CN107292760A - 基于电网pms和ems的电网设备运行状态评估系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电网规划技术领域，具体涉及一种基于电网PMS和EMS的电网设备运行状态评估系统，包括数据集成层、平台服务层、业务应用层和信息展示层，数据集成层通过信息采集平台将各个业务应用系统的数据进行统一接入；平台服务层包括业务应用平台与电网GIS平台，对业务应用系统接入的数据进行统一管理并提供各类分析服务；业务应用层帮助日常工作人员了解电网运行状况，为工作人员及时掌握电网薄弱环节提供数据和技术支撑；信息展示层，根据不同人员权限和操作习惯，设置多种信息展示平台。本发明实现电网统一关联数据的采集接口和整合访问服务，真正实现了电网静态PMS与动态EMS系统的信息交互。

Description

基于电网PMS和EMS的电网设备运行状态评估系统

技术领域

本发明涉及电网规划技术领域，具体涉及一种基于电网PMS和EMS的电网设备运行状态评估系统。

背景技术

电网设备运行状态评估信息化程度不高，没有形成电网的信息化、数字化模型描述规范，生产管理系统与调度管理系统的图形、数据维护与电网基、改、建脱节，造成数据的准确性、及时性和完整性差，导致系统信任度下降。电网设备管理的点多量大、涉及面很广，单单依靠实时数据采集建设周期很长且投资很大。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于：提供一种基于电网PMS和EMS的电网设备运行状态评估系统，实现电网统一关联数据的采集接口和整合访问服务，真正实现了电网静态PMS与动态EMS系统的信息交互。

本发明为解决其技术问题所采用的技术方案为：

所述基于电网PMS和EMS的电网设备运行状态评估系统，包括数据集成层、平台服务层、业务应用层和信息展示层，其中：

数据集成层，通过信息采集平台将各个业务应用系统的数据进行统一接入，各种来源的原始数据按照统一规范予以格式化存储和整合，消除数据间的壁垒，形成一体化的数据中心；

平台服务层，包括业务应用平台与电网GIS平台；业务应用平台负责对业务应用系统接入的数据进行统一管理，保证数据的唯一性和准确性；电网GIS平台，采用国网统一GIS平台，可对地理信息、电网设备信息进行展示，同时利用GIS平台提供的各类分析服务，对数据进行空间分析，并实现电网资源管理；

业务应用层，分为基础业务应用和高级业务应用，基础业务应用基于电网资源管理和电网实时运行监测基础数据，进行设备运行状态在线监测，为日常工作人员了解电网运行状况，及时进行分析诊断和预警；高级业务应用运用各类基础数据对设备状态进行缺陷及故障在线诊断，为工作人员及时掌握电网薄弱环节提供数据和技术支撑；

信息展示层，根据不同人员权限和操作习惯，设置多种信息展示平台，主要包括大屏幕展示分析、移动终端展示分析和工作台信息展示分析。

其中，优选方案为：

所述信息采集平台基于模型交换平台实现与PMS图形、模型、量测、故障数据交互，实现对EMS系统中变电站10kV开关数据的采集、分析，为故障抢修提供准确、及时的数据支撑；信息采集平台与营销系统、95598系统互联，指挥系统根据停电计划、故障停电情况自动进行停电影响用户分析，同时将分析结果传给95598系统，变客户被动拨打95598服务热线为主动监控系统故障，实现用户服务主动化、互动化；信息采集平台与负荷监测系统互联，及时了解公变和专变用户准实时数据信息；结合预警模型，当配变或配电线路满负荷、超负荷时应及时调整，转移负荷，提前消除隐患，同时当用户发生用电故障时，指挥人员首先根据用户集抄和负荷监测系统的相关信息判断是用户内部或外部故障，如判断为外部故障，立即将故障信息通知生产部门进行处理。

利用GIS平台提供的各类分析服务对数据进行空间分析包括以下几个方面：

旋转，提供从多个角度去分析考虑，并且能把几个角度综合起来进行分析；

切片，切片功能能把数据的一部分单独提出进行分析；

钻取，现有数据基础上，将数据进一步细化，以获得更为精确的认识；

统计分析，利用数学统计分析功能，加强对数据的分析，包括纵比分析、增长量分析、增长率分析、比重分析、指数趋势序列分析、80/20结构分析、80/20区间分析、排名分析、汇总统计、TOP n分析、差异发现分析；

