摘 要：最近十多年來，我國(guó)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)一直以10%左右的速度穩(wěn)定發(fā)展，為滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)對(duì)電能需求的迅速增長(zhǎng)，我國(guó)電網(wǎng)的規(guī)模日益擴(kuò)大。對(duì)電能計(jì)量的準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性要求也日漸提高，傳統(tǒng)的人工抄表需要大量人力，不能得到實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，系統(tǒng)分析數(shù)據(jù)困難、滯后。電能電量量綜合信息管理自動(dòng)化系統(tǒng)是將電能量采集、管理功能綜合于一體的一個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站、電廠、關(guān)口、大中小用戶、臺(tái)變、居民表計(jì)的電能量采集，結(jié)合營(yíng)銷管理系統(tǒng)、負(fù)荷管理系統(tǒng)、調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)以及配網(wǎng)饋線自動(dòng)化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，對(duì)電能量實(shí)現(xiàn)分級(jí)分線路的管理與分析。
　　關(guān)鍵詞：信息管理系統(tǒng)分布式應(yīng)用軟件信息處理
　　中圖法分類號(hào): TM93 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 ：A文章編號(hào)：1674-098X(2011)6(c)-0000-00
　　
　　1電能綜合信息管理自動(dòng)化系統(tǒng)（HL3000）概述
　　1.1體系結(jié)構(gòu)
　　HL3000電能綜合信息管理自動(dòng)化系統(tǒng)系列包括HL3100廠站電能計(jì)量計(jì)費(fèi)自動(dòng)化系統(tǒng)（廠站計(jì)量遙測(cè)系統(tǒng)）、HL3200用電現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)與管理系統(tǒng)、HL3300配變綜合信息管理自動(dòng)化系統(tǒng)和HL3400居民集抄自動(dòng)化系統(tǒng)。
　　HL3000電能綜合信息管理自動(dòng)化系統(tǒng)主站所有應(yīng)用建設(shè)在統(tǒng)一的分布式應(yīng)用軟件平臺(tái)之上，將廠站系統(tǒng)、大用戶系統(tǒng)、配變系統(tǒng)及居民系統(tǒng)采用一體化應(yīng)用平臺(tái)進(jìn)行一體化建設(shè)，從而實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一建模、信息共享，并進(jìn)行業(yè)務(wù)綜合分析處理。
　　從整體說，對(duì)于電能管理應(yīng)用來說，如果廠站、大用戶/配變和居民三個(gè)層次的系統(tǒng)完全獨(dú)立建設(shè)，勢(shì)必難以進(jìn)行全局的統(tǒng)計(jì)分析和應(yīng)用管理。例如，對(duì)于一條10KV配電出線，其供電端的計(jì)量點(diǎn)是在廠站電能計(jì)量計(jì)費(fèi)自動(dòng)化系統(tǒng)中采集處理的，而其用電端則是在大用戶電力負(fù)荷管理系統(tǒng)和配變綜合管理自動(dòng)化系統(tǒng)以及居民集抄自動(dòng)化系統(tǒng)中采集處理的，如果系統(tǒng)完全獨(dú)立建設(shè)，則一條10KV配電出線的線損都難以及時(shí)分析處理，更不可能從全局的角度來考察整個(gè)電網(wǎng)的線損狀況，而如果一體化建設(shè)，所有這些問題都迎刃而解，電能量的業(yè)務(wù)綜合分析也得以實(shí)現(xiàn)。
　　整體上看，系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)以下功能：
　　1）數(shù)據(jù)采集：采集各計(jì)量點(diǎn)電能量、瞬時(shí)量、電網(wǎng)事件、電能質(zhì)量等電網(wǎng)數(shù)據(jù)，做到自動(dòng)、完整、準(zhǔn)確、安全、及時(shí)、一致、可靠、靈活的采集、傳輸和存儲(chǔ)，保證數(shù)據(jù)不丟失。
