沙偉燕

（國(guó)網(wǎng)寧夏電力公司電力科學(xué)研究院，銀川 750001）

隨著電網(wǎng)特性逐步由就地局部特性轉(zhuǎn)變?yōu)閺V域全局特性，互聯(lián)電網(wǎng)運(yùn)行特性呈現(xiàn)出強(qiáng)相關(guān)、非線(xiàn)性、復(fù)雜化的大系統(tǒng)特點(diǎn)。因此，在我國(guó)電網(wǎng)發(fā)展的大環(huán)境下，迫切需要建立電網(wǎng)橫向集成、縱向貫通的一體化電能質(zhì)量在線(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估系統(tǒng)，加強(qiáng)電網(wǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)的分析評(píng)估能力。通過(guò)電能質(zhì)量在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，集成在線(xiàn)運(yùn)行數(shù)據(jù)和相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)源信息，搭建電網(wǎng)公司總體風(fēng)險(xiǎn)分析平臺(tái)，建立全方位的電網(wǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)體系，對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行在線(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)和管控，為電網(wǎng)運(yùn)行安全水平和服務(wù)水平的提升提供支持。

1 電能質(zhì)量在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建設(shè)背景

目前可靠性指標(biāo)雖已經(jīng)完成統(tǒng)一的信息系統(tǒng)管理，但其指標(biāo)分析的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)目前主要采用人工錄入方式，指標(biāo)統(tǒng)計(jì)采用事后評(píng)價(jià)模式，部分?。ㄊ校┕静扇】煽啃孕畔⑾到y(tǒng)與生產(chǎn)管理系統(tǒng)集成方式進(jìn)行自動(dòng)數(shù)據(jù)采集，但整體暫不具備在線(xiàn)監(jiān)測(cè)能力。

現(xiàn)有的各類(lèi)風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)用系統(tǒng)大多是針對(duì)不同業(yè)務(wù)要求單獨(dú)進(jìn)行設(shè)計(jì)，缺少統(tǒng)一設(shè)計(jì)，系統(tǒng)的整體性差、結(jié)構(gòu)不合理、安全防護(hù)能力弱、橫向集成和縱向貫通困難?，F(xiàn)有的電網(wǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)沒(méi)有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。必須在自動(dòng)化、數(shù)字化、信息化等方面進(jìn)行理論創(chuàng)新和技術(shù)創(chuàng)新，提高風(fēng)險(xiǎn)分析的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化工作水平。

電能質(zhì)量在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是一個(gè)集中、統(tǒng)一的，對(duì)電能質(zhì)量各項(xiàng)指標(biāo)和電網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行在線(xiàn)數(shù)據(jù)集成、報(bào)送、監(jiān)測(cè)與分析的全過(guò)程閉環(huán)管理和電網(wǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)的在線(xiàn)分析系統(tǒng)。能夠解決數(shù)據(jù)管理分散、更新滯后、共享度不高的問(wèn)題，為開(kāi)展電能質(zhì)量的在線(xiàn)監(jiān)督為提供技術(shù)支撐手段，在線(xiàn)評(píng)估電網(wǎng)運(yùn)行潛在安全風(fēng)險(xiǎn)，為質(zhì)量監(jiān)督管理提供決策支持，提升電能質(zhì)量與安全運(yùn)行水平。

2 電能質(zhì)量在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及功能

2.1 系統(tǒng)整體架構(gòu)

電能質(zhì)量在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)總體架構(gòu)如圖1所示。

圖1 電能質(zhì)量在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)整體架構(gòu)

電能質(zhì)量在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要包含3個(gè)模塊，即主站集成模塊、主站監(jiān)測(cè)模塊、主站分析模塊。其中集成模塊部署在?。ㄊ校┕緩?fù)用資產(chǎn)全生命周期評(píng)估決策系統(tǒng)軟硬件環(huán)境，監(jiān)測(cè)和分析模塊部署在總部，用于實(shí)現(xiàn)電能質(zhì)量在線(xiàn)監(jiān)測(cè)和指標(biāo)分析。此外在總部同時(shí)實(shí)現(xiàn)相關(guān)指標(biāo)共享給運(yùn)營(yíng)監(jiān)控中心，由總部運(yùn)營(yíng)監(jiān)控中心通過(guò)兩級(jí)數(shù)據(jù)中心將指標(biāo)下發(fā)給省市公司運(yùn)營(yíng)監(jiān)控中心共享[1]。