上述数据分析方法中涉及的分析数据源，可根据电网实际分析需求进行选择。

电网PMS/EMS的模型和图形与信息采集平台交互方式如下：双方约定以webservice方式交互数据，EMS、PMS系统提供服务端，信息采集平台提供客户端，EMS、PMS系统的模型和图形主动推送给信息采集平台，模型的交互粒度为馈线，即以馈线为单位进行模型的交互；图形包含两种类型：单线图和环网图，双方约定在数据交换时以任务形式进行，一个任务包含了一定范围的模型和图形，范围的界定以一个环网为一个单位，一个任务对应消息中的一个消息组号，一个任务可以以多条消息的形式发送给配电自动化系统，只要消息中的消息组号一致即可；交换的过程分初次交换和更新，在初次交换时会把所有的图形和模型全部发送给信息采集平台，以后出现变化后仍以环网为一个交互单位，但任务中只包含有变化的图形和模型文件，变化的图形或模型文件是指这条馈线或这个图形的完整文件，而不仅仅是变化的部分；模型和图形文件推送到配电自动化系统后配电自动化系统需要人工干预判断是否需要更新及何时更新，其中，图形和模型数据交换的频率可设为一天一次。

所述电网资源管理包括设备台账管理和逻辑图管理；设备台账管理包括设备台账管理、图形化维护工具、设备图形沿布；逻辑图管理包括系统图管理、管道断面图管理、专题图管理，其中，设备台账管理是指通过工井管道管理、工井明细表实现管道组、工井、管路、管孔的维护以及管孔布局，并生成相应的工井内部图和管路截面图；通过简便的图形化维护工具，实现电缆设备、工井管道设施等的自动创建，更改，如电缆段延伸\合并\拆分\拆除、管道工井批量创建、管孔设置、电缆敷设、杆塔/工井属性批量维护等；设备图形沿布是指对于属性数据已存在但未成图的电网设备，通过经纬度坐标输入或预画线方式为其指定图形位置。

系统图管理是指根据地理接线图，自动生成的反映所有线路电气连接关系且不含地理走向的拓扑图形，以横平竖直的方式表示线路的连接关系，主要应用于电网规划、电网调度和电网改造，支持手工调整，电网结构发生变化时，在上次生成或调整的基础上自动增量更新，并在系统图上提供图形定位、查看设备属性、线路缺陷、线路巡视、线路单线图及相位图功能；管道断面图管理是指通过管道断面图显示管道内部的管孔分布和电缆在管道内部的资源使用情况，包括显示管道内孔位布局图(即管道内排管层数、排管埋深、每层孔位个数、孔径、孔位编号)、显示孔位占用情况(即哪些孔位敷设的有电缆，哪些孔位敷设的有光缆、哪些孔位空闲)、工井展开图(即根据工井关联的管道断面图自动生成工井展开图，展开图有多个管道剖面，同时显示各剖面电缆的连接情况)。

GIS专题图管理包括以下几个方面：

危险点分布图，将未消除的所有危险点展现在地理接线图上，以图形方式直观表达危险点的发生情况，为各项生产工作的安排提供参考；

缺陷分布图，将未消缺的所有缺陷展现在地理接线图上，以图形方式直观表达缺陷的发生情况，为各项生产工作的安排提供参考；

故障分布图，在地理接线图上显示倒塔、跳闸等故障位置和线路的带电/失电状态，并结合故障抢修终端安排故障抢修，为事故抢修指挥、调度提供图形展现；(车载GPS、PDA)

