CN202486965U - 购供售一体化电能量采集与监控系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种购供售一体化电能量采集与监控系统，它由主站系统、采集监控平台、现场电量采集系统和通信通道组成；所述主站系统包括数据库服务器、应用WEB服务器、采集服务器、调度定时服务器、通信服务器、接口服务器、综合服务器、数据同步服务器、第一至第二终端服务器、网络均衡器、交易运营系统和营销业务应用系统；所述现场电量采集系统由电能采集装置和电能计量装置组成；所述采集监控平台包括省、市、县各级工作站；所述数据同步服务器是生产区的数据库服务器、应用web服务器、采集服务器的集合服务器。本实用新型的优点是解决了购电、供电、售电系统相互独立、数据交互困难和计量管理不统一、条块分割、制约应用等问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种购供售一体化电能量采集与监控系统。
背景技术
目前，电力系统的购电、供电和售电系统的电能量采集与监控系统是相互独立的，从而造成数据交互困难、计量管理不统一、条块分割和制约等问题，经检索，尚未发现购供售一体化电能量采集与监控系统。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种购供售一体化电能量采集与监控系统，实现了统调电厂、110kV及以上变电站、地方及自备电厂关口的全覆盖采集，并与电力用户用电信息采集实现了无缝集成，形成了完善的、一体化的关口电量与用电信息采集与应用体系。
本实用新型解决其技术问题所要用的技术方案：
本实用新型由主站系统、采集监控平台、现场电量采集系统和通信通道组成；
所述主站系统包括数据库服务器、应用WEB服务器、采集服务器、调度定时服务器、通信服务器、接口服务器、综合服务器、数据同步服务器、第一至第二终端服务器、网络均衡器、交易运营系统和营销业务应用系统；
所述数据库服务器、应用WEB服务器、采集服务器、调度定时服务器、通信服务器、接口服务器、综合服务器分别接入采集系统主网；所述交易运营系统和营销业务应用系统分别通过防火墙接入所述采集系统主网；所述网络均衡器、第一终端服务器分别接入采集子网；所述通信服务器还接入所述采集子网；所述第二终端服务器接入生产区采集子网，所述数据同步服务器分别接入生产区采集系统主网和生产区采集子网，所述GPRS时钟接入生产区采集系统主网；所述生产区采集系统主网通过正向、反向物理隔离装置、接入所述采集系统主网；
所述通信通道包括电力系统的信息网、综合数据网、调度数据网、公用电话网、光纤专线和GPRS无线公网；
所述现场电量采集系统由电能采集装置和电能计量装置组成；所述电能采集装置包括厂站采集终端、专变采集终端、公变采集终端和第一、第二集中器、；所述电能计量装置包括各类关口和各种电力用户的电能表；所述各电能表通过载波或RS与相应的电能采集装置相连接，所述电能采集装置通过相应的通信通道与所述采集子网或生产区采集子网相连接；
所述采集监控平台包括省、市、县各级工作站；所述各级工作站包括省公司监控中心监控工作站-、发展策划部工作站-、交易中心工作站-、调度中心工作站-、营销部工作站-、超高压工作站-、各市县供电公司工作站-和各县市供电公司监控中心监控工作站-；所述省公司监控中心监控工作站-、各市县供电公司工作站-和各县市供电公司监控中心监控工作站-以及超高压工作站-分别接入所述采集系统主网；所述发展策划部工作站-、交易中心工作站-、调度中心工作站-、营销部工作站-分别通过办公信息网-接入采集系统主网。
本实用新型所述数据库服务器配置双机群软件，并配置双机服务，每台数据库服务器通过光纤卡，利用存储专用网络和磁盘阵列连接；
所述应用web服务器安装有应用中间软件平台和图形监控系统；