電能質(zhì)量在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主站集成模塊橫向數(shù)據(jù)集成按照集成規(guī)范要求，通過(guò)ESB、SG-CIM、E文件等多種形式，將電網(wǎng)頻率、電網(wǎng)電壓、供電電壓、輸變電系統(tǒng)可靠性，高、中、低壓用戶(hù)供電可靠性及相關(guān)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)橫向采集，實(shí)現(xiàn)各類(lèi)指標(biāo)相關(guān)數(shù)據(jù)的自動(dòng)集成。

電能質(zhì)量在線(xiàn)監(jiān)測(cè)主站集成模塊縱向數(shù)據(jù)交換主要利用總部、?。ㄊ校﹥杉?jí)數(shù)據(jù)中心，通過(guò)DXP、ESB等方式，實(shí)現(xiàn)公司總部和?。ㄊ校┕緮?shù)據(jù)的自動(dòng)縱向交換，同時(shí)實(shí)現(xiàn)計(jì)算分析結(jié)果在兩級(jí)運(yùn)營(yíng)監(jiān)控中心和相關(guān)業(yè)務(wù)部門(mén)之間的共享。

2.2 業(yè)務(wù)架構(gòu)

電能質(zhì)量在線(xiàn)監(jiān)測(cè)主要涵蓋的業(yè)務(wù)有數(shù)據(jù)管理、質(zhì)量評(píng)價(jià)、質(zhì)量分析、協(xié)調(diào)管控、可靠性改造、質(zhì)量目標(biāo)管理、綜合管理等七大項(xiàng)業(yè)務(wù)，其業(yè)務(wù)架構(gòu)如圖2所示。

電能質(zhì)量在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)業(yè)務(wù)架構(gòu)各業(yè)務(wù)功能：

數(shù)據(jù)管理是基于電網(wǎng)資產(chǎn)質(zhì)量監(jiān)督管理系統(tǒng)和資產(chǎn)全壽命評(píng)估決策系統(tǒng)建設(shè)完成的資產(chǎn)數(shù)據(jù)集成業(yè)務(wù)，對(duì)基礎(chǔ)臺(tái)賬和運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行提升管理，新增質(zhì)量事件管理。

圖2 電能質(zhì)量在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)業(yè)務(wù)架構(gòu)

質(zhì)量評(píng)價(jià)主要針對(duì)電網(wǎng)電壓指標(biāo)、電網(wǎng)頻率指標(biāo)、輸變電系統(tǒng)可靠性指標(biāo)、用戶(hù)供電可靠性指標(biāo)、質(zhì)量關(guān)鍵指標(biāo)的在線(xiàn)評(píng)價(jià)，同時(shí)進(jìn)行基于拓?fù)涞碾娋W(wǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)在線(xiàn)評(píng)價(jià)、基于潮流的電網(wǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)在線(xiàn)評(píng)價(jià)，設(shè)備可靠性建模評(píng)價(jià)、以及基于預(yù)想故障狀態(tài)的電網(wǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)在線(xiàn)評(píng)價(jià)。逐步建立全方位的電能質(zhì)量、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)管理業(yè)務(wù)，涵蓋在線(xiàn)指標(biāo)模型定義、在線(xiàn)指標(biāo)計(jì)算模型定義、在線(xiàn)預(yù)警規(guī)則定義、分析模型定義、分析規(guī)則定義，用于提供實(shí)現(xiàn)在線(xiàn)計(jì)算各種業(yè)務(wù)指標(biāo)提供統(tǒng)一模型配置基礎(chǔ)，達(dá)到可隨時(shí)增加新的指標(biāo)計(jì)算的需求，并提供在線(xiàn)動(dòng)態(tài)預(yù)警的規(guī)則定義，動(dòng)態(tài)進(jìn)行分析模型的構(gòu)建及分析規(guī)則的定義，以實(shí)現(xiàn)分析展現(xiàn)的動(dòng)態(tài)定制[2]。

