CN105356620B - 电能质量监测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电力技术领域，尤其涉及一种电网电能质量监测系统，包括电能质量监测终端、监控中心主站和工作站，监控中心主站和电能质量监测终端分别通过网线与电能质量监测管理应用系统相连接。本发明是一种可以建立一个符合电网系统建设规范、统一开放的电能质量监测管理应用系统，来构建电网电能质量监测、评估、危害分析与管理措施的系统网络。通过分析加强电网电能质量监督管理，可以保证电网安全稳定运行。通过分析监测数据，总结原因，并提出相应整改措施，进行电能质量的综合治理，提高供电质量，减少设备故障、停电时间，降低能耗，为电网优化和故障分析提供建议。
Description
技术领域
本发明涉及电力技术领域，尤其涉及一种电网电能质量监测系统。
背景技术
在现代化生产中，作为最主要能源的电力，同其它任何有形产品一样，也存在一个重要的属性，即质量问题。而在很多工业企业中， 如钢铁企业，所使用的大功率的用电设备产生大量的高次谐波、尖峰脉冲等电力污染已严重地危害了电能质量，另一方面大量使用的精密电子设备、计算机控制系统又对电能质量提出更严格的要求。这一矛盾日益尖锐，已经引起广大技术人员的高度重视。
因此，电能质量监测是电力公司了解其电力系统性能，是使电力系统性能满足用户需求的前提，在当前智能电网建设背景下，如何保证电网安全稳定运行，提高供电质量，减少设备故障，停电时间，降低能耗是目前迫切需要解决的问题。
我国目前电能质量监测措施广泛采用统计型电压表监测电压质量水平，只能监测电压合格率，需要人工抄表，缺乏统计功能；而谐波和电压波动、闪变的测量则用便携式测量仪，通过统计分析数据进行评估。以上方式实时性差、监测指标少、工作量大、测量误差大。近年许多科研机构和高校对电能质量在线监测装置进行研究，但目前成熟的可长期实际运行的产品不多。
发明内容
为克服现有技术中存在的缺陷，本发明提供一种电能质量监测系统。其目的是提供一种可以保证电网安全稳定运行，提高供电质量，减少设备故障，停电时间，降低能耗的电能质量监测系统。
为达到上述发明目的，本发明所采用的技术方案是：
一种电能质量监测系统，包括电能质量监测终端、监控中心主站和工作站，监控中心主站和电能质量监测终端分别通过网线与电能质量监测管理应用系统相连接。
所述的监控中心主站包括两台数据服务器、一台WEB服务器、一台通信服务器、一台应用服务器、KVM视频切换器、交换机和防火墙。其中通信服务器，WEB服务器，应用服务器以及两台数据服务器分别与网络交换机相连接，网络交换机连接第二应用服务器，第二应用服务器连接总部机房通信网络。
所述的监控中心主站设有5台服务器，每台服务器设有不同的IP地址。
所述的整个系统包括：展示层、业务逻辑层、系统集成层和资源层。
所述的展示层采用B/S+C/S模式，所述的展示层包括五个模块，即数据查询、输入处理、用户界面组件和界面数据对象。
所述的业务逻辑层包括系统业务对象和业务服务处理对象，该层接受展示层的输入请求，根据请求执行相应的逻辑功能，并依据事情看是否需要访问系统资源；业务逻辑层是实际处理功能逻辑的层次，负责完成对数据的计算分析评估等处理，同时该层还需要一些系统级的服务，即安全管理和事务管理，这些服务应用服务架构及提供操作系统。
所述的系统集成层设有数据采集适配器、数据存取接口、资源访问接口、事务接口和外部数据接口，所述的系统集成层具有完成数据采集和存取的功能，是起了一个桥梁的作用，其目的是分离业务逻辑和数据之间的耦合，它封装了对数据层的访问接口，使得系统不会依赖于具体的数据源。系统集成层同时负责数据整合的工作。
所述的资源层设有基础数据库、决策支持库和其它数据库。系统内部产生的数据或者从外部系统整合到本系统的数据，最终都存储在本地数据，其中，本地数据库采用SQLserver作为数据库管理软件。
本发明的优点及应用效果是：