所述接口服务器与营销业务应用系统进行数据交互，并为交易运营系统提供购电关口电量数据；
所述综合服务器与数据同步服务器的通信，将跨区采集的电量数据转存入数据库服务器中，同时安装了绘图工具软件，支持所述各工作站以客户端方式，开展监控图形绘制工作；
所述调度定时服务器对采集任务进行调度分配以及定时任务的执行；
所述通信服务器完成现场电量采集系统的接入和海量数据的采集；通信服务器采用集群方式，按照通道类型分组，不同组的网关服务器面向不同的信道；支持多通道自动切换功能和主通道优先机制，在采用多通道方式情况下，某一通道中断采集服务器将实现自动通道切换，一旦主通道恢复，将恢复主通道的优先运行；
所述采集服务器正常运行时，自动均匀分配采集端口;所述采集服务器完成采集任务的处理、数据解析及数据入库任务，通过调度定时服务器实现集群组内各节点的负载均衡以及故障节点的快速切除；
所述数据同步服务器是生产区的数据库服务器、应用web服务器、采集服务器的集合服务器；其安装了电量采集、web应用软件和跨区同步软件；
所述网络均衡器实现通信接入的负载均衡；
所述第一终端服务器将多路MODEM池、K协议转换池连接到所述采集子网；
所述正向、反向物理隔离装置、部署在生产区与管理区之间，用于建立跨区采集电量信息的数据库镜像同步。
本实用新型所述通信通道建立与全部电厂、变电站电量采集终端、专公变采集终端、低压台区集中器进行远程通信，实现全部统调电厂、地方及其自备电厂、kV变电站、kV变电站、kV变电站、用户变电站、专公变采集终端、低压台区集中器电能量信息的全覆盖采集。
本实用新型的有益效果如下：
（1）解决了购电、供电、售电系统相互独立、数据交互困难和计量管理不统一、条块分割、制约应用等问题。
（2）实现了对全部统调电厂、地方及其自备电厂、110kV及以上变电站、开闭所、公变台区关口和分布在城市、农村的10kV高压电力用户、380V三相一般工商业用户和220V单相一般工商业用户及居民电量信息的自动采集，解决了购、供、售电关口电量信息和各类电力用户用电状况的全方位、一体化实时监控问题，并将全面支持购、供、售电量和网损线损的自动统计。
附图说明
图1为本实用新型的硬件配置图。
图2为采集监控平台的硬件配置图。
图3为跨区采集同步流程图。
图4为基于分布式缓存的采集调度系统的结构示意图。
在图1-2中，1 应用web服务器、2调度定时服务器、3磁带库、4备份服务器、5数据库服务器、6 磁盘阵列、7存储专用网络、8综合服务器、9 采集监控平台、10采集系统主网、11营销业务应用系统、12防火墙、13接口服务器、14采集服务器、15通信服务器、16采集子网、17网络均衡器、18防火墙、19防火墙、20第一终端服务器、21 Modem池、22 64K协议转换池、23正向物理隔离装置、24反向物理隔离装置、25生产区采集系统主网、26GPS时钟、27数据同步服务器、28生产区采集子网、29第二终端服务器、30 Modem池、31 64K协议转换池、32 GPRS、CDMA、ADSL等公网网络信道、33信息网、34综合数据网、2M光纤专线通道和MSTP通道、35 PSTN电话通道和64K数字专线通道、36公用电话网、37光纤专线、38调度数据专网、39公变采集终端、40第一集中器、41载波、42低压用户预付费卡表、43第二集中器、44低压用户智能电表、45专变终端、46高压专变用户电表、47电量采集终端、48 500kV、220kV和110kV变电站电表、49地方电厂电表、50电量采集终端、51统调电厂电表、52枢纽500kV变电站电表、53防火墙、54交易运营系统、9-1发展策划部工作站、9-2交易中心工作站、9-3调度中心工作站、9-4营销部工作站、9-5办公信息网、9-6防火墙、9-7防火墙、9-8电研院工作站、9-9防火墙、9-10超高压工作站，9-11、各市县供电公司信息网防火墙、9-12、各市县供电公司工作站、9-13各市县供电公司监控中心监控工作站、9-14省公司监控中心监控工作站、II为生产区、III为管理区。
