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电能量采集系统在自动化部门的应用
摘要：电能量采集系统是包含电能采集、统计分析、事件告警和结算等功能，多部门协同办公的自动化控制系统，它是电力系统推进商业化管理和现代化经营的重要支撑之一。本文主要介绍了湖州供电公司电能量采集系统的架构、软硬件组成，重点论述了电能量采集系统的高级应用在日常维护和电网管理中的应用。 关键字：电能量采集系统、自动校核、应用
一.引言
湖州电网电能量采集系统初建于2012年3月，采用南京易司拓公司开发的COM3000电能量采集系统，系统共接入210kV及以上变电站ERTU终端24套，接入110kV变电站87座，共接入电能表4412块，覆盖了地县范围内局属35kV及以上变电站、6000kW及以上发电厂的计量、考核点（主、副电能表）电能量信息的采集，但随着浙江省同期线损项目实施以及国网一体化电量与线损管理系统和电能量采集系统的集成需求，对电能量系统数据的准确性、及时性和时效性提出了更高的要求，这就需要主站系统能够根据采集上来数据和积分电量、对侧电量、副表等参考量进行自动校核，分析出最有可能造成不平衡的原因并进行告警提示，以便及时通知现场消缺，同时为国网一体化线损计算提供数据支持。
二.电能量采集系统的总体结构分析
2.1简介
根据浙江电网生产运行精益化管理需要，湖州电能量采集系统按照“统一应用平台、统一标准、统一设计、统一开发”的原则，统一地县一体化电能量采集系统的技术及功能标准进行设计和开发，为满足日益增长的数据要求，对湖州供电公司现有电能量采集系统进行深化应用改造，增加网损综合管理、电量自动校核、电量综合应用分析、无功应用管理、大用户管理共5 大功能模块，同时为配合上述功能模块的实现，对电能量系统接口和调控一体化系统接口进行改造，确保生产运行的安全可靠和经济高效。
2.2主站系统构成
电能量采集系统一般由主网部分、采集部分和通信网络部分组成，其拓扑结构图如下：
图2-1 电能量采集系统拓扑图
主网部分采用双网冗余配置，包括前置采集服务器、数据库服务器、WEB 服务器、镜像服务器、报表服务器等；采集部分主要包括电能量采集装置、工业级调制解调器、电能表等；通信网络部分以网络通信为主，专线、拨号为备用通道。地县一体化主站功能及架构遵循《浙江电网地县一体化电能量采集系统建设技术规范（试行）》统一建设。
2.3主站系统功能
电能量采集系统应用软件主要由前置采集、数据处理、报表管理、web发布、二次防护、大用户管理、网损管理、自动校核等子系统组成，系统全部采用B/S模式，同时通过二次防护子系统，实现二三区的实时同步，极大的方便了系统的管理、维护和应用。如下图2-2所示。
图2-2主站系统功能组成
1）前置采集：采用双机均衡负载模式，按照系统统计出的负载均衡原则，将任务分配到采集成功率较高的前置和通道；正常情况下主机负责调度，异常情况下单机完成所有任务，并在脱离数据库情况下，能保证现有任务完成采集，在和数据库恢复连接后，将之前采集数据入库；采集通道方式为网络、专线、拨号等，支持多种通信方式的热备用，通信规约根据采集终端决定；
2）数据处理：拥有数据重算权限的用户可以下发人工计算任务，重算一定时间段内的电表电量，平衡电量，统计电量和网损电量。
3）报表管理：实现各类报表的定义、显示、Web生成、预览和打印等功能，面向全地区，通过定义模板报表，可以选择各种对象（电表、统计对象）、参与报表生成的数量等进行设置，任意时间段的功能打破了报表生成的时间范围的局限性，同时本次系统改造后，各个应用部门的个性化报表可以通过自定义报表进行定义和应用；
4）WEB发布：实现电能量信息的查询、报表、业务操作等应用，同时实现和OPEN3000模型的自动抽取，并自动更新电能量采集系统中的档案信息，实现系统模型的免维护性；
5）二次防护：系统采集和处理在内网运行，报表和业务操作在外网进行，通过二次防护程序实现内外网数据一致；
6）大用户管理：大用户管理主要是通过增加线路的属性将大用户进行单独的管理，以维护其量测等信息；