　　2）計(jì)量管理：在線監(jiān)控電能量計(jì)量裝置運(yùn)行信息和系統(tǒng)運(yùn)行、計(jì)量缺陷等故障信息。
　　3）運(yùn)行管理：在線監(jiān)視電網(wǎng)設(shè)備的運(yùn)行。
　　4）統(tǒng)計(jì)分析：實(shí)現(xiàn)各計(jì)量點(diǎn)分時(shí)電量統(tǒng)計(jì)、結(jié)算考核，負(fù)荷分析，電壓合格率分析和功率因數(shù)分析等，并以表格、曲線（含棒圖、餅圖）等多種形式輸出。
　　5）線損管理：實(shí)現(xiàn)線路、臺(tái)區(qū)線損統(tǒng)計(jì)。
　　6）用電監(jiān)察：實(shí)現(xiàn)用電異常監(jiān)測(cè)（防竊電）。
　　7）用電管理：實(shí)現(xiàn)電壓合格率、功率因數(shù)合格率、供電可靠性的統(tǒng)計(jì)分析功能。
　　8）負(fù)荷管理：實(shí)現(xiàn)負(fù)荷控制和管理功能。
　　9）業(yè)務(wù)界面：豐富的曲線、WEB、報(bào)表、畫面等表現(xiàn)形式，為用戶提供友好的人機(jī)界面，符合電力企業(yè)工作人員使用習(xí)慣。
　　10）報(bào)表輸出：實(shí)現(xiàn)各種日、月、年電量報(bào)表、線損報(bào)表、異常用電情況報(bào)表。
　　11）系統(tǒng)集成：支持與其它系統(tǒng)（如：用電營(yíng)銷管理系統(tǒng)等）的集成連接，還可以融入配電/用電GIS圖形技術(shù)，為電力企業(yè)的商業(yè)化運(yùn)營(yíng)提供決策支持。
　　1.2系統(tǒng)特點(diǎn)
　　1.2.1一體化
　　一體化應(yīng)用軟件，支持包括廠站系統(tǒng)、配變系統(tǒng)及居民系統(tǒng)在內(nèi)的一體化建設(shè)，從而實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一建模、信息共享，并進(jìn)行業(yè)務(wù)綜合分析處理。
　　1.2.2準(zhǔn)確性
　　系統(tǒng)所采集的電能原始數(shù)據(jù)保證準(zhǔn)確，符合相應(yīng)的計(jì)量管理標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范。
　　1.2.3完整性
　　由于電能數(shù)據(jù)累加性和傳遞性的特點(diǎn)，任何情況下都不允許丟失電能原始數(shù)據(jù)，在采集處理及傳輸環(huán)節(jié)采用相應(yīng)的技術(shù)手段確保數(shù)據(jù)的完整性。
　　1.2.4一致性
　　從采集、傳輸至存儲(chǔ)，保證全過程中數(shù)據(jù)的一致；與終端當(dāng)?shù)財(cái)?shù)據(jù)的一致。
　　任何用戶所面對(duì)和處理的電能數(shù)據(jù)是完全一致的，即任何一個(gè)對(duì)電能數(shù)據(jù)的合法處理，都能反映和傳遞到其他用戶。
　　1.2.5同時(shí)性
　　整個(gè)系統(tǒng)具備統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘，以主站系統(tǒng)GPS時(shí)鐘為基準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)置。
　　1.2.6靈活性
　　系統(tǒng)在數(shù)據(jù)采集與傳輸、應(yīng)用功能、數(shù)據(jù)保存和利用方面具有很大的靈活性。
　　1.2.7開放性
　　系統(tǒng)支持軟件平臺(tái)包括操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)通信規(guī)約、應(yīng)用軟件及開發(fā)環(huán)境符合國(guó)際及工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，具有符合開放的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)體系。系統(tǒng)不僅滿足當(dāng)前的需要，而且還滿足將來能容易地?cái)U(kuò)展其功能和規(guī)模的需要。
　　1.2.8安全性
　　系統(tǒng)采取措施確保數(shù)據(jù)存取、系統(tǒng)配置和其他在系統(tǒng)上操作的安全性。工作正常的在線、離線操作不引起系統(tǒng)崩潰。在線維護(hù)處理，在不中斷和干擾系統(tǒng)的正常工作的情況下運(yùn)行。
