劉勇 梁素杰 陳筱陸 張舒麗

摘 要： 配網(wǎng)自動化技術(shù)的綜合能力是由監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)測、控制能力所決定。而且監(jiān)控系統(tǒng)明確要求必須實(shí)時采集相關(guān)數(shù)據(jù)信息，人機(jī)交互界面良好，運(yùn)用操作便利，其穩(wěn)定性和可靠性相對較高，有助于精細(xì)化管理與升級。系統(tǒng)主要包含兩層，即現(xiàn)地控制層和遠(yuǎn)程監(jiān)控層。為了保障系統(tǒng)信息獲取的完整性和及時性，在監(jiān)控系統(tǒng)中進(jìn)行電氣接線圖繪制與編輯的時候，以電力模型進(jìn)行一二次設(shè)備創(chuàng)建，從而實(shí)現(xiàn)對應(yīng)信息的有效關(guān)聯(lián)。而且，配網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，設(shè)備較多，圖模的變化頻率比較高，直接加大了配電自動化運(yùn)行維護(hù)圖模管理工作的難度，據(jù)此構(gòu)建基于多源系統(tǒng)的配網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)行圖模自助式驗(yàn)收。

關(guān)鍵詞： 多源系統(tǒng); 配網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng); 圖模驗(yàn)收; 自助式

中圖分類號： TP311 ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

Research on Distribution Network Monitoring System Based on Multi-

source System and Self-service Acceptance of Graphic Models

LIU Yong1，LIANG Sujie2，CHEN Xiaolu2， ZHANG Shuli3

（1. State Grid Shandong Power Supply Co. Ltd.， Jinan 250001; 2. State Grid Linyi Power Supply

Co. Ltd.， Linyi 276000; 3. Shandong AnXinYuan Information Technology Co. Ltd.， Jinan 250100）

Abstract： The comprehensive capability of distribution automation technology is determined by the monitoring and control ability of the monitoring system. Moreover， the monitoring system clearly requires that the relevant data must be collected in real time. The man-machine interface should be good， the operation should be convenient. Its stability and reliability are relatively high， which is helpful for fine management and upgrading. The system mainly consists of two layers， i.e.， the local control layer and remote monitoring layer. In order to ensure the integrity and timeliness of system information acquisition， the electrical wiring diagram is drawn and edited in the monitoring system， and the primary and secondary instruments are created with the power model to realize the effective association of the corresponding information. Moreover， the network structure of distribution network monitoring system is very complex， the equipment becomes more and more， and the changing frequency of graph mode is relatively high， which directly increases the difficulty of management of distribution automation operation and maintenance. Thus， a distribution network monitoring system based on multi-source system is constructed. It implements graphic model self-service acceptance.

Key words： Multi-source system; Distribution network monitoring system; Graphic model acceptance; Self-service type

0 引言

在智能電網(wǎng)快速建設(shè)發(fā)展過程中，新興業(yè)務(wù)進(jìn)一步提高了對終端通信接入網(wǎng)的要求，為電力系統(tǒng)提供了更加安全、完善、可靠的信息傳輸與交換服務(wù)。在此形勢下，電力通信網(wǎng)絡(luò)不斷發(fā)展，配電網(wǎng)規(guī)模逐漸擴(kuò)大，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備維護(hù)工作難度也隨之加大，對于通信網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控管理需求開始轉(zhuǎn)變?yōu)槊嫦驑I(yè)務(wù)，電力通信專業(yè)管理也隨之實(shí)現(xiàn)智能化發(fā)展。為了滿足既有通信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行管理需求，制定了基于多源系統(tǒng)的配網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)[1]。而在配網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)建中，基于PMS或GIS進(jìn)行圖模導(dǎo)入，其中依舊存在一些圖模不規(guī)范或錯誤，從而造成流程重復(fù)。配電網(wǎng)運(yùn)行方的變化太快，直接增加了圖模維護(hù)頻度與工作量的強(qiáng)度。圖形標(biāo)準(zhǔn)不一樣，造成配網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的主站系統(tǒng)建設(shè)中圖紙?jiān)O(shè)計(jì)、超鏈接、標(biāo)注信息等需要進(jìn)行二次維護(hù)，并且很容易被全面覆蓋，使得出現(xiàn)各種重復(fù)性工作。圖模維護(hù)工作量過大，質(zhì)量可感知度相對較低，對于其中所存在拓?fù)溥B接錯誤、模型異動、模型屬性錯誤等缺乏一定的感知與校核方式，相關(guān)工作人員定期會對相同饋線單線圖進(jìn)行改造前后對比分析，并嚴(yán)格執(zhí)行線路停電或者送電[2]。所以，應(yīng)采取行之有效的、科學(xué)完善的圖模一體化與自助式驗(yàn)收機(jī)制。

