电力实抄及负控系统的实现摘要:最近十多年来,我国的国民经济一直以10%左右的速度稳定发展,为满足国民经济对电能需求的迅速增长,我国电网的规模日益扩大。

对电能计量的准确性和实时性要求也日渐提高,传统的人工抄表需要大量人力,不能得到实时数据,系统分析数据困难、滞后。

电能电量量综合信息管理自动化系统是将电能量采集、管理功能综合于一体的一个自动化系统。

该系统主要实现对变电站、电厂、关口、大中小用户、台变、居民表计的电能量采集,结合营销管理系统、负荷管理系统、调度自动化系统以及配网馈线自动化系统的数据,对电能量实现分级分线路的管理与分析。

关键词:信息管理系统分布式应用软件信息处理1 电能综合信息管理自动化系统(HL3000)概述1.1 体系结构HL3000电能综合信息管理自动化系统系列包括HL3100厂站电能计量计费自动化系统(厂站计量遥测系统)、HL3200用电现场服务与管理系统、HL3300配变综合信息管理自动化系统和HL3400居民集抄自动化系统。

HL3000电能综合信息管理自动化系统主站所有应用建设在统一的分布式应用软件平台之上,将厂站系统、大用户系统、配变系统及居民系统采用一体化应用平台进行一体化建设,从而实现统一建模、信息共享,并进行业务综合分析处理。

从整体说,对于电能管理应用来说,如果厂站、大用户/配变和居民三个层次的系统完全独立建设,势必难以进行全局的统计分析和应用管理。

例如,对于一条10kV配电出线,其供电端的计量点是在厂站电能计量计费自动化系统中采集处理的,而其用电端则是在大用户电力负荷管理系统和配变综合管理自动化系统以及居民集抄自动化系统中采集处理的,如果系统完全独立建设,则一条10kV配电出线的线损都难以及时分析处理,更不可能从全局的角度来考察整个电网的线损状况,而如果一体化建设,所有这些问题都迎刃而解,电能量的业务综合分析也得以实现。