　　1.2.9可靠性
　　系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠。服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)主設(shè)備及其他設(shè)備的平均無故障時(shí)間大于20000小時(shí)。
　　1.2.10及時(shí)性
　　滿足電網(wǎng)商業(yè)化運(yùn)行中電能量統(tǒng)計(jì)和考核周期的要求。
　　1.2.11實(shí)用性
　　根據(jù)業(yè)務(wù)需求，建立一個(gè)具有現(xiàn)代化管理、通信手段的信息系統(tǒng)，以滿足用戶對(duì)電能量計(jì)量和負(fù)荷管理的要求，提高綜合業(yè)務(wù)能力和工作效率。
　　1.3適用標(biāo)準(zhǔn)
　　適用下列組織制定的標(biāo)準(zhǔn)：
　　ISO（國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織）
　　IEC（國(guó)際電工委員會(huì)）
　　ITU-T（國(guó)際電信聯(lián)盟）
　　IEEE（電氣和電子工程師協(xié)會(huì)）
　　IEEE 802.x 系列局域網(wǎng)通訊標(biāo)準(zhǔn)
　　GB（中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)）
　　DL（中華人民共和國(guó)電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)）
　　浙江省電力公司《用電現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)與管理系統(tǒng)主站軟件技術(shù)規(guī)范（討論稿）》，2004年8月29日
　　《浙江省用電現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)與管理系統(tǒng)終端、前置機(jī)技術(shù)條件》，2003年8月
　　《浙江省用電現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)與管理系統(tǒng)通信規(guī)約（試行稿）》，2003年8月30日
　　《浙江省用電現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)與管理系統(tǒng)通信規(guī)約若干補(bǔ)充規(guī)定》，2004年3月28日
　　也適用下列事實(shí)上的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：
　　符合IEEE POSIX和OSF標(biāo)準(zhǔn)的操作系統(tǒng)
　　滿足ANSI標(biāo)準(zhǔn)的SQL數(shù)據(jù)庫(kù)查詢?cè)L問
　　符合X－Window和OSF/MOTIF的人機(jī)界面標(biāo)準(zhǔn)
　　符合開放系統(tǒng)POSIX 標(biāo)準(zhǔn)的操作系統(tǒng)采用UNIX
　　符合ANSI 標(biāo)準(zhǔn)的C/C++和FORTRAN 語(yǔ)言
　　符合X-Window 和MOTIF 標(biāo)準(zhǔn)的GUI
　　網(wǎng)絡(luò)通訊采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的TCP/IP 協(xié)議
　　1.4環(huán)境條件
　　1.4.1機(jī)房環(huán)境
　　溫度：15℃～30℃
　　濕度：20%～80%
　　鋪設(shè)防靜電地板
　　滿足設(shè)備的散熱要求，所有設(shè)備均不能放置在封閉的狹小空間內(nèi)。
　　1.4.2機(jī)房電源
　　單相電壓200V～240V
　　頻率50Hz±0.2Hz
　　UPS 供電
　　1.4.3機(jī)房接地
　　要求接地電阻<1 歐姆，如果整棟大樓合用接地裝置則接地電阻最好小于0.5 歐姆，且與防雷保護(hù)地分開。
　　
　　2分布式應(yīng)用軟件平臺(tái)
　　系統(tǒng)主站分布式應(yīng)用軟件平臺(tái)采用統(tǒng)一電力自動(dòng)化分布式應(yīng)用軟件支撐平臺(tái)。其在整個(gè)HL3000電能綜合信息管理自動(dòng)化系統(tǒng)中的地位如下圖所示：