1 圖模庫一體化的現(xiàn)實(shí)意義

在實(shí)現(xiàn)圖模庫一體化系統(tǒng)之前，應(yīng)進(jìn)行GUI構(gòu)建，實(shí)現(xiàn)圖形與數(shù)據(jù)的有機(jī)連接。具體流程為：繪制圖畫→錄入數(shù)據(jù)庫→綁定圖元與設(shè)備。圖模庫一體化設(shè)計(jì)視為了保證用戶便于使用軟件，從海量數(shù)據(jù)中能夠快速找出所需信息。設(shè)備圖元在此理念下進(jìn)行設(shè)計(jì)，才可以充分發(fā)揮作用，成為具備既定屬性的設(shè)備。即軟件能夠?qū)D元進(jìn)行識別，以此判斷不同設(shè)備圖元。而在設(shè)備屬性和相關(guān)信息充足時，軟件可以在圖形上進(jìn)行斷路器與隔離開關(guān)操作，促使其根據(jù)用戶需求進(jìn)行分合[3]。因?yàn)檐浖?shí)現(xiàn)了圖元與參數(shù)的相對應(yīng)，用戶能夠直接操作圖元，這樣不僅可以推動主程序正常運(yùn)行，還會保證其他計(jì)算單元有序運(yùn)行，從而使得程序適用性和擴(kuò)展性得到提高。用戶對圖元進(jìn)行適當(dāng)修改，便可以與國際標(biāo)準(zhǔn)對圖元的變化相符。而圖模庫一體化系統(tǒng)在其他方向加以使用，用戶只需要處理并創(chuàng)建圖元即可，不需要重新制作系統(tǒng)。圖形界面的支持對于配網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)自動化的遠(yuǎn)程操作而言十分必要，所以，圖模庫一體化將會是電力行業(yè)軟件的主要方向。

2 基于多源系統(tǒng)的配網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)模塊

2.1 接入網(wǎng)告警集中監(jiān)視模塊

2.1.1 告警采集

采集、分類并存儲原始的告警信息。其中，告警采集主要就是從設(shè)備接口、網(wǎng)管接口、智能采集器的原始告警信息。告警標(biāo)準(zhǔn)化則是實(shí)現(xiàn)信息標(biāo)準(zhǔn)化。告警存儲則是把所處理信息存儲在數(shù)據(jù)庫。

2.1.2 告警過濾

嚴(yán)格制定并遵守科學(xué)的過濾規(guī)則，基于大量告警將用戶所不關(guān)心的告警屏蔽掉，以此避免引發(fā)告警風(fēng)暴。所謂過濾規(guī)則制定實(shí)際上就是等級、原因、設(shè)備、關(guān)聯(lián)業(yè)務(wù)等相關(guān)規(guī)則，及時存儲到規(guī)則庫中去。高精過濾規(guī)則應(yīng)用就是過濾所接收告警根據(jù)規(guī)則庫匹配的規(guī)則加以過濾，并把所過濾信息存儲在數(shù)據(jù)庫中[4]。

2.2 接入網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視

與通信網(wǎng)絡(luò)、業(yè)務(wù)相融合，采集通信設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)告警信息、性能信息、配置信息，對網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時計(jì)算分析，基于EPON網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、光纜網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹⒃O(shè)備面板圖等進(jìn)行直觀、生動地展示[5]。

2.2.1 EPON網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

通過EPON網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D形式，將整體通信網(wǎng)絡(luò)之間的連接性關(guān)系，設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀態(tài)等進(jìn)行實(shí)時展示。將主要節(jié)點(diǎn)與相關(guān)聯(lián)的智能化設(shè)備信息以及所承載業(yè)務(wù)信息全面展現(xiàn)出來，同時實(shí)時反映其中所發(fā)生的告警信息。

2.2.2 光纜網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/p>

以地理信息系統(tǒng)作為載體，將光纜網(wǎng)設(shè)施地理分布和空間物理連接關(guān)系全面展示出來，并進(jìn)一步反應(yīng)光纜網(wǎng)的具體運(yùn)行狀況。將預(yù)警數(shù)據(jù)信息提取出來，并在光纜網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲袑⑵淅寐氏嚓P(guān)預(yù)警信息進(jìn)行實(shí)時反映。在和光纜監(jiān)測系統(tǒng)之間實(shí)現(xiàn)有機(jī)連接時，及時提取光纜故障信息，在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渖蠈?shí)時定位故障，并反映故障信息。依據(jù)光纜兩端進(jìn)行設(shè)備告警信息傳輸，基于詳細(xì)分析，在拓?fù)渖蠈⒐饫|具體運(yùn)行狀況反映出來。