灾害分布图，在地理接线图上显示因台风、雪灾、洪涝等自然灾害而引起的倒杆、断线、停电等事故、故障，为自然灾害的应急指挥提供图形展现。

所述电网实时运行监测基础数据包括以下两个方面：

a.电网运行监测，调用GIS、PMS、以及电网实时数据服务，在地图背景下显示配电网的运行状态；

b.设备运行监测，通过配网综合数据采集系统，收集来源于整个配电网的设备运行状态信息。

其中，电网运行监测包括：

1)显示输电网设备的地理分布情况，并能按不同的电压等级进行分层显示具体功能信息；

2)显示电网设备台帐信息，包括：配变、杆塔、导地线、绝缘子、金具、基础、杆塔附件等信息，并实现选择显示功能；

3)配变、线路的遥测量(输入、输出电压、电流、有功功率、无功功率)可用可视化方式进行直观显示，例如，动态潮流图、柱状图、饼图等方式；

4)进行网络拓扑分析，将得到的配电线路的带电、停电等状态信息用不同的颜色表示出来，实现配电线路的拓扑着色，以直观的显示帮助值班运行人员判断线路的运行状态；

5)配电网运行状态的模拟及分析：根据配电网运行状态的拓扑关系，模拟配电网开关变位、线路负荷变化等，为计划和安排停电检修与施工、线路巡视等工作提供依据；

6)在地图背景下及时显示天气变化趋势，可对不同气象的区域进行着色显示，对异常气象的区域如：雷雨区、大风区域等以特殊颜色着色区别显示，提供风险提示；

所述设备运行监测包括：

1)在地图背景上提供开闭站、环网柜、箱变、配电房、杆塔设备的地理分布图；

2)在地图背景上提供对系统采集的线路关口、开关、专变、公变、杆塔监测信息的查询和显示。

所述设备缺陷及故障在线诊断方法有如下两种：

第一种，结合自动化系统实时信息，根据电网实时运行方式，配电网拓扑分析，在必要时向用电信息采集系统发送配变召测命令，对监测到的信息进行分析，形成故障诊断依据，估计故障区段，并结合地理图、单线图、系统图信息，实现智能故障定位；

第二种，结合95598系统故障报修信息，系统辅助抢修指挥人员进行工单合并，并在地图上进行故障标记，避免重复下单，杜绝重复到达现场情况。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本系统实现与电网PMS、EMS、营销系统、95598系统、用电信息采集等相关系统的信息交换与共享，实现电网统一关联数据的采集接口和整合访问服务，真正实现了电网静态PMS与动态EMS系统的信息交互；本发明集成电网生产、调度的各类实时、准实时数据采集系统，通过对设备监测数据积累和统计分析，逐步形成各厂家、各种类型设备的评估指标和数据模型设计，从而指导电网规划与设备的检修工作，通过对设备监测数据的分析，可以建立多种设备、任务的模型，为电网规划、生产调度指挥和故障处理提供决策支持。

附图说明

图1本发明结构框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例做进一步描述：

实施例1：

如图1所示，本发明所述基于电网PMS和EMS的电网设备运行状态评估系统，包括数据集成层、平台服务层、业务应用层和信息展示层，其中：

数据集成层，通过信息采集平台将各个业务应用系统的数据进行统一接入，各种来源的原始数据按照统一规范予以格式化存储和整合，消除数据间的壁垒，形成一体化的数据中心；

平台服务层，包括业务应用平台与电网GIS平台；业务应用平台负责对业务应用系统接入的数据进行统一管理，保证数据的唯一性和准确性；电网GIS平台，采用国网统一GIS平台，可对地理信息、电网设备信息进行展示，同时利用GIS平台提供的各类分析服务，对数据进行空间分析，并实现电网资源管理；

业务应用层，分为基础业务应用和高级业务应用，基础业务应用基于电网资源管理和电网实时运行监测基础数据，进行设备运行状态在线监测，为日常工作人员了解电网运行状况，及时进行分析诊断和预警；高级业务应用运用各类基础数据对设备状态进行缺陷及故障在线诊断，为工作人员及时掌握电网薄弱环节提供数据和技术支撑；

信息展示层，根据不同人员权限和操作习惯，设置多种信息展示平台，主要包括大屏幕展示分析、移动终端展示分析和工作台信息展示分析。

其中，优选方案为：

所述信息采集平台基于模型交换平台实现与PMS图形、模型、量测、故障数据交互，实现对EMS系统中变电站10kV开关数据的采集、分析，为故障抢修提供准确、及时的数据支撑；信息采集平台与营销系统、95598系统互联，指挥系统根据停电计划、故障停电情况自动进行停电影响用户分析，同时将分析结果传给95598系统，变客户被动拨打95598服务热线为主动监控系统故障，实现用户服务主动化、互动化；信息采集平台与负荷监测系统互联，及时了解公变和专变用户准实时数据信息；结合预警模型，当配变或配电线路满负荷、超负荷时应及时调整，转移负荷，提前消除隐患，同时当用户发生用电故障时，指挥人员首先根据用户集抄和负荷监测系统的相关信息判断是用户内部或外部故障，如判断为外部故障，立即将故障信息通知生产部门进行处理。

