任劍峰 任亮民

摘要：隨著深入推進(jìn)電力體制改革、建設(shè)能源互聯(lián)網(wǎng)、實(shí)施大數(shù)據(jù)創(chuàng)新應(yīng)用等國家戰(zhàn)略的推進(jìn)，計(jì)量傳統(tǒng)業(yè)務(wù)向新型業(yè)務(wù)拓展，營銷業(yè)務(wù)向社會(huì)化全業(yè)務(wù)鏈延伸?？鐚I(yè)協(xié)同持續(xù)深化，對(duì)電力系統(tǒng)監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的支撐能力提出新的要求。面對(duì)新形勢新挑戰(zhàn)，全面總結(jié)采集系統(tǒng)建設(shè)的基本情況和主要成效，梳理系統(tǒng)建設(shè)過程中的不足，分析面臨的外部形勢，結(jié)合業(yè)界成熟的新技術(shù)，提出新一代電力系統(tǒng)監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)監(jiān)控;數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

1用電采集系統(tǒng)現(xiàn)狀

1.1數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

數(shù)據(jù)庫讀寫性能存在瓶頸。采集系統(tǒng)建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，系統(tǒng)日數(shù)據(jù)量處理增多，需要采集的數(shù)據(jù)呈線性增長，傳統(tǒng)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫在數(shù)據(jù)入庫、讀取效率等方面均存在性能瓶頸，無法滿足數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及應(yīng)用開展的需要。同時(shí)，龐大數(shù)據(jù)量對(duì)數(shù)據(jù)備份造成很大壓力，數(shù)據(jù)庫備份耗時(shí)越來越長，數(shù)據(jù)恢復(fù)可能需要花費(fèi)數(shù)以天計(jì)的時(shí)間，影響核心業(yè)務(wù)的開展。

1.2數(shù)據(jù)采集服務(wù)

數(shù)據(jù)采集服務(wù)主要負(fù)責(zé)通訊前置、報(bào)文解析、數(shù)據(jù)入庫。在海量數(shù)據(jù)接入的情況下，高峰負(fù)荷期間，單臺(tái)采集前置需要處理的通訊報(bào)文數(shù)量可能是現(xiàn)在的幾十倍乃至上百倍，對(duì)采集前置的并發(fā)處理能力帶來巨大壓力。雖然當(dāng)前采集前置一般采用分布式架構(gòu)，但每個(gè)采集節(jié)點(diǎn)承擔(dān)了任務(wù)生成、邏輯控制以及數(shù)據(jù)入庫等多個(gè)業(yè)務(wù)，造成單個(gè)節(jié)點(diǎn)承擔(dān)的業(yè)務(wù)過于繁重，尤其是數(shù)據(jù)入庫效率更是限制了采集前置的線性擴(kuò)展能力。

1.3主站應(yīng)用

主站應(yīng)用主要是實(shí)現(xiàn)采集業(yè)務(wù)流程管理以及基于采集數(shù)據(jù)開展的數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析等相關(guān)應(yīng)用。主要存在的問題是接口缺乏有效管理，加大采集系統(tǒng)負(fù)載壓力。采集系統(tǒng)為其他業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)提供大量的數(shù)據(jù)支撐，目前眾多接口采用的方式不盡相同，各業(yè)務(wù)系統(tǒng)間數(shù)據(jù)需求存在交叉，一對(duì)一方式的接口應(yīng)用導(dǎo)致接口開發(fā)重復(fù)無度，對(duì)采集系統(tǒng)本身造成了很大的接口服務(wù)壓力，影響采集系統(tǒng)對(duì)外提供數(shù)據(jù)。

2 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與監(jiān)控系統(tǒng)的研究

電力系統(tǒng)定期從RTU數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)是它的基本功能，大多數(shù)查詢系統(tǒng)都是在電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集模式下獲得信息，在接收主站RTU的請(qǐng)求之前將數(shù)據(jù)傳輸?shù)街髡綬TU，發(fā)送的查詢請(qǐng)求狀態(tài)依據(jù)數(shù)據(jù)值的集合或超出范圍的增量變化。這種方法的主要優(yōu)點(diǎn)是縮短主站的數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間，平均負(fù)載的通信線路也比較優(yōu)越，然而通信線路必須有足夠的帶寬水平來抑制電力系統(tǒng)中的干擾，快速提供更加準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)收集過程是一個(gè)特殊的過程，這些子過程為：在采集數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，研究RTU的迅速變化;定期輪詢RTU主站數(shù)據(jù);發(fā)送必要的數(shù)據(jù)到第一站RTU主體;錯(cuò)誤數(shù)據(jù)傳輸控制單元產(chǎn)生的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換;通過覆蓋上一錯(cuò)誤狀態(tài)校正現(xiàn)有數(shù)值庫中的原始數(shù)據(jù)。

2.1 信息顯示

數(shù)據(jù)信息顯示是對(duì)檢索數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選，并結(jié)合采集系統(tǒng)提供的原始數(shù)據(jù)顯示在屏幕上。在索引頁（或菜單）上允許操作人員運(yùn)用光標(biāo)定位技術(shù)顯示各種類型的同一系統(tǒng)，這樣的功能大大降低了時(shí)間和空間的限制，鍵盤標(biāo)識(shí)符和其他的媒體CRT顯示器可以有效顯示相關(guān)數(shù)據(jù)。利用動(dòng)態(tài)模擬盤來收集信息，主要是因?yàn)殡娏ο到y(tǒng)內(nèi)部變化有分布模擬的顯示板上顯示模擬數(shù)據(jù)比較重要。