整体上看,系统主要实现以下功能。

(1)数据采集:采集各计量点电能量、瞬时量、电网事件、电能质量等电网数据,做到自动、完整、准确、安全、及时、一致、可靠、灵活的采集、传输和存储,保证数据不丢失。

(2)计量管理:在线监控电能量计量装置运行信息和系统运行、计量缺陷等故障信息。

(3)运行管理:在线监视电网设备的运行。

(4)统计分析:实现各计量点分时电量统计、结算考核,负荷分析,电压合格率分析和功率因数分析等,并以表格、曲线(含棒图、饼图)等多种形式输出。

(5)线损管理:实现线路、台区线损统计。

(6)用电监察:实现用电异常监测(防窃电)。

(7)用电管理:实现电压合格率、功率因数合格率、供电可靠性的统计分析功能。

(8)负荷管理:实现负荷控制和管理功能。

(9)业务界面:丰富的曲线、WEB、报表、画面等表现形式,为用户提供友好的人机界面,符合电力企业工作人员使用习惯。

(10)报表输出:实现各种日、月、年电量报表、线损报表、异常用电情况报表。

(11)系统集成:支持与其它系统(如:用电营销管理系统等)的集成连接,还可以融入配电/用电GIS图形技术,为电力企业的商业化运营提供决策支持。

1.2 系统特点1.2.1一体化一体化应用软件,支持包括厂站系统、配变系统及居民系统在内的一体化建设,从而实现统一建模、信息共享,并进行业务综合分析处理。

1.2.2准确性系统所采集的电能原始数据保证准确,符合相应的计量管理标准和技术规范。

1.2.3完整性由于电能数据累加性和传递性的特点,任何情况下都不允许丢失电能原始数据,在采集处理及传输环节采用相应的技术手段确保数据的完整性。

1.2.4一致性从采集、传输至存储,保证全过程中数据的一致;与终端当地数据的一致。

任何用户所面对和处理的电能数据是完全一致的,即任何一个对电能数据的合法处理,都能反映和传递到其他用户。

1.2.5同时性整个系统具备统一的标准时钟,以主站系统GPS时钟为基准进行设置。

1.2.6灵活性系统在数据采集与传输、应用功能、数据保存和利用方面具有很大的灵活性。

1.2.7开放性系统支持软件平台包括操作系统、数据库管理系统、网络通信规约、应用软件及开发环境符合国际及工业标准,具有符合开放的系统结构体系。

系统不仅满足当前的需要,而且还满足将来能容易地扩展其功能和规模的需要。

1.2.8安全性系统采取措施确保数据存取、系统配置和其他在系统上操作的安全性。

工作正常的在线、离线操作不引起系统崩溃。

在线维护处理,在不中断和干扰系统的正常工作的情况下运行。

1.2.9可靠性系统运行稳定可靠。

服务器、网络主设备及其他设备的平均无故障时间大于20000小时。

1.2.10及时性满足电网商业化运行中电能量统计和考核周期的要求。

1.2.11实用性根据业务需求,建立一个具有现代化管理、通信手段的信息系统,以满足用户对电能量计量和负荷管理的要求,提高综合业务能力和工作效率。

1.3 适用标准适用下列组织制定的标准。

ISO(国际标准化组织)。

IEC(国际电工委员会)。

ITU-T(国际电信联盟)。

IEEE(电气和电子工程师协会)。

IEEE 802.x系列局域网通讯标准。

GB(中华人民共和国国家标准委员会)。

DL(中华人民共和国电力行业标准)。

浙江省电力公司《用电现场服务与管理系统主站软件技术规范(讨论稿)》,2004年8月29日。

《浙江省用电现场服务与管理系统终端、前置机技术条件》,2003年8月。

《浙江省用电现场服务与管理系统通信规约(试行稿)》,2003年8月30日。

《浙江省用电现场服务与管理系统通信规约若干补充规定》,2004年3月28日。

也适用下列事实上的工业标准。

符合IEEE POSIX和OSF标准的操作系统。

满足ANSI标准的SQL数据库查询访问。

符合X－Window和OSF/MOTIF的人机界面标准。

符合开放系统POSIX 标准的操作系统采用UNIX。

符合ANSI标准的C/C++和FORTRAN语言。

符合X-Window和MOTIF标准的GUI。

网络通讯采用工业标准的TCP/IP 协议。

1.4 环境条件1.4.1机房环境温度:15℃～30℃。

湿度:20%～80%。

铺设防静电地板。

满足设备的散热要求,所有设备均不能放置在封闭的狭小空间内。

1.4.2机房电源单相电压200V～240V。

频率50Hz±0.2Hz。

UPS供电。

1.4.3机房接地要求接地电阻<1Ω,如果整栋大楼合用接地装置则接地电阻最好小于0.5Ω,且与防雷保护地分开。

2 分布式应用软件平台系统主站分布式应用软件平台采用统一电力自动化分布式应用软件支撑平台。

其在整个HL3000电能综合信息管理自动化系统中的地位。

电力自动化主站系统分布式应用软件平台采用新思想、新标准、新技术,在总结国际先进平台OASYS的经验的基础上开发成功的,集可靠性、实用性、先进性、开放性和安全性为一体。

采用了目前先进的平台化体系、分布式网络环境、模块化组合构建应用、专业的实时中间件和通用的标准中间件相结合、实时数据库与商用数据库相结合、面向电力对象技术、遵循电力应用软件互联的国际标准IEC 61970系列的公用信息模型(CIM)和组件接口规范(CIS)、采用多客户/服务器(Client/Multi-Server)和WEB Server实时发布/定制技术,为电力企业的核心业务能量管理系统、配电管理系统、电能量计量系统、电力企业信息一体化等提供了实时、开放、完善的专业应用平台。

系统主站平台具有以下技术特点。

2.1 一体化支撑平台电力自动化主站系统分布式应用软件平台提供强大的支撑平台,所有的电力应用子系统都由统一的支撑平台提供支持服务。

各个应用子系统相对独立,专注其应用功能的完善,各个子系统由统一平台形成一个有机的整体。

2.2 完全的跨平台系统电力自动化主站系统分布式应用软件平台采用分层开放分布式客户/服务器的设计思想,形成一个独立于特定硬件和操作系统环境的真正跨平台系统。

2.3 完善的图模库一体化设计电力自动化主站系统分布式应用软件平台以绘图为先导,同步实现电力设备建库、建模。

通过图元的几何连接,自动建立电力设备之间的电气连接关系,从而在数据库中建立起物理模型。

一次主接线图完成后,就可以根据电力设备之间的连接关系建立系统的网络模型。

同时为了提高绘图效率,系统还提供了自校、自动断线和自动学习的功能。

2.4 全面的系统监视功能电力自动化主站系统分布式应用软件平台能够支持对整个分布式实时系统进行全方位的监控和管理。

通过SNMP网管软件对网络的运行状态和负荷率进行统一的监视和管理。

对各个节点的CPU负载、磁盘利用率等系统信息进行监视。

2.5 可扩充性好电力自动化主站系统分布式应用软件平台具有良好的可扩充性,可以方便地对系统节点以及系统容量进行扩充。

同时由于现在电力系统发展日新月异,各种相关制度的改革也在不断进行之中,导致新的功能要求不断出现,系统的可扩充性可以保证系统能随着电力系统的发展不断提高其功能,保证系统的可用性,从而延长系统的使用寿命。

3 HL3000电能量综合信息管理系统主站性能指标3.1 系统可用性系统年可用率≥99.98%。

设备电源故障切换无间断,对双电源设备无干扰。

3.2 系统可靠性和运行寿命指标系统运行寿命＞10年。

系统中关键设备MTBF>20000h。

系统能长期稳定运行,在值班设备无硬件故障和非人工干预的情况下,主备设备不应发生自动切换。

由于偶发性故障而发生自动热启动的平均次数<1次/3600h。

所有设备的寿命在正常使用(具有一定备品条件)≥10年。

所有设备(包括电源设备)在给定的条件下运行,连续4000h内不需要人工调整和维护。

3.3 信息处理指标主站系统时钟误差:<0.1s。

主站与终端时钟误差<2s。

数据精度:等于电表抄读数据精度。

通讯误码率小于10-4时可以保证系统正常通讯。

3.4 系统负载率指标正常情况下主要节点(服务器和前置机)CPU负载≤40%(10s平均值)。

事故情况下主要节点(服务器和前置机)CPU负载≤50%(10s平均值)。

任何情况下,在任意5min内,系统主局域网的平均负荷率不超过30%。

3.5 系统存储容量指标数据容量原则上只受硬盘容量(磁盘阵列)限制,历史数据存储时间可不少于3年。

对其它存储设备,其存储容量除满足系统运行要求的容量外,至少保留200%的备用容量。

当存储容量余额低于系统运行要求容量的80%时发出告警信息。

3.6 系统网络及通信指标系统网络通信速率:100/1000Mbps;远程网络通信速率:64kbps～2Mbps/10Mbps/100Mbps/1000Mbps。

4 结语和展望电量实抄及负控系统的设计与开发科技含量较高,同时跨越多门学科,不仅要满足电能计量系统的准确性、完整性、安全性、及时性的要求,而且要替代人工抄录的传统方法。