利用GIS平台提供的各类分析服务对数据进行空间分析包括以下几个方面：

旋转，提供从多个角度去分析考虑，并且能把几个角度综合起来进行分析；

切片，切片功能能把数据的一部分单独提出进行分析；

钻取，现有数据基础上，将数据进一步细化，以获得更为精确的认识；

统计分析，利用数学统计分析功能，加强对数据的分析，包括纵比分析、增长量分析、增长率分析、比重分析、指数趋势序列分析、80/20结构分析、80/20区间分析、排名分析、汇总统计、TOP n分析、差异发现分析；

上述数据分析方法中涉及的分析数据源，可根据电网实际分析需求进行选择。

电网PMS/EMS的模型和图形与信息采集平台交互方式如下：双方约定以webservice方式交互数据，EMS、PMS系统提供服务端，信息采集平台提供客户端，EMS、PMS系统的模型和图形主动推送给信息采集平台，模型的交互粒度为馈线，即以馈线为单位进行模型的交互；图形包含两种类型：单线图和环网图，双方约定在数据交换时以任务形式进行，一个任务包含了一定范围的模型和图形，范围的界定以一个环网为一个单位，一个任务对应消息中的一个消息组号，一个任务可以以多条消息的形式发送给配电自动化系统，只要消息中的消息组号一致即可；交换的过程分初次交换和更新，在初次交换时会把所有的图形和模型全部发送给信息采集平台，以后出现变化后仍以环网为一个交互单位，但任务中只包含有变化的图形和模型文件，变化的图形或模型文件是指这条馈线或这个图形的完整文件，而不仅仅是变化的部分；模型和图形文件推送到配电自动化系统后配电自动化系统需要人工干预判断是否需要更新及何时更新，其中，图形和模型数据交换的频率可设为一天一次。

所述电网资源管理包括设备台账管理和逻辑图管理；设备台账管理包括设备台账管理、图形化维护工具、设备图形沿布；逻辑图管理包括系统图管理、管道断面图管理、专题图管理，其中，设备台账管理是指通过工井管道管理、工井明细表实现管道组、工井、管路、管孔的维护以及管孔布局，并生成相应的工井内部图和管路截面图；通过简便的图形化维护工具，实现电缆设备、工井管道设施等的自动创建，更改，如电缆段延伸\合并\拆分\拆除、管道工井批量创建、管孔设置、电缆敷设、杆塔/工井属性批量维护等；设备图形沿布是指对于属性数据已存在但未成图的电网设备，通过经纬度坐标输入或预画线方式为其指定图形位置。

系统图管理是指根据地理接线图，自动生成的反映所有线路电气连接关系且不含地理走向的拓扑图形，以横平竖直的方式表示线路的连接关系，主要应用于电网规划、电网调度和电网改造，支持手工调整，电网结构发生变化时，在上次生成或调整的基础上自动增量更新，并在系统图上提供图形定位、查看设备属性、线路缺陷、线路巡视、线路单线图及相位图功能；管道断面图管理是指通过管道断面图显示管道内部的管孔分布和电缆在管道内部的资源使用情况，包括显示管道内孔位布局图(即管道内排管层数、排管埋深、每层孔位个数、孔径、孔位编号)、显示孔位占用情况(即哪些孔位敷设的有电缆，哪些孔位敷设的有光缆、哪些孔位空闲)、工井展开图(即根据工井关联的管道断面图自动生成工井展开图，展开图有多个管道剖面，同时显示各剖面电缆的连接情况)。

GIS专题图管理包括以下几个方面：

危险点分布图，将未消除的所有危险点展现在地理接线图上，以图形方式直观表达危险点的发生情况，为各项生产工作的安排提供参考；

缺陷分布图，将未消缺的所有缺陷展现在地理接线图上，以图形方式直观表达缺陷的发生情况，为各项生产工作的安排提供参考；

故障分布图，在地理接线图上显示倒塔、跳闸等故障位置和线路的带电/失电状态，并结合故障抢修终端安排故障抢修，为事故抢修指挥、调度提供图形展现；(车载GPS、PDA)