本发明是一种可以建立一个符合电网系统建设规范、统一开放的电能质量监测管理应用系统，来构建电网电能质量监测、评估、危害分析与管理措施的系统网络。通过分析加强电网电能质量监督管理，可以保证电网安全稳定运行。通过分析监测数据，总结原因，并提出相应整改措施，进行电能质量的综合治理，提高供电质量，减少设备故障、停电时间，降低能耗，为电网优化和故障分析提供建议。 本发明依托电能质量监测系统的若干个典型监测终端，通过对采集数据进行分析、统计，得出相关电能质量指标的报表与图表，提出治理措施，为地区风电场及负荷接入系统提供依据。本发明为各级用户提供优质的电能，减少用户设备的损耗老化速度，展现了本发明的长期经济效益。另外，本发明通过电能质量远程在线监测和分析，不但数据全面及时，还能节省传统电能质量测试分析治理等投入的人力财力物力。
附图说明
图1是本发明实例性实施例的电能质量监测系统结构示意图；
图2本发明实例性实施例的电能质量监测系统主站机柜布置图；
图3是本发明实例性实施例的主站软件架构。
具体实施方式
本发明是一种电网电能质量监测系统，包括12个电能质量监测终端、监控中心主站和工作站，监控中心主站和电能质量监测终端分别通过网线与电能质量监测管理应用系统相连接。
实施例1：
一种电能质量监测系统，其结构如图1所示，以蒙东电网电能质量监测、评估、危害分析与管理措施研究以实用、先进、可靠、兼容和可扩充性为原则，以内蒙古东部电力有限公司电力科学研究院为例，以下简称蒙东电科院，在蒙东电科院设立省级电能质量监测管理系统工作站，主站位于北京蒙东机房，终端位于内蒙古通辽8变电站的12条线路，建立一个符合蒙东电网系统建设规范、统一开放的电能质量监测管理应用系统，该系统采用最新国际标准IEC 61970和IEC 61850通讯规约和TCP/IP网络数据交换协议来构建蒙东电网电能质量监测、评估、危害分析与管理措施研究系统网络。变电站采用IEC 61850标准通讯规约和TCP/IP网络通用数据交换协议及PQDIF电能质量数据格式交换来实现不同厂家监测终端电能质量信息交换的无缝连接，并实现互操作。主站、子站按照能量管理系统应用程序接口（EMS-API）标准IEC 61970进行系统数据库建模，便于将来与其它系统（EMS控制中心、配电自动化系统、生产管理系统等）进行无缝连接和系统集成。
蒙东电网电能质量监测、评估、危害分析与管理措施研究项目建设成二级监测与三级监测系统完全兼容的电能质量监测管理分析系统，即能够根据系统规模自由裁减的二级监测管理系统或三级监测管理系统或两者混合并存的电能质量监测管理系统。主站系统具有很强的独立性和兼容性，其使用不依托于任何公司的电能质量监测终端，而又与许多不同厂家的监测装置相兼容。
蒙东电网电能质量监测、评估、危害分析与管理措施研究项目的建设：总体结构按照三级兼容二级监测管理系统的框架进行设计，由变电站现场监测终端和两级监测管理中心通过信息传输网络构成，通过分层、分权限实现对蒙东电网电能质量分析和管理的系统总体结构。本发明中，暂时开发二级电能质量监测系统网络架构。
本发明主站工作内容如下：
主站包括两台数据服务器、一台WEB服务器、一台通信服务器、一台应用服务器、KVM视频切换器、交换机、防火墙等硬件。其中通信服务器，WEB服务器，应用服务器以及两台数据服务器分别与网络交换机相连接，网络交换机连接第二应用服务器，第二应用服务器连接总部机房通信网络。
主站工作内容如下：
完成蒙东电能质量监测系统主站5台服务器的安装，为服务器申请IP地址。
2.完成前置机程序安装调试工作。
3.完成数据库程序安装调试工作，采用标准的商用数据库（SQL SERVER2008）。
4.完成交换机和防火墙安装调试工作。
5.完成蒙东电能质量监测系统的安装调试。实现电能质量数据的实时数据展示、GIS地图显示、电能质量数据查询、系统报表的生成、趋势曲线的生成、系统综合评估、系统管理等功能。用户可以通过网络地址进行访问。
其中，四整个主站软件采取严格清晰的B/S+C/S结构。其中管理中心和监测终端的交互如对测量装置的设置、整个通讯过程都采用C/S结构，还有整个主站系统的管理平台如对数据进行评估分析和报表定义等高级应用采用的也是C/S结构。当图表数据、评估报表和自定义报表通过管理平台定义发布后，用户对数据的浏览查看均采用B/S方式连接到WEB服务器；并且通过WEB方式，还能实现简单的查询分析功能。通过整个主站系统通过兼顾两种模式的优点，在保证实时性、高可靠性、高灵活性的同时实现了免维护的瘦客户端。