質(zhì)量分析主要是綜合各類(lèi)資產(chǎn)質(zhì)量監(jiān)督管理完成的指標(biāo)評(píng)估分析和電網(wǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)離線(xiàn)分析功能，實(shí)現(xiàn)電能質(zhì)量指標(biāo)在線(xiàn)分析、電網(wǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)在線(xiàn)分析、質(zhì)量事件分析、質(zhì)量關(guān)鍵指標(biāo)分析業(yè)務(wù)。

協(xié)調(diào)管控對(duì)質(zhì)量評(píng)價(jià)、質(zhì)量分析發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題以及潛在質(zhì)量問(wèn)題，通過(guò)質(zhì)量事故警示、質(zhì)量通報(bào)、專(zhuān)項(xiàng)督查、質(zhì)量事件調(diào)查功能，完成協(xié)調(diào)管控，建立從質(zhì)量目標(biāo)、質(zhì)量評(píng)價(jià)、質(zhì)量分析到協(xié)調(diào)管控的閉環(huán)質(zhì)量監(jiān)督管理過(guò)程。

通過(guò)對(duì)現(xiàn)有可靠性管理功能，進(jìn)行可靠性業(yè)務(wù)的提升改造，主要包括可靠性臺(tái)帳管理改造、可靠性運(yùn)行管理改造、可靠性設(shè)施與回路事件自動(dòng)關(guān)聯(lián)改造、三級(jí)流程審批改造以及設(shè)備綜合管理等業(yè)務(wù)。

質(zhì)量目標(biāo)管理主要是完成電能質(zhì)量目標(biāo)、工程建設(shè)質(zhì)量目標(biāo)、運(yùn)行質(zhì)量目標(biāo)和服務(wù)質(zhì)量目標(biāo)的指標(biāo)體系編制、發(fā)布，以及各單位關(guān)鍵指標(biāo)建議目標(biāo)值填報(bào)、匯總、審查，從而形成完整的質(zhì)量目標(biāo)體系。

綜合管理將除核心業(yè)務(wù)之外的所有綜合性、輔助性業(yè)務(wù)進(jìn)行統(tǒng)一管理，包括文件簽閱、質(zhì)量工作計(jì)劃、專(zhuān)業(yè)人員管理、系統(tǒng)應(yīng)用監(jiān)控和運(yùn)維服務(wù)管理。

2.3 技術(shù)架構(gòu)

技術(shù)架構(gòu)為了支撐業(yè)務(wù)、應(yīng)用、數(shù)據(jù)，從業(yè)務(wù)需求出發(fā)，依據(jù)對(duì)電能質(zhì)量在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的業(yè)務(wù)架構(gòu)、應(yīng)用架構(gòu)、數(shù)據(jù)架構(gòu)的分析與設(shè)計(jì)，進(jìn)行了系統(tǒng)技術(shù)組件的劃分，如圖3所示。

圖3 電能質(zhì)量在線(xiàn)監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)

電能質(zhì)量在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)與設(shè)計(jì)的總體思路充分利用電網(wǎng)資產(chǎn)質(zhì)量監(jiān)督系統(tǒng)和資產(chǎn)全壽命評(píng)估決策系統(tǒng)的已有軟、硬件資源開(kāi)展工作，為了延續(xù)上述兩個(gè)系統(tǒng)的技術(shù)路線(xiàn)，電能質(zhì)量在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)將基于PI3000平臺(tái)研發(fā)，技術(shù)組件包括業(yè)務(wù)技術(shù)組件、公共管理組件和應(yīng)用服務(wù)組件三個(gè)部分，其中業(yè)務(wù)組件包含基礎(chǔ)數(shù)據(jù)在線(xiàn)采集與管理層、模型層、電能質(zhì)量指標(biāo)評(píng)價(jià)與分析層和統(tǒng)一監(jiān)測(cè)與展現(xiàn)層，各個(gè)層次包含多個(gè)技術(shù)組件。公共管理組件包括身份認(rèn)證、統(tǒng)一待辦和信息發(fā)布功能。應(yīng)用服務(wù)組件則提供系統(tǒng)基礎(chǔ)模塊如：工作流引擎、權(quán)限管理、任務(wù)調(diào)度、模型服務(wù)、文件服務(wù)、日志管理、安全管理、建模工具、報(bào)表報(bào)告服務(wù)、圖形展現(xiàn)工具、數(shù)據(jù)備份恢復(fù)組建以及數(shù)據(jù)訪(fǎng)問(wèn)服務(wù)[3]。