具体实施方式
由图1-3所示，本实施例由主站系统、采集监控平台9、现场电量采集系统和通信通道组成；
所述主站系统包括数据库服务器5、应用WEB服务器1、采集服务器14、调度定时服务器2、通信服务器15、接口服务器13、综合服务器8、数据同步服务器27、第一终端服务器20、第二终端服务器29、网络均衡器17、交易运营系统54和营销业务应用系统11；
所述数据库服务器5、应用WEB服务器1、采集服务器14、调度定时服务器2、通信服务器15、接口服务器13、综合服务器8分别接入采集系统主网10；所述交易运营系统54和营销业务应用系统11分别通过防火墙接入所述采集系统主网10；所述网络均衡器17、第一终端服务器20分别接入采集子网16；所述通信服务器15还接入所述采集子网16；所述第二终端服务器29接入生产区采集子网28，所述数据同步服务器27分别接入生产区采集系统主网25和生产区采集子网28，所述GPRS时钟26接入生产区采集系统主网25；所述生产区采集系统主网25通过正向物理隔离装置23、反向物理隔离装置24接入所述采集系统主网10；
所述通信通道包括电力系统的信息网33、综合数据网34、调度数据网38、公用电话网、光纤专线和GPRS无线公网；
所述现场电量采集系统由电能采集装置和电能计量装置组成；所述电能采集装置包括厂站采集终端、专变采集终端45、公变采集终端和第一集中器40、第二集中器43；所述电能计量装置包括各类关口和各种电力用户的电能表；所述各电能表通过载波或RS485与相应的电能采集装置相连接，所述电能采集装置通过相应的通信通道与所述采集子网16或生产区采集子网28相连接；
所述采集监控平台包括省、市、县各级工作站；所述各级工作站包括省公司监控中心监控工作站9-14、发展策划部工作站9-1、交易中心工作站9-2、调度中心工作站9-3、营销部工作站9-4、超高压工作站9-10、各市县供电公司工作站9-12和各县市供电公司监控中心监控工作站9-13；所述省公司监控中心监控工作站9-14、各市县供电公司工作站9-12和各县市供电公司监控中心监控工作站9-13以及超高压工作站9-10分别接入所述采集系统主网10；所述发展策划部工作站9-1、交易中心工作站9-2、调度中心工作站9-3、营销部工作站9-4分别通过办公信息网9-5接入采集系统主网10。
本实施例所述数据库服务器5配置双机群软件，并配置双机服务，每台数据库服务器5通过光纤卡，利用存储专用网络7和磁盘阵列6连接；
所述应用web服务器1安装有应用中间软件平台和图形监控系统；
所述接口服务器13与营销业务应用系统11进行数据交互，并为交易运营系统54提供购电关口电量数据；
所述综合服务器8与数据同步服务器27的通信，将跨区采集的电量数据转存入数据库服务器5中，同时安装了绘图工具软件，支持所述各工作站以客户端方式，开展监控图形绘制工作；
所述调度定时服务器2对采集任务进行调度分配以及定时任务的执行；
所述通信服务器15完成现场电量采集系统的接入和海量数据的采集；通信服务器15采用集群方式，按照通道类型分组，不同组的网关服务器面向不同的信道；支持多通道自动切换功能和主通道优先机制，在采用多通道方式情况下，某一通道中断采集服务器14将实现自动通道切换，一旦主通道恢复，将恢复主通道的优先运行；
所述采集服务器14正常运行时，自动均匀分配采集端口;所述采集服务器14完成采集任务的处理、数据解析及数据入库任务，通过调度定时服务器2实现集群组内各节点的负载均衡以及故障节点的快速切除；
所述数据同步服务器27是生产区的数据库服务器、应用web服务器、采集服务器的集合服务器；其安装了电量采集、web应用软件和跨区同步软件；
所述网络均衡器17实现通信接入的负载均衡；