灾害分布图，在地理接线图上显示因台风、雪灾、洪涝等自然灾害而引起的倒杆、断线、停电等事故、故障，为自然灾害的应急指挥提供图形展现。

所述电网实时运行监测基础数据包括以下两个方面：

a.电网运行监测，调用GIS、PMS、以及电网实时数据服务，在地图背景下显示配电网的运行状态；

b.设备运行监测，通过配网综合数据采集系统，收集来源于整个配电网的设备运行状态信息。

其中，电网运行监测包括：

1)显示输电网设备的地理分布情况，并能按不同的电压等级进行分层显示具体功能信息；

2)显示电网设备台帐信息，包括：配变、杆塔、导地线、绝缘子、金具、基础、杆塔附件等信息，并实现选择显示功能；

3)配变、线路的遥测量(输入、输出电压、电流、有功功率、无功功率)可用可视化方式进行直观显示，例如，动态潮流图、柱状图、饼图等方式；

4)进行网络拓扑分析，将得到的配电线路的带电、停电等状态信息用不同的颜色表示出来，实现配电线路的拓扑着色，以直观的显示帮助值班运行人员判断线路的运行状态；

5)配电网运行状态的模拟及分析：根据配电网运行状态的拓扑关系，模拟配电网开关变位、线路负荷变化等，为计划和安排停电检修与施工、线路巡视等工作提供依据；

6)在地图背景下及时显示天气变化趋势，可对不同气象的区域进行着色显示，对异常气象的区域如：雷雨区、大风区域等以特殊颜色着色区别显示，提供风险提示；

所述设备运行监测包括：

1)在地图背景上提供开闭站、环网柜、箱变、配电房、杆塔设备的地理分布图；

2)在地图背景上提供对系统采集的线路关口、开关、专变、公变、杆塔监测信息的查询和显示。

所述设备缺陷及故障在线诊断方法有如下两种：

第一种，结合自动化系统实时信息，根据电网实时运行方式，配电网拓扑分析，在必要时向用电信息采集系统发送配变召测命令，对监测到的信息进行分析，形成故障诊断依据，估计故障区段，并结合地理图、单线图、系统图信息，实现智能故障定位；

第二种，结合95598系统故障报修信息，系统辅助抢修指挥人员进行工单合并，并在地图上进行故障标记，避免重复下单，杜绝重复到达现场情况。

Claims (8)

1.一种基于电网PMS和EMS的电网设备运行状态评估系统，其特征在于，包括数据集成层、平台服务层、业务应用层和信息展示层，其中：

数据集成层，通过信息采集平台将各个业务应用系统的数据进行统一接入，各种来源的原始数据按照统一规范予以格式化存储和整合，消除数据间的壁垒，形成一体化的数据中心；

平台服务层，包括业务应用平台与电网GIS平台；业务应用平台负责对业务应用系统接入的数据进行统一管理，保证数据的唯一性和准确性；电网GIS平台，采用国网统一GIS平台，可对地理信息、电网设备信息进行展示，同时利用GIS平台提供的各类分析服务，对数据进行空间分析，并实现电网资源管理；

业务应用层，分为基础业务应用和高级业务应用，基础业务应用基于电网资源管理和电网实时运行监测基础数据，进行设备运行状态在线监测，为日常工作人员了解电网运行状况，及时进行分析诊断和预警；高级业务应用运用各类基础数据对设备状态进行缺陷及故障在线诊断，为工作人员及时掌握电网薄弱环节提供数据和技术支撑；

信息展示层，根据不同人员权限和操作习惯，设置多种信息展示平台，主要包括大屏幕展示分析、移动终端展示分析和工作台信息展示分析。

2.根据权利要求1所述的基于电网PMS和EMS的电网设备运行状态评估系统，其特征在于，所述信息采集平台基于模型交换平台实现与PMS图形、模型、量测、故障数据交互，实现对EMS系统中变电站10kV开关数据的采集、分析，为故障抢修提供准确、及时的数据支撑；信息采集平台与营销系统、95598系统互联，指挥系统根据停电计划、故障停电情况自动进行停电影响用户分析，同时将分析结果传给95598系统；信息采集平台与负荷监测系统互联，及时了解公变和专变用户准实时数据信息。