2.2.3 業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/p>

以矢量圖形為基礎(chǔ)，將業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)連接關(guān)系與電路承載關(guān)系加以全面顯示，并切實(shí)反映具體業(yè)務(wù)形態(tài)。根據(jù)通信相關(guān)部門內(nèi)部的電話視頻會議、調(diào)度交換等相關(guān)系統(tǒng)進(jìn)行全程監(jiān)視，以此反應(yīng)業(yè)務(wù)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)的具體狀況。

2.2.4 設(shè)備面板圖

采取圖形的方式將和設(shè)備配置相符的面板圖全面展現(xiàn)出來，以此真實(shí)反映設(shè)備組成與設(shè)備端口具體位置，基于各種顏色實(shí)時反映設(shè)備與端口的詳細(xì)運(yùn)行狀態(tài)[6]。

2.3 接入網(wǎng)業(yè)務(wù)監(jiān)視

在配網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)中，很有可能存在告警風(fēng)暴數(shù)據(jù)信息的有效對策，即實(shí)時處理效率、報(bào)文均衡方式、告警核對、批量展示方式等都是關(guān)鍵性核心技術(shù)。電網(wǎng)通信業(yè)務(wù)監(jiān)控實(shí)際上就是基于電網(wǎng)通信業(yè)務(wù)監(jiān)控管理，保證服務(wù)水平和質(zhì)量。

3 基于多源系統(tǒng)的配網(wǎng)圖模自助式驗(yàn)收機(jī)制 ?配網(wǎng)主站系統(tǒng)構(gòu)建中，圖模驗(yàn)收是一項(xiàng)非常關(guān)鍵的基礎(chǔ)性工程，而健全精確的圖模對于配網(wǎng)自動化系統(tǒng)而言，是其配網(wǎng)分析的重要基礎(chǔ)。配電自動化系統(tǒng)，即DMS系統(tǒng)和外部圖模驗(yàn)收模型構(gòu)建，需要嚴(yán)格遵守相同模型、相同圖形，但是應(yīng)用角度不同等相關(guān)原則，基于系統(tǒng)數(shù)據(jù)來源的唯一性，在系統(tǒng)中構(gòu)建圖模，其主要來于調(diào)度自動化系統(tǒng)，即EMS系統(tǒng)，就是所謂的主網(wǎng)圖模。站外圖模一般主要來源于PMS或GIS系統(tǒng)，也就是所謂的配網(wǎng)圖模。外部圖模模型和內(nèi)部系統(tǒng)之間應(yīng)基于資產(chǎn)編號實(shí)現(xiàn)設(shè)備數(shù)量增加，并通過主網(wǎng)模型和配網(wǎng)模型邊界位置的對接，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一化、整體化配網(wǎng)主站系統(tǒng)調(diào)配一體化電網(wǎng)模型[7]。其中，配網(wǎng)主站系統(tǒng)圖模管理流程，具體如圖1所示。

在圖1中，PMS系統(tǒng)、GIS系統(tǒng)將模型數(shù)據(jù)文件與圖形數(shù)據(jù)文件，以通信接口服務(wù)器為載體將其傳輸?shù)叫畔⒔换タ偩€。總線把圖形與模型數(shù)據(jù)傳輸給配網(wǎng)主站系統(tǒng)，主站則依舊模型文件的增量模式，更新數(shù)據(jù)庫模型，圖形則是通過覆蓋方式進(jìn)行更新。主網(wǎng)圖模主要來源于EMS系統(tǒng)，而圖模接口則是根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)接口所規(guī)定的SVG方式，將主網(wǎng)廠站的網(wǎng)絡(luò)模型與圖形及時導(dǎo)出，基于信息交互總線傳輸給配網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)。配網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)將主網(wǎng)模型進(jìn)行解析，與既有主網(wǎng)模型進(jìn)行對比分析，計(jì)算所需增量更新的具體設(shè)備信息。在配網(wǎng)模型中，通過搜索相對應(yīng)配網(wǎng)模型邊界設(shè)備，一旦發(fā)現(xiàn)設(shè)備，就代表需要和廠站模型相對接的配網(wǎng)設(shè)備。主網(wǎng)模型在更新系統(tǒng)增量以后，標(biāo)記相配合的配網(wǎng)模型，更新和邊界設(shè)備相連的配網(wǎng)設(shè)備一端節(jié)點(diǎn)號。在改變配網(wǎng)模型之后，基于邊界設(shè)備重構(gòu)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，保證主配網(wǎng)模型拼接和圖模驗(yàn)收的準(zhǔn)確性[8]。

4 基于多源系統(tǒng)的配網(wǎng)圖模自助式驗(yàn)收

配網(wǎng)模型驗(yàn)收是確保配網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)圖模質(zhì)量的主要方式，基于統(tǒng)計(jì)分析配網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)備模型信息，構(gòu)建設(shè)備之間的層次與拓?fù)潢P(guān)系，查找設(shè)備模型中可能會出現(xiàn)的不良現(xiàn)象，并及時采取措施加以處理。