2.2 電力系統(tǒng)的監(jiān)測

電力系統(tǒng)的監(jiān)督操作可以采用遠(yuǎn)程方法包括選擇發(fā)電廠或變電站的自動(dòng)處理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)設(shè)備選型和實(shí)現(xiàn)打開開關(guān)的選擇，要避免未選定設(shè)備的操作或不發(fā)送操作指令等錯(cuò)誤，這是在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的一個(gè)重要的監(jiān)控和設(shè)計(jì)步驟，實(shí)現(xiàn)高水平的安全性需求。

2.3 信息存儲(chǔ)和報(bào)告

電力系統(tǒng)的監(jiān)控狀態(tài)和數(shù)據(jù)記錄操作過程中的一項(xiàng)重要任務(wù)的保護(hù)是電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，通過精確的記錄以滿足未來的要求和統(tǒng)計(jì)的電動(dòng)操作系統(tǒng)的預(yù)測和規(guī)劃設(shè)計(jì)等。數(shù)據(jù)記錄通常是實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)運(yùn)程操作的重要方法，但是要按一定的間隔周期預(yù)選的數(shù)據(jù)集，并將其存儲(chǔ)在一個(gè)文件中，這個(gè)存儲(chǔ)點(diǎn)通常是固定的，但在某些特殊情況下需要獲取的儲(chǔ)存信息更加頻繁。歷史監(jiān)控文件和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的各種信息源表綜合一起，提供有效的數(shù)據(jù)狀態(tài)報(bào)告?；谶@些文件保存歷史數(shù)據(jù)，以處理各種格式的電力系統(tǒng)報(bào)表，如具體的運(yùn)行日期、月份和年度報(bào)告等。如果出現(xiàn)特殊情況，斷路器打開狀態(tài)會(huì)獲得一個(gè)異常的記錄事件，掌握數(shù)據(jù)的正確率和中心RTU查詢的獨(dú)立循環(huán)。當(dāng)發(fā)生異常事件，主站發(fā)送報(bào)警信號(hào)開啟RTU的活躍狀態(tài)，因此時(shí)間精度的基礎(chǔ)值對(duì)RTU基于事件的序列，還會(huì)涉及大量分散的RTU主站。

2.4 數(shù)據(jù)計(jì)算

在電力變壓器數(shù)值計(jì)算過程中，加熱變壓器和負(fù)荷測量之間的密切聯(lián)系是最常見的變壓器讀數(shù)，一般來說計(jì)量單位都是兆瓦，沒有電流（單位為安培）就不會(huì)的準(zhǔn)確的監(jiān)測數(shù)據(jù)，由下式（MVA）=（MW）+（2，2）定期計(jì)算實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，通過比較標(biāo)稱值解讀布爾代數(shù)的離散點(diǎn)或集點(diǎn)。

2.5報(bào)警處理

告訴運(yùn)行人員發(fā)生了異常事件并報(bào)告發(fā)生的時(shí)間、站號(hào)、設(shè)備和事件的實(shí)質(zhì)，一般稱為報(bào)警處理。它有多種報(bào)警處理及表示方式。處理方法的細(xì)節(jié)大都被納入監(jiān)控及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的一個(gè)功能塊中。最常用的報(bào)警處理輸出是按時(shí)間先后排列，顯示在CRT報(bào)警表、打印機(jī)硬復(fù)制輸出和語音報(bào)警中。運(yùn)行人員確認(rèn)報(bào)警之后，立即把運(yùn)行狀態(tài)直接轉(zhuǎn)到與其相關(guān)的運(yùn)行位置，進(jìn)行人工直接干預(yù)。

3 結(jié)語

總之，電力采集系統(tǒng)需要滿足電力用戶的相關(guān)數(shù)據(jù)采集和計(jì)算分析以及用電參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控同時(shí)還需要對(duì)采集到的信息和數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總、加工、分析深度挖掘內(nèi)在需求為供電公司提供更及時(shí)有效的數(shù)據(jù)信息，充分發(fā)揮采集系統(tǒng)的及時(shí)性、靈活性和準(zhǔn)確性的技術(shù)要求，未電力發(fā)展提供準(zhǔn)確可靠的數(shù)據(jù)，未企業(yè)管理人員的決策提供可靠數(shù)據(jù)支持，便于及時(shí)分配各種資源提高企業(yè)的效率和經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1]燕宏海.基于GPRS的遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的應(yīng)用研究[D].北京：華北電力大學(xué)，2019.

[2]袁和剛.分布式電力遠(yuǎn)程抄表及預(yù)付費(fèi)軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].保定：華北電力大學(xué)（保定），2019.

[3]何志偉，宋雪娜.低壓電力用戶遠(yuǎn)程集中抄表系統(tǒng)通信信道技術(shù)淺析[J].電力標(biāo)準(zhǔn)化與技術(shù)經(jīng)濟(jì)，2020，15（2）：17-20.