所述第一终端服务器20将多路MODEM池、64K协议转换池连接到所述采集子网16；
所述正向物理隔离装置23、反向物理隔离装置24部署在生产区与管理区之间，用于建立跨区采集电量信息的数据库镜像同步。
本实施例所述通信通道建立与全部电厂、变电站电量采集终端、专公变采集终端、低压台区集中器进行远程通信，实现全部统调电厂、地方及其自备电厂、500kV变电站、220kV变电站、110kV变电站、用户变电站、专公变采集终端、低压台区集中器电能量信息的全覆盖采集。
在图1中，Ⅲ区为管理区，Ⅱ区为生产区。在Ⅲ区中，低压用户预付费卡表42的电量采集通过载波41由第一集中区40和公变采集终端39采集后经GPRS或CDMA或ADSL等公网，再经防火墙18进入网络均衡器17；
低压用户智能电表44的电量采集通过载波41由第二集中器43采集后经GPRS或CDMA或ADSL等公网，然后经防火墙18进入网络均衡器17；
高压专变用户电表46的电量采集由专变终端45采集后经GPRS或CDMA或ADSL等公网，然后经防火墙18进入网络均衡器17；
500kV或220kV或110kV变电站电表48或地方电厂电表49采集通过相应的RS485进入相应的电量采集终端47，然后再通过信息网33或（综合数据网、2M光纤专线、MSTP通道）34或（PSTN电话通道、64K数据专线通道）35，通过信息网33后经防火墙19进入采集子网16；通过（综合数据网、2M光纤专线、MSTP通道）34后直接接入采集子网16，
通过（PSTN电话通道、64K数据专线通道）35后的一路依次经Modem池、相应的第一终端服务器20接入采集子网16，其另一路依次经64K协议转换池22、相应的第一终端服务器20接入采集子网16；
在Ⅱ区中，统调电厂电表51和枢纽500kV变电站电表52的电量采集分别经RS485进入相应的电量采集终端50，所述电量采集终端50的一路依次经公用电话网36、相应的第二终端服务器29进入生产区采集子网29，其另一路依次经光纤专线37、64K协议转换池31、相应的第三终端服务器29进入生产区采集子网28，其第三路经调度数据专网38进入生产区采集子网28。
在本实施例中，采集监控平台9采用横向集成与纵向穿透的模式，实现了统调电厂、各电压等级变电站、地方及自备电厂、高压专变用户、低压用户和公用变台全部关口和电力用户电量信息的集成，并适应电力用户档案变更频繁的特点，建立了采集系统与营销业务应用系统的档案实时同步机制。同时，遵循省、市、县三级供电单位的关口和电力用户采集应用分管范围和不同的监控需要，建立了省市两级图形化采集监控平台，并支持省公司对地市公司的穿透管理。
采集监控平台具有以下功能：
(1) 采集系统与营销业务应用系统档案实时同步，实现档案信息的一体化维护。
采集系统主网10经过防火墙12与营销业务应用系统11实现网络相连接，建立与营销业务应用系统11的档案实时同步机制。用电信息采集系统的档案信息来源于营销业务应用系统，营销业务应用系统通过用电信息采集终端调试流程，将档案信息送到中间库，并发出WebService通知，采集系统通过接口程序将营销业务应用系统中间库中的数据同步到采集系统数据库中。采集调试人员从营销业务应用系统发起的用电信息采集终端调试流程（包括采集终端安装、采集终端更换、采集终端拆除、杂项调试等），触发动态同步数据库，并且进行参数自动下发、任务自动配置等功能。同步的档案信息包括供电单位、用户、采集终端、表计，线路、台区，变电站，变压器，计量点，以及它们之间的关系。对于购、供、售一体化采集系统，一并实现了采集系统关口计量资产及用户档案统一维护与实时更新。
（2）利用图形与数据库的动态关联，建立一体化图形监控体系。
