实现配网10kV线路运行状态的实时监测；

所述GIS系统，用于实现电网资源的结构化管理和图形化展现，以面向服务的架构，为电力提供各类电网空间信息服务；基于GIS系统实现配网运行状态监控，并基于GIS系统开发配网运行监测系统，为其提供更人性化的应用操作平台；

所述95598客服系统，它通过自动和人工服务的方式，利用电话、传真、短信、email、对外网站多种手段，建立客户服务中心，在电力企业与电力用户之间架设起一个沟通的桥梁，和其它客户服务支持系统一起为电力客户提供闭环服务；通过95598客服系统获取配网低压故障抢修记录，实现展示具体的故障信息。

4.如权利要求1或2所述的一种基于全网数据的省级配电网运行监测系统，其特征是，

所述基础平台是监测系统运行的软硬件支撑环境，基于基础平台完成整个系统的部署，发布；包括硬件平台、操作系统、数据库服务、通用中间件，其中数据服务器操作系统采用性能稳定、扩展方便的Unix操作系统；通用中间件负责屏蔽数据的多重来源，实现跨平台的通讯；

所述硬件平台用于为监测系统的发布、运行提供硬件环境；

所述操作系统用于为监测系统的发布、运行提供软件环境；

所述数据服务器操作系统采用性能稳定、扩展方便的Unix操作系统；

所述通用中间件负责屏蔽数据的多重来源，实现跨平台的通讯。

5.如权利要求1或2所述的一种基于全网数据的省级配电网运行监测系统，其特征是，

所述应用支撑平台包括模型服务器、实时数据服务器、历史数据服务器、图形服务器、报表服务器、系统管理器，为各种应用提供开发与运行的软件环境；

所述模型服务器用于全面支持IEC 61970标准，提供基于商业数据库，符合IEC 61970公共信息模型的服务，并提供IEC 61970标准的组件接口规范的通用数据访问接口；

所述实时数据服务器用于维护系统内各个节点的数据库一致性提供关键的解决方案；实时数据库管理按照客户服务器模式构建；对于某一个实时数据库，整个系统内只有一个节点的数据库为参考点，其它节点的该数据库为参考点的复制点，复制实时数据库的数据自动向参考点的数据统一，以达到数据一致性的要求；系统提供标准的SQL、ODBC访问接口管理；

所述历史数据服务器用于提供数据保存、数据导入与手动录入、数据查询、数据管理及异常数据处理功能；

所述图形服务器用于支持SVG格式的图形导入，支持线路单线图、线路沿布图、系统联络图图形的导入，支持图模数据的校验、错误报告；

所述报表服务器用于为各应用提供制作各种统计报表；

所述系统管理器用于提供分布式的系统运行管理功能，实现对整个系统中的设备、应用功能及权限进行分布化管理和控制，以维护系统的完整性和可用性，提高系统运行效率。

6.如权利要求1所述的一种基于全网数据的省级配电网运行监测系统，其特征是，

所述应用层包括配网运行监视装置、配网运行统计分析装置、配网生产抢修监视装置、配网生产抢修统计装置、配电自动化监视装置、配电自动化统计装置、配网运行指标监控装置、配电自动化指标监控装置和配网生产抢修指标监控装置；

所述配网运行监视装置用于接入的配网运行信息数据，基于GIS系统实现配电网的运行状态全景监控，实现配网故障信息可视化展现；

所述配网运行统计分析装置用于通过对全省配网运行数据统计、分析，全面掌控全省配网运行指标；

所述配网生产抢修监视装置用于抢修车量监视、抢修班组监视、抢修视频监视；

所述配网生产抢修统计装置用于对全省配网生产指挥平台数据的统计、分析，及时掌控各地市配网生产抢修状况，为全省的配网运检工作提升提供参考依据；

所述配电自动化监视装置用于实现对全省配电自动化系统运行状况及资源的监视；

所述配电自动化统计装置用于通过对系统的各项使用指标统计、分析，督促各地市及时消除配电自动化缺陷，实现配电生产过程精益化管理；

所述配网运行指标监控装置用于对全省配网运行各项指标进行计算、分析及展示；

所述配电自动化指标监控装置用于全省配电自动化各项指标进行实时计算、分析及展示；

所述配网生产抢修指标监控装置用于全省生产抢修各项指标进行实时计算、分析及展示。

7.如上述任一权利要求所述的一种基于全网数据的省级配电网运行监测系统的监测方法，其特征是，具体步骤为：

步骤（1）：指标库管理：维护运行监控所需各类指标信息到系统指标库，同时对各类指标合理范围进行设置，各类指标的定义及计算方法是根据相关标准制定；

步骤（2）：配网数据收集：配网数据包括：基础数据和运行数据，系统通过ESB信息交互总线与配电自动化系统、生产管理系统、GIS系统、95598客服系统、调度自动化系统进行数据传输，自动采集获取相应配网数据并存储于平台层中；

步骤（3）：数据验证：为防止数据错误，根据设置的验证规则，对采集的数据进行校验，主要是针对一些数值或者日期类型的值校验其合理性；

步骤（4）：数据分析及指标统计：基于系统平台提供的在线、离线及实时、准实时数据，对数据进行分析对比，对配网运行及设备规模情况进行历史趋势分析；基于配网各类数据运用本系统中指标库中的指标计算公式，对数据进行统计计算，得出各指标数据并进行分类统计；如果指标超出设置的合理范围，在系统中告警提示；

步骤（5）：数据及指标展示：基于GIS系统，对全省配电网运行情况、各类指标以及数据分析结果进行全景监控，对各类数据和监控指标进行对比展示。

8.如权利要求7所述的一种基于全网数据的省级配电网运行监测系统的监测方法，其特征是，所述步骤（1）中的指标库是人为设置到系统中的，共包含配电网基础指标、运行指标、配电自动化指标、生产抢修指标以及状态评价指标。

9.如权利要求7所述的一种基于全网数据的省级配电网运行监测系统的监测方法，其特征是，所述步骤（2）中基础数据包含：配电线路数量及长度、配电变压器数量及容量、配电开关类设备数量、位置、型号；运行数据包含：配电设备巡视、维护、单相接地、故障跳闸、缺陷记录、负载情况。

10.如权利要求7所述的一种基于全网数据的省级配电网运行监测系统的监测方法，其特征是，所述步骤（3）中的设置的验证规则包括数值精度、配变容量是否超过指定值、投运日期是否合理、分段开关分布、配电线路长度是否合理。