每個(gè)層次需符合一些基本依賴(lài)關(guān)系和接口契約，包括：自上而下依賴(lài)原則，松散交互原則，接口交互原則。這些原則保證了整個(gè)系統(tǒng)的靈活性、擴(kuò)展性和可測(cè)性。根據(jù)每個(gè)層次不同特性和功能職責(zé)。統(tǒng)一監(jiān)測(cè)與展現(xiàn)層與電能質(zhì)量指標(biāo)評(píng)價(jià)與分析層間通過(guò)WebService服務(wù)調(diào)用，基于XML完成服務(wù)的調(diào)用與數(shù)據(jù)交互；電能質(zhì)量指標(biāo)評(píng)價(jià)與分析層與模型層間通過(guò)內(nèi)部方法調(diào)用，基于緊耦合的方式完成方法調(diào)用與數(shù)據(jù)交互；基礎(chǔ)數(shù)據(jù)在線(xiàn)采集與管理層基于WebSerivce和ETL工具兩種方法完成各個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集，以統(tǒng)一的接口向模型層提供數(shù)據(jù)[4]。

3 效益分析

3.1 管理效益

電能質(zhì)量在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)結(jié)合智能電網(wǎng)建設(shè)，開(kāi)展公司總部、省、地（市）的電能質(zhì)量在線(xiàn)監(jiān)測(cè)應(yīng)用，通過(guò)多種技術(shù)手段對(duì)調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)、配網(wǎng)自動(dòng)化等系統(tǒng)相關(guān)指標(biāo)數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效集成，以達(dá)到電能質(zhì)量數(shù)據(jù)在線(xiàn)自動(dòng)采集、傳輸和監(jiān)測(cè)范圍全面覆蓋的目標(biāo)，拓展專(zhuān)業(yè)管理的廣度和深度。通過(guò)系統(tǒng)建設(shè)將促進(jìn)電網(wǎng)運(yùn)行精細(xì)化管理進(jìn)一步提升，不斷提高電網(wǎng)安全、優(yōu)質(zhì)，保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定，有效開(kāi)展電網(wǎng)運(yùn)行的分析防控、持續(xù)改進(jìn)和提升電網(wǎng)安全水平和優(yōu)質(zhì)服務(wù)水平，同時(shí)也是對(duì)公司基礎(chǔ)管理水平的重大改進(jìn)。

電能質(zhì)量在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可將可靠性指標(biāo)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)與歷史評(píng)價(jià)結(jié)果相結(jié)合，完成可靠性指標(biāo)的在線(xiàn)同期對(duì)比分析和在線(xiàn)趨勢(shì)分析，為可靠性管理工作決策提供有效的分析手段，更加深入的指導(dǎo)運(yùn)維檢修工作的開(kāi)展，提高了故障恢復(fù)的響應(yīng)速度和風(fēng)險(xiǎn)預(yù)防能力。

電能質(zhì)量在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)，對(duì)電網(wǎng)質(zhì)量關(guān)鍵基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和指標(biāo)數(shù)據(jù)的進(jìn)行全面集成，不但為電網(wǎng)異常分析處理提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，而且提供了統(tǒng)一的分析展現(xiàn)平臺(tái)。