采集系统开发了图形监控子系统，图形监控系统软件部署在应用Web服务器上，绘图工具软件部署在综合服务器上，绘图工具客户端软件部署在各单位应用工作站上。应用Web服务器和综合服务器通过接口方式从数据库中分类动态读取相应的数据，与绘制或从调度自动化系统导入的SVG图形进行图数关联，根据省、市、县三级供电单位对关口和电力用户不同的采集应用分管范围和监控需要，建立了省市两级图形化采集应用监控体系，将发电侧、供电侧、配电侧、售电侧的数据进行一体化展示，将购电侧、供电侧、售电侧关口和各类电力用户的电量数据进行一体化展示，动态实时地展现出各种类型数据的变化，达到全面、直观、 动态、实时监控全网电量数据的功能。并通过对图形文件的用户权限设置，支持省公司对地市公司图形监控内容的穿透管理。
（3）基于厂站模型，建立全方位的关口计量监控体系。
采集系统遵循电网调度体系通用的IEC 61865标准规范，按照厂站电网CIM模型，分厂站、分电压等级、分设备类型建立厂站关口计量档案，实现对电厂、各电压等级变电站的全站计量管理和电量数据查询，并对厂站各电压等级的母线电量平衡和主变变损、线路线损实现了模板化、自动化公式定义和实时统计。通过兼容电网调度自动化系统通用的厂站电网一次接线图，实现关口计量与母平率、变损率、线损率与电网一次接线图的关联，从而建立起了全方位的厂站关口计量监控体系。
（4）按照变电站+线路两级模式，实现各类电力用户用电状况的综合监控。
整合从变电站和开闭所采集的10kV关口电量数据和用电信息采集系统采集的10kV高压专变用户、公用变台电量数据，以变电站为单位，建立每条10kV公用线路的图形索引，从而以10kV线路为纽带，通过获取数据库中10kV线路关系信息，自动生成10kV线路图形，将线路供电量和各类电力用户的供用电信息进行一体化展示。采集监控平台采用SVG图形监控技术，将发电侧、供电侧、配电侧、售电侧的数据进行一体化的展示，利用电网厂站一次接线图和自动生成的10kV公用线路图，动态实时地展现出各种类型数据的变化，达到全面、直观、 动态、实时监控全网电量数据的功能。同时采用横向集成与纵向穿透的模式，实现省、市、县三级供电单位分类采集管理和分层应用监控。
在本实施例中，主站系统采用基于分布式缓存的采集任务调度方法，实现任务负载均衡调度，同时利用厂站电网CIM模型，实现对电厂、变电站的全站关口电量的采集查询和母线电量平衡、主变变损、线路线损的模板化自动统计。
基于分布式缓存的采集任务调度方法由分布式缓存、任务管理器、前置采集集群及消息总线组成采集任务调度系统（见图4）完成，所述采集任务调度方法包括下列步骤：任务管理器根据任务模板创建采集任务，并将采集任务存放在分布式的任务数据区里，任务管理器根据前置采集集群中的各个采集结点的负载情况均衡地分配任务，采集结点通过消息总线获取任务，启动相应的任务执行流程，执行完成将任务的执行状态更新回分布式缓存。
基于分布式缓存的采集任务调度方法能很好地解决庞大数据的任务调度问题，从根本上解决了购售一体化点能量采集与监控系统数据类型多，数据量大的瓶颈问题；实现了采集任务的高效、均衡、稳定调度。
Claims (3)
1.一种购供售一体化电能量采集与监控系统，其特征在于由主站系统、采集监控平台（9）、现场电量采集系统和通信通道组成；
所述主站系统包括数据库服务器（5）、应用WEB服务器（1）、采集服务器（14）、调度定时服务器（2）、通信服务器（15）、接口服务器（13）、综合服务器（8）、数据同步服务器（27）、第一至第二终端服务器（20、29）、网络均衡器（17）、交易运营系统（54）和营销业务应用系统（11）；