本系统规模庞大，为满足项目的建设目标，能够高效地处理大量数据，以及保证系统良好的扩展性，本系统总体架构采用多层次分布式处理架构，这是当前大型网络应用最常用、最先进的技术框架，具有高度灵活性和鲁棒性。
整个系统总体上分为四个层次：
1、展示层，展示层负责把业务逻辑以可见的方式展现给用户。采用B/S+C/S的模式,提供客户端对数据的查看和打印功能等功能。
2、业务逻辑层，业务逻辑层包括系统业务对象和业务服务处理对象，该层接受展示层的输入请求，并根据请求执行相应的逻辑功能，并且依据事情看是否需要访问系统资源。业务逻辑层是实际处理功能逻辑的层次，负责完成对数据的计算分析评估等处理，同时该层还需要一些系统级的服务，如安全管理、事务管理，资源管理等等，这些服务可应用服务架构及操作系统提供。
3、系统集成层，为了保证本系统具有较高的兼容性、可移植性和灵活性，定义了系统集成层。该层主要完成数据采集和存取功能，是起了一个桥梁的作用，目的是分离业务逻辑和数据之间的耦合，它封装了对数据层的访问接口，使得系统不会依赖于具体的数据源。系统集成层同时负责数据整合的工作。
4、资源层，系统内部产生的数据或者从外部系统整合到本系统的数据，最终都存储在本地数据，本地数据库采用SQL server作为数据库管理软件。
发明原理：以实用、先进、可靠、兼容和可扩充性为原则，来设立电能质量监测管理系统工作站，主站位于北京机房，终端位于通辽变电站（8个,12条线路）。变电站采用IEC61850标准通讯规约和TCP/IP网络通用数据交换协议及PQDIF电能质量数据格式交换来实现不同厂家监测终端电能质量信息交换的无缝连接，并实现互操作。主站、子站按照能量管理系统应用程序接口（EMS-API）标准IEC 61970进行系统数据库建模，便于将来与其它系统（EMS控制中心、配电自动化系统、生产管理系统等）进行无缝连接和系统集成。从而使整个系统能够实现电能质量数据现场采集，网络传输至北京通信机房进行集中处理和存储，在蒙东电科院进行远程浏览和分析。
完成本发明电能质量监测系统主站5台服务器的IP地址，如表1所述。
表1 服务器IP地址。
| 设备名称 | IP地址 |
| 前置机服务器 | 192.168.0.202 |
| WEB服务器 | 192.168.0.203 |
| 应用服务器 | 192.168.0.204 |
| 数据服务器1 | 192.168.0.205 |
| 数据服务器2 | 192.168.0.206 |
以上对本发明所提供的电能质量监测系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。 应当指出， 对于本技术领域的普通技术人员来说， 在不脱离本发明原理的前提下， 还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (1)
1.电能质量监测系统，其特征在于包括电能质量监测终端、监控中心主站和工作站，监控中心主站和电能质量监测终端分别通过网线与电能质量监测管理应用系统相连接；
所述的监控中心主站包括两台数据服务器、一台WEB服务器、一台通信服务器、一台应用服务器、KVM视频切换器、交换机和防火墙；其中通信服务器，WEB服务器，应用服务器以及两台数据服务器分别与网络交换机相连接，网络交换机连接第二应用服务器，第二应用服务器连接总部机房通信网络；
所述的监控中心主站设有5台服务器，每台服务器设有不同的IP地址；
所述的电能质量监测系统包括：展示层、业务逻辑层、系统集成层和资源层；所述的展示层采用B/S+C/S模式，所述的展示层包括五个模块，即数据查询、输入处理、用户界面组件和界面数据对象；所述的业务逻辑层包括系统业务对象和业务服务处理对象，该层接受展示层的输入请求，根据请求执行相应的逻辑功能，并依据事情看是否需要访问系统资源；业务逻辑层是实际处理功能逻辑的层次，负责完成对数据的计算分析评估处理，同时该层还需要一些系统级的服务，即安全管理和事务管理，这些服务应用服务架构及提供操作系统；所述的系统集成层设有数据采集适配器、数据存取接口、资源访问接口、事务接口和外部数据接口；所述的资源层设有基础数据库、决策支持库和其它数据库；系统内部产生的数据或者从外部系统整合到本系统的数据，最终都存储在本地数据，其中，本地数据库采用SQLserver作为数据库管理软件；