7）网损管理：网损管理主要是为电量应用人员提供完整的网损维护、统计分析、报表应用、图形展示、异常追溯等应用功能。把所有和网损分析涉及到的功能模块进行集中，以方便应用人员使用的独立性，将应用和维护进行有效的切割；
8）自动校核：电量自动校核主要是针对电量不平衡的变电站，对不平衡数据的电量数据进行自动对比以查出问题计量点，同时能够判断出可能问题，并提供人工解决方法。异常自动定位主要是通过检索不平衡的变电站，将当前数据与SCADA 中的积分电量、对侧电量、副表进行对比，或者和前一个周期的电量进行对比定位到具体计量点数据异常。
三.在自动化部门工作中的应用
电能量系统通过前置采集终端中的电表数据存入数据库中，数据处理对数据的准确性、完整性进行检验，对异常数据进行记录并分析告警，同时系统通过OPEN3000接口获取CIM模型、有功无功计算积分电量，为电能量深入应用提供相关数据，实现如下应用：
（1）基于记忆的首页导航：
由于电能量采集系统是地县一体化架构，“一层部署、二层应用”，每个使用人员的关注点都不一样，因此系统具备较多功能，但也造成应用人员查看系统时不能直接明了，而基于记忆的首页导航根本上解决此问题。
用户登录系统后，可以对首页显示内容进行定制，比如网供对象、系统工况、关口电量、实时电量、业务信息等展示在首页上。用户登录后直接展示关注的内容，如需查看详细内容，点击图片可以跳转到对应菜单。同时用户可根据喜好、关注重点对窗口的布局调整，可随意拖动位置摆放，并且用户在下次登录时仍按照上次的布局方式进行展示，如图3-1所示。
图3-1 系统首页展示
（2）自动校核：
电量系统的应用都需要基于数据的完整和准确性，而保证数据的准确最主要的是在于电量报表的平衡，而一个地区变电站如果出现不平衡，则需要大量的人工分析才能够最终定位到问题，所以需要系统能够提供一个自动分析定位功能，将人工分析转换为系统的自动分析，直接展示分析后的结果，以帮助用户快速对问题进行消缺。综合使用各种不同的分析方法，包括：SCADA电量对比分析、对侧电量对比分析、主副表电量对比分析、增长率分析、电表事件等，对分析出来的影响不平衡的表计或计量点按照电量差值进行排序，并给出可能的原因。
（3）短信告警：
系统根据数据采集情况、地区网供电量、自动校核分析结果，将异常的告警信息通过短信告警，比如数据缺失或异常，及时通知维护人员对数据进行核对和处理；网供电量数据缺失或异常，及时告知系统维护人员；电能表计故障提供相关信息给其他运行管理部门（接收人员可配置），及时消缺修复。短信告警功能的实施极大的降低了维护人员的工作压力，对于异常情况及时发现及时处理，各部门之间工作流转更加高效。
四.典型案例
电能量采集系统对异常数据、不平衡情况的告警，排查故障原因，在日常工作中得到了应用。以220kV莫梁变发生的PT断相为例，说明自动校核在系统数据不正确，厂站不平衡方面的处理应用。2015 年4 月28 日，通过电能量采集系统发现220kV莫梁变不平衡情况严重（35kV不平衡率达-19.1%，全所不平衡率达-5.7%），系统自动根据采集上来的数据、积分电量、对侧数据进行校核，发现其中梁能3150线采集上来的电量是积分电量的三分之一，且通过积分电量模拟厂站平衡都在2%之内，初步判断是该线路熔丝断了，PT断相。系统将此告警信息及时告知计量部门，经现场排查发现是PT 计量电压二次空气开关断开，导致电量数据只有三分之一，同时根据电能量采集系统的自动校核功能建议，对梁能3150线进行了追补电量，从而保证了系统数据的准确性，保障了湖州供电公司的经济利益，如图4-1所示。
图4-1 自动校核分析
五.结论
目前国内电能量采集系统基本上都只实现了数据的采集和展示，结合OPEN3000以及自身数据还未有深入分析应用，对于数据异常、电能表计异常未能及时发现，缺乏深入的统计分析功能，基于这种现状，建设的湖州供电公司电能量采集系统，能够及时发现数据异常情况，提高了数据的实时性、准确性、完整性、可靠性，并为国网线损系统提供数据支撑，同时对于国家节能降损、电网安全运行、保障经济可持续发展都有着重要意义。
参考文献
【2】冯忠义.变电站电能量采集系统的建设与应用.山西建筑,2012(8):286-288
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