　　電力自動(dòng)化主站系統(tǒng)分布式應(yīng)用軟件平臺(tái)采用新思想、新標(biāo)準(zhǔn)、新技術(shù)，在總結(jié)國(guó)際先進(jìn)平臺(tái)OASYS的經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上開發(fā)成功的，集可靠性、實(shí)用性、先進(jìn)性、開放性和安全性為一體。采用了目前先進(jìn)的平臺(tái)化體系、分布式網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、模塊化組合構(gòu)建應(yīng)用、專業(yè)的實(shí)時(shí)中間件和通用的標(biāo)準(zhǔn)中間件相結(jié)合、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)與商用數(shù)據(jù)庫(kù)相結(jié)合、面向電力對(duì)象技術(shù)、遵循電力應(yīng)用軟件互聯(lián)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC 61970系列的公用信息模型（CIM）和組件接口規(guī)范（CIS）、采用多客戶/服務(wù)器（Client /Multi-Server）和WEB Server實(shí)時(shí)發(fā)布/定制技術(shù)，為電力企業(yè)的核心業(yè)務(wù)能量管理系統(tǒng)、配電管理系統(tǒng)、電能量計(jì)量系統(tǒng)、電力企業(yè)信息一體化等提供了實(shí)時(shí)、開放、完善的專業(yè)應(yīng)用平臺(tái)。系統(tǒng)主站平臺(tái)具有以下技術(shù)特點(diǎn)：
　　
　　2.1一體化支撐平臺(tái)
　　電力自動(dòng)化主站系統(tǒng)分布式應(yīng)用軟件平臺(tái)提供強(qiáng)大的支撐平臺(tái)，所有的電力應(yīng)用子系統(tǒng)都由統(tǒng)一的支撐平臺(tái)提供支持服務(wù)。各個(gè)應(yīng)用子系統(tǒng)相對(duì)獨(dú)立，專注其應(yīng)用功能的完善，各個(gè)子系統(tǒng)由統(tǒng)一平臺(tái)形成一個(gè)有機(jī)的整體。
　　2.2完全的跨平臺(tái)系統(tǒng)
　　電力自動(dòng)化主站系統(tǒng)分布式應(yīng)用軟件平臺(tái)采用分層開放分布式客戶/服務(wù)器的設(shè)計(jì)思想，形成一個(gè)獨(dú)立于特定硬件和操作系統(tǒng)環(huán)境的真正跨平臺(tái)系統(tǒng)。
　　2.3完善的圖模庫(kù)一體化設(shè)計(jì)
　　電力自動(dòng)化主站系統(tǒng)分布式應(yīng)用軟件平臺(tái)以繪圖為先導(dǎo)，同步實(shí)現(xiàn)電力設(shè)備建庫(kù)、建模。通過圖元的幾何連接，自動(dòng)建立電力設(shè)備之間的電氣連接關(guān)系，從而在數(shù)據(jù)庫(kù)中建立起物理模型。一次主接線圖完成后，就可以根據(jù)電力設(shè)備之間的連接關(guān)系建立系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)模型。同時(shí)為了提高繪圖效率，系統(tǒng)還提供了自校、自動(dòng)斷線和自動(dòng)學(xué)習(xí)的功能。
　　2.4全面的系統(tǒng)監(jiān)視功能
　　電力自動(dòng)化主站系統(tǒng)分布式應(yīng)用軟件平臺(tái)能夠支持對(duì)整個(gè)分布式實(shí)時(shí)系統(tǒng)進(jìn)行全方位的監(jiān)控和管理。通過SNMP網(wǎng)管軟件對(duì)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行狀態(tài)和負(fù)荷率進(jìn)行統(tǒng)一的監(jiān)視和管理。對(duì)各個(gè)節(jié)點(diǎn)的CPU負(fù)載、磁盤利用率等系統(tǒng)信息進(jìn)行監(jiān)視。
　　2.5可擴(kuò)充性好
　　電力自動(dòng)化主站系統(tǒng)分布式應(yīng)用軟件平臺(tái)具有良好的可擴(kuò)充性，可以方便地對(duì)系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)以及系統(tǒng)容量進(jìn)行擴(kuò)充。同時(shí)由于現(xiàn)在電力系統(tǒng)發(fā)展日新月異，各種相關(guān)制度的改革也在不斷進(jìn)行之中，導(dǎo)致新的功能要求不斷出現(xiàn)，系統(tǒng)的可擴(kuò)充性可以保證系統(tǒng)能隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展不斷提高其功能，保證系統(tǒng)的可用性，從而延長(zhǎng)系統(tǒng)的使用壽命。