所述监控中心主站，电能质量监测终端位于变电站的12条线路，建立一个符电网系统建设规范、统一开放的电能质量监测管理应用系统，该系统采用最新国际标准IEC 61970和IEC 61850通讯规约和TCP/IP网络数据交换协议来构建电网电能质量监测、评估、危害分析与管理措施研究系统网络；变电站采用IEC 61850标准通讯规约和TCP/IP网络通用数据交换协议及PQDIF电能质量数据格式交换来实现不同厂家监测终端电能质量信息交换的无缝连接，并实现互操作；主站、子站按照能量管理系统应用程序接口（EMS-API）标准IEC 61970进行系统数据库建模，便于将来与其它系统：EMS控制中心、配电自动化系统、生产管理系统，进行无缝连接和系统集成；
电网电能质量监测、评估、危害分析与管理措施研究项目建设成二级监测与三级监测系统完全兼容的电能质量监测管理分析系统，即能够根据系统规模自由裁减的二级监测管理系统或三级监测管理系统或两者混合并存的电能质量监测管理系统；主站系统具有很强的独立性和兼容性，其使用不依托于任何公司的电能质量监测终端，而又与许多不同厂家的监测装置相兼容；
电网电能质量监测、评估、危害分析与管理措施研究项目的建设：总体结构按照三级兼容二级监测管理系统的框架进行设计，由变电站现场监测终端和两级监测管理中心通过信息传输网络构成，通过分层、分权限实现对电网电能质量分析和管理的系统总体结构；
主站工作内容如下：
完成电能质量监测系统主站5台服务器的安装，为服务器申请IP地址；完成前置机程序安装调试工作；完成数据库程序安装调试工作，采用标准的商用数据库（SQL SERVER2008）；完成交换机和防火墙安装调试工作；完成电能质量监测系统的安装调试；实现电能质量数据的实时数据展示、GIS地图显示、电能质量数据查询、系统报表的生成、趋势曲线的生成、系统综合评估、系统管理功能；用户可以通过网络地址进行访问；
其中，四个主站软件采取严格清晰的B/S+C/S结构；其中管理中心和监测终端的交互如对测量装置的设置、整个通讯过程都采用C/S结构，还有整个主站系统的管理平台如对数据进行评估分析和报表定义高级应用采用的也是C/S结构；当图表数据、评估报表和自定义报表通过管理平台定义发布后，用户对数据的浏览查看均采用B/S方式连接到WEB服务器；并且通过WEB方式，还能实现简单的查询分析功能；通过整个主站系统通过兼顾两种模式的优点，在保证实时性、高可靠性、高灵活性的同时实现了免维护的瘦客户端；
所述系统总体上分为四个层次：
（1）展示层，展示层负责把业务逻辑以可见的方式展现给用户；采用B/S+C/S的模式,提供客户端对数据的查看和打印功能功能；
（2）业务逻辑层，业务逻辑层包括系统业务对象和业务服务处理对象，该层接受展示层的输入请求，并根据请求执行相应的逻辑功能，并且依据事情看是否需要访问系统资源；业务逻辑层是实际处理功能逻辑的层次，负责完成对数据的计算分析评估处理，同时该层还需要一些系统级的服务，如安全管理、事务管理，资源管理，这些服务可应用服务架构及操作系统提供；
（3）系统集成层，为了保证本系统具有较高的兼容性、可移植性和灵活性，定义了系统集成层；该层主要完成数据采集和存取功能，是起了一个桥梁的作用，目的是分离业务逻辑和数据之间的耦合，它封装了对数据层的访问接口，使得系统不会依赖于具体的数据源；系统集成层同时负责数据整合的工作；
（4）资源层，系统内部产生的数据或者从外部系统整合到本系统的数据，最终都存储在本地数据，本地数据库采用SQL server作为数据库管理软件。
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- 2015-12-09 CN CN201510914352.2A patent/CN105356620B/zh active Active
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| CN105356620A (zh) | 2016-02-24 |
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