所述数据库服务器（5）、应用WEB服务器（1）、采集服务器（14）、调度定时服务器（2）、通信服务器（15）、接口服务器（13）、综合服务器（8）分别接入采集系统主网（10）；所述交易运营系统（54）和营销业务应用系统（11）分别通过防火墙接入所述采集系统主网（10）；所述网络均衡器（17）、第一终端服务器（20）分别接入采集子网（16）；所述通信服务器（15）还接入所述采集子网（16）；所述第二终端服务器（29）接入生产区采集子网（28），所述数据同步服务器（27）分别接入生产区采集系统主网（25）和生产区采集子网（28），所述GPRS时钟（26）接入生产区采集系统主网（25）；所述生产区采集系统主网（25）通过正向、反向物理隔离装置（23、24）接入所述采集系统主网（10）；
所述通信通道包括电力系统的信息网（33）、综合数据网（34）、调度数据网（38）、公用电话网、光纤专线和GPRS无线公网；
所述现场电量采集系统由电能采集装置和电能计量装置组成；所述电能采集装置包括厂站采集终端、专变采集终端（45）、公变采集终端和第一、第二集中器（40、43）；所述电能计量装置包括各类关口和各种电力用户的电能表；所述各电能表通过载波或RS485与相应的电能采集装置相连接，所述电能采集装置通过相应的通信通道与所述采集子网（16）或生产区采集子网（28）相连接；
所述采集监控平台包括省、市、县各级工作站；所述各级工作站包括省公司监控中心监控工作站（9-14）、发展策划部工作站（9-1）、交易中心工作站（9-2）、调度中心工作站（9-3）、营销部工作站（9-4）、超高压工作站（9-10）、各市县供电公司工作站（9-12）和各县市供电公司监控中心监控工作站（9-13）；所述省公司监控中心监控工作站（9-14）、各市县供电公司工作站（9-12）和各县市供电公司监控中心监控工作站（9-13）以及超高压工作站（9-10）分别接入所述采集系统主网（10）；所述发展策划部工作站（9-1）、交易中心工作站（9-2）、调度中心工作站（9-3）、营销部工作站（9-4）分别通过办公信息网（9-5）接入采集系统主网（10）。
2.根据权利要求1所述的购供售一体化电能量采集与监控系统，其特征在于所述数据库服务器（5）配置双机群软件，并配置双机服务，每台数据库服务器（5）通过光纤卡，利用存储专用网络（7）和磁盘阵列（6）连接；
所述应用web服务器（1）安装有应用中间软件平台和图形监控系统；
所述接口服务器（13）与营销业务应用系统（11）进行数据交互，并为交易运营系统（54）提供购电关口电量数据；
所述综合服务器（8）与数据同步服务器（27）的通信，将跨区采集的电量数据转存入数据库服务器（5）中，同时安装了绘图工具软件，支持所述各工作站以客户端方式，开展监控图形绘制工作；
所述调度定时服务器（2）对采集任务进行调度分配以及定时任务的执行；
所述通信服务器（15）完成现场电量采集系统的接入和海量数据的采集；通信服务器（15）采用集群方式，按照通道类型分组，不同组的网关服务器面向不同的信道；支持多通道自动切换功能和主通道优先机制，在采用多通道方式情况下，某一通道中断采集服务器（14）将实现自动通道切换，一旦主通道恢复，将恢复主通道的优先运行；
所述采集服务器（14）正常运行时，自动均匀分配采集端口;所述采集服务器（14）完成采集任务的处理、数据解析及数据入库任务，通过调度定时服务器（2）实现集群组内各节点的负载均衡以及故障节点的快速切除；
所述数据同步服务器（27）是生产区的数据库服务器、应用web服务器、采集服务器的集合服务器；其安装了电量采集、web应用软件和跨区同步软件；
所述网络均衡器（17）实现通信接入的负载均衡；
所述第一终端服务器（20）将多路MODEM池、64K协议转换池连接到所述采集子网（16）；
所述正向、反向物理隔离装置（23、24）部署在生产区与管理区之间，用于建立跨区采集电量信息的数据库镜像同步。
3.根据权利要求2所述的购供售一体化电能量采集与监控系统，其特征在于所述通信通道建立与全部电厂、变电站电量采集终端、专公变采集终端、低压台区集中器进行远程通信。
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