3.2 經(jīng)濟(jì)效益方面

通過(guò)電能質(zhì)量在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，尤其是電網(wǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)警與管控，將減少重大事件的發(fā)生機(jī)率，提高電力企業(yè)的服務(wù)質(zhì)量。通過(guò)關(guān)鍵用戶(hù)及主要設(shè)施的實(shí)時(shí)在線(xiàn)電網(wǎng)頻率、電壓和可靠性指標(biāo)監(jiān)測(cè)，對(duì)電網(wǎng)生產(chǎn)運(yùn)行的關(guān)鍵點(diǎn)實(shí)施重點(diǎn)管理，可減少重大及可能造成較大經(jīng)濟(jì)損失、較大不良社會(huì)影響的事件的發(fā)生，提高電力企業(yè)的整體服務(wù)水平。

3.3 社會(huì)效益方面

電能質(zhì)量在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，將完成電能質(zhì)量數(shù)據(jù)在線(xiàn)自動(dòng)采集、傳輸和監(jiān)測(cè)范圍的全覆蓋。有效融合電能質(zhì)量數(shù)據(jù)與電網(wǎng)模型，開(kāi)展電網(wǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)分析和控制，為電網(wǎng)運(yùn)行安全水平和服務(wù)水平的提升提供支持。同時(shí)，項(xiàng)目的順利實(shí)施也可為確保電網(wǎng)安全運(yùn)行，為社會(huì)發(fā)展提供安全、可靠、可持續(xù)的電力供應(yīng)，為促進(jìn)能源和電力工業(yè)發(fā)展，服務(wù)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和構(gòu)建社會(huì)主義和諧社會(huì)做出重要貢獻(xiàn)。

4 結(jié)論

1）在全面質(zhì)量管理工作的總體要求下，電能質(zhì)量在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)將徹底改變電能質(zhì)量監(jiān)督管理分散的現(xiàn)狀，對(duì)電網(wǎng)頻率、中樞點(diǎn)電壓、供電電壓、輸變電系統(tǒng)可靠性、用戶(hù)供電可靠性數(shù)據(jù)的集中在線(xiàn)采集、監(jiān)測(cè)與管理，為進(jìn)一步提高電能質(zhì)量，保障運(yùn)行安全，提升服務(wù)水平提供支撐。

2）電能質(zhì)量在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，集成在線(xiàn)運(yùn)行數(shù)據(jù)和相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)源信息，搭建電網(wǎng)公司總體風(fēng)險(xiǎn)分析平臺(tái)，建立全方位的電網(wǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)體系，對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行在線(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)和管控，為電網(wǎng)運(yùn)行安全水平和服務(wù)水平的提升提供支持。

3）電能質(zhì)量在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，形成涵蓋資產(chǎn)質(zhì)量管理、電能質(zhì)量在線(xiàn)監(jiān)測(cè)、可靠性管理、電網(wǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)分析、資產(chǎn)全壽命周期評(píng)估決策各類(lèi)應(yīng)用綜合業(yè)務(wù)工作臺(tái)，并支持后繼業(yè)務(wù)功能的擴(kuò)展，同時(shí)加強(qiáng)了對(duì)各業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)共享與業(yè)務(wù)融合，達(dá)到從資產(chǎn)質(zhì)量、電能質(zhì)量、電網(wǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)三個(gè)方面對(duì)規(guī)劃設(shè)計(jì)、采購(gòu)建設(shè)、運(yùn)行檢修、技改報(bào)廢全壽命過(guò)程的質(zhì)量評(píng)價(jià)、分析以及過(guò)程監(jiān)督。

[1] 國(guó)家電網(wǎng)公司. 國(guó)家電網(wǎng)公司電能質(zhì)量在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)概要設(shè)計(jì)[M]. 北京: 國(guó)家電網(wǎng)公司, 2012.

[2] 國(guó)網(wǎng)電力科學(xué)研究院. 電能質(zhì)量在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(一期)建設(shè)[M]. 北京: 國(guó)網(wǎng)電力科學(xué)研究院, 2012.

[3] 薛俊茹, 劉可, 宋銳, 等. 青海電能質(zhì)量在線(xiàn)監(jiān)測(cè)平臺(tái)建設(shè)與應(yīng)用[J]. 青海電力, 2013, 32(4): 41-43.

[4] 張逸, 林焱, 吳丹岳. 電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J]. 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制, 2015(2):138-147.