3.根据权利要求1所述的基于电网PMS和EMS的电网设备运行状态评估系统，其特征在于，利用GIS平台提供的各类分析服务对数据进行空间分析包括以下几个方面：

旋转，提供从多个角度去分析考虑，并且能把几个角度综合起来进行分析；

切片，切片功能能把数据的一部分单独提出进行分析；

钻取，现有数据基础上，将数据进一步细化，以获得更为精确的认识；

统计分析，利用数学统计分析功能，加强对数据的分析，包括纵比分析、增长量分析、增长率分析、比重分析、指数趋势序列分析、80/20结构分析、80/20区间分析、排名分析、汇总统计、TOP n分析、差异发现分析。

4.根据权利要求1所述的基于电网PMS和EMS的电网设备运行状态评估系统，其特征在于，电网PMS/EMS的模型和图形与信息采集平台交互方式如下：

双方约定以webservice方式交互数据，EMS、PMS系统提供服务端，信息采集平台提供客户端，EMS、PMS系统的模型和图形主动推送给信息采集平台，模型的交互粒度为馈线，即以馈线为单位进行模型的交互；图形包含两种类型：单线图和环网图，双方约定在数据交换时以任务形式进行，一个任务包含了一定范围的模型和图形，范围的界定以一个环网为一个单位，一个任务对应消息中的一个消息组号，一个任务可以以多条消息的形式发送给配电自动化系统，只要消息中的消息组号一致即可；

交换的过程分初次交换和更新，在初次交换时会把所有的图形和模型全部发送给信息采集平台，以后出现变化后仍以环网为一个交互单位，但任务中只包含有变化的图形和模型文件，变化的图形或模型文件是指这条馈线或这个图形的完整文件，而不仅仅是变化的部分；模型和图形文件推送到配电自动化系统后配电自动化系统需要人工干预判断是否需要更新及何时更新。

5.根据权利要求1所述的基于电网PMS和EMS的电网设备运行状态评估系统，其特征在于，所述电网资源管理包括设备台账管理和逻辑图管理；设备台账管理包括设备台账管理、图形化维护工具、设备图形沿布；逻辑图管理包括系统图管理、管道断面图管理、专题图管理。

6.根据权利要求5所述的基于电网PMS和EMS的电网设备运行状态评估系统，其特征在于，所述GIS专题图管理包括以下几个方面：

危险点分布图，将未消除的所有危险点展现在地理接线图上，以图形方式直观表达危险点的发生情况，为各项生产工作的安排提供参考；

缺陷分布图，将未消缺的所有缺陷展现在地理接线图上，以图形方式直观表达缺陷的发生情况，为各项生产工作的安排提供参考；

故障分布图，在地理接线图上显示倒塔、跳闸等故障位置和线路的带电/失电状态，并结合故障抢修终端安排故障抢修，为事故抢修指挥、调度提供图形展现；(车载GPS、PDA)

灾害分布图，在地理接线图上显示因台风、雪灾、洪涝等自然灾害而引起的倒杆、断线、停电等事故、故障，为自然灾害的应急指挥提供图形展现。

7.根据权利要求1所述的基于电网PMS和EMS的电网设备运行状态评估系统，其特征在于，所述电网实时运行监测基础数据包括以下两个方面：

a.电网运行监测，调用GIS、PMS、以及电网实时数据服务，在地图背景下显示配电网的运行状态；

b.设备运行监测，通过配网综合数据采集系统，收集来源于整个配电网的设备运行状态信息。

8.根据权利要求1所述的基于电网PMS和EMS的电网设备运行状态评估系统，其特征 在于，所述设备缺陷及故障在线诊断方法有如下两种：

第一种，结合自动化系统实时信息，根据电网实时运行方式，配电网拓扑分析，在必要时向用电信息采集系统发送配变召测命令，对监测到的信息进行分析，形成故障诊断依据，估计故障区段，并结合地理图、单线图、系统图信息，实现智能故障定位；

第二种，结合95598系统故障报修信息，系统辅助抢修指挥人员进行工单合并，并在地图上进行故障标记，避免重复下单，杜绝重复到达现场情况。