　　
　　3HL3000電能量綜合信息管理系統(tǒng)主站性能指標(biāo)
　　3.1系統(tǒng)可用性
　　系統(tǒng)年可用率≥99.98%；
　　設(shè)備電源故障切換無間斷，對(duì)雙電源設(shè)備無干擾。
　　3.2系統(tǒng)可靠性和運(yùn)行壽命指標(biāo)
　　系統(tǒng)運(yùn)行壽命＞10年；
　　系統(tǒng)中關(guān)鍵設(shè)備MTBF>20000小時(shí)；
　　系統(tǒng)能長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，在值班設(shè)備無硬件故障和非人工干預(yù)的情況下，主備設(shè)備不應(yīng)發(fā)生自動(dòng)切換；
　　由于偶發(fā)性故障而發(fā)生自動(dòng)熱啟動(dòng)的平均次數(shù)<1次/3600小時(shí)；
　　所有設(shè)備的壽命在正常使用（具有一定備品條件）≥10年；
　　所有設(shè)備（包括電源設(shè)備）在給定的條件下運(yùn)行，連續(xù)4000小時(shí)內(nèi)不需要人工調(diào)整和維護(hù)。
　　3.3信息處理指標(biāo)
　　主站系統(tǒng)時(shí)鐘誤差：< 0.1 s。
　　主站與終端時(shí)鐘誤差< 2 s。
　　數(shù)據(jù)精度：等于電表抄讀數(shù)據(jù)精度。
　　通訊誤碼率小于10-4時(shí)可以保證系統(tǒng)正常通訊。
　　3.4系統(tǒng)負(fù)載率指標(biāo)
　　正常情況下主要節(jié)點(diǎn)（服務(wù)器和前置機(jī)）CPU負(fù)載≤40%（10秒平均值）；
　　事故情況下主要節(jié)點(diǎn)（服務(wù)器和前置機(jī)）CPU負(fù)載≤50%（10秒平均值）；
　　任何情況下，在任意5分鐘內(nèi)，系統(tǒng)主局域網(wǎng)的平均負(fù)荷率不超過30%。
　　3.5系統(tǒng)存儲(chǔ)容量指標(biāo)
　　數(shù)據(jù)容量原則上只受硬盤容量（磁盤陣列）限制，歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)時(shí)間可不少于3年；
　　對(duì)其它存儲(chǔ)設(shè)備，其存儲(chǔ)容量除滿足系統(tǒng)運(yùn)行要求的容量外，至少保留200%的備用容量；
　　當(dāng)存儲(chǔ)容量余額低于系統(tǒng)運(yùn)行要求容量的80%時(shí)發(fā)出告警信息。
　　3.6系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)及通信指標(biāo)
　　系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通信速率：100/1000Mbps；
　　遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)通信速率：64kbps～2Mbps/10Mbps/100Mbps/1000Mbps。
　　
　　4 結(jié)論和展望
　　電量實(shí)抄及負(fù)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)科技含量較高，同時(shí)跨越多門學(xué)科，不僅要滿足電能計(jì)量系統(tǒng)的準(zhǔn)確性、完整性、安全性、及時(shí)性的要求，而且要替代人工抄錄的傳統(tǒng)方法。HL3000從根本上保證了新一代電能綜合信息管理技術(shù)的先進(jìn)性、系統(tǒng)的安全性、個(gè)性鮮明的本地化應(yīng)用以及系統(tǒng)的可擴(kuò)充性和可維護(hù)性。該系統(tǒng)還可以實(shí)現(xiàn)負(fù)荷控制，遠(yuǎn)方進(jìn)行停電操作，對(duì)電力緊缺地區(qū)的有序用電，重點(diǎn)保障居民用電的利民政策執(zhí)行提供了保障，創(chuàng)造了巨大的社會(huì)效益。
　　HL3000電量實(shí)抄及負(fù)控系統(tǒng)的持續(xù)發(fā)展和逐步采用將大大提高抄表效率，實(shí)行電能的實(shí)時(shí)監(jiān)控，防止電能的流失有著人工抄錄不可替代的優(yōu)勢(shì)。