4.1 構(gòu)建層次結(jié)構(gòu)

在模型導(dǎo)入和修改時，極易造成模型誤操作，一旦局限在某圖或某廠站進(jìn)行模型分析，會突出其片面性。而配網(wǎng)模型驗(yàn)收主要以主站系統(tǒng)實(shí)時庫的數(shù)據(jù)作為載體，對其中的模型數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，為用戶提供接口，對模型數(shù)據(jù)實(shí)施全方位檢查與分析。層次結(jié)構(gòu)則應(yīng)詳細(xì)記錄主網(wǎng)設(shè)備，通過設(shè)備和容器關(guān)系，既有設(shè)備拓?fù)潢P(guān)系，構(gòu)建設(shè)備層次關(guān)系。層次結(jié)構(gòu)構(gòu)件的輸入和輸出主要是設(shè)備詳細(xì)信息、設(shè)備直接容器信息。通過獲取數(shù)據(jù)庫，構(gòu)建設(shè)備信息，并依據(jù)設(shè)備與容器之間的從屬性關(guān)系，構(gòu)建設(shè)備之間的層次關(guān)系，加以存儲，從而獲得設(shè)備直接容器信息和以設(shè)備為容器所包含的所有設(shè)備[9]。模型校核邏輯具體如圖2所示。

4.2 構(gòu)建拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

配網(wǎng)模型拓?fù)溥B接性檢查主要為兩層，即層次聚類分析與拓?fù)淠Ｐ统槿》治?。其中，層次聚類分析是基于饋線層次關(guān)系將單線模型抽選出來，然后針對節(jié)點(diǎn)的連接性做進(jìn)一步聚類分析。構(gòu)建拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，基于配網(wǎng)母線為出發(fā)點(diǎn)，詳細(xì)記錄節(jié)點(diǎn)信息及其與設(shè)備的映射關(guān)系，以構(gòu)建設(shè)備之間的父子拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)關(guān)系。拓?fù)淠Ｐ统槿》治鰧?shí)際上就是以饋線拓?fù)淠Ｐ蜑檩d體，抽選單線模型，然后以一般性布局布線算法為基礎(chǔ)，生成配網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)拓?fù)鋱D，據(jù)此開展連接線性分析，或者對模型抽取規(guī)則進(jìn)行適當(dāng)修改，然后重構(gòu)圖模。拓?fù)潢P(guān)系檢查為相關(guān)維護(hù)工作人員提供幫助，以此對配網(wǎng)模型連接性質(zhì)量進(jìn)行校核，切實(shí)滿足配網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)的技術(shù)性要求[10]。

5 總結(jié)

綜上所述，基于多源系統(tǒng)的配網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)支持對先進(jìn)的配網(wǎng)技術(shù)體制統(tǒng)一驗(yàn)收，并基于擴(kuò)展，實(shí)現(xiàn)與除了EPON以外的技術(shù)體制數(shù)據(jù)交互，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)監(jiān)控等相關(guān)功能，實(shí)現(xiàn)智能化有效應(yīng)用的終極目標(biāo)。就配網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)圖模的實(shí)際特性而言，在圖模導(dǎo)入配網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)主站平臺之后，進(jìn)行自助式驗(yàn)收，通過數(shù)據(jù)構(gòu)建所生成的設(shè)備信息與設(shè)備間層次結(jié)構(gòu)、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并對比分析了模型數(shù)據(jù)，以此獲取層次結(jié)構(gòu)和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的實(shí)際變化，然后驗(yàn)證圖模的正確性與完整性等，并把變化結(jié)果及時傳輸給應(yīng)用程序。因?yàn)榕渚W(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了多層次升級，配網(wǎng)圖模管理技術(shù)也在逐漸優(yōu)化，通過基于多源系統(tǒng)的配網(wǎng)圖模自助式驗(yàn)收，圖模導(dǎo)入和驗(yàn)收效率明顯提升了，為配網(wǎng)調(diào)度提供了高質(zhì)量圖模，從而使得配網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行效率也得到了明顯提高。

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（收稿日期： 2019.01.09）

基金項(xiàng)目：國網(wǎng)山東省電力公司科技項(xiàng)目資助（SGSDLY00FCJS1800728）

作者簡介：劉勇（1982-），男，山東，碩士，研究生，高級工程師，研究方向：電氣工程及其自動化。

梁素杰（1978-），女，省臨沂市，高級工程師，高級技師，研究方向：電力系統(tǒng)及其自動化。

陳筱陸（1989-），男，臨沂市，碩士，研究生，高級工程師，研究方向：電力系統(tǒng)及其自動化。

張舒麗（1986-），女，濟(jì)南人，軟件工程師，研究方向：計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)。文章編號：1007-757X（2020）02-0020-03