广西电力线损统计系统设计方案.docx
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广西电力线损统计系统设计方案
广西电网公司线损管理系统
设计方案
广西电网公司生技部
广西供电局
广西能创信息科技有限责任公司
二○○四年一月十日
1.项目背景
电力网电能损耗(简称线损),是电力企业在电能传输和营销过程中所产生的电能损耗。
它是自发电厂出线起至用户电度表止所发生的电能消耗和损失。
线损率反映电力系统规划、设计、生产技术和经营管理水平,是各级供电企业的重要经济技术指标之一。
根据《中国南方电网有限责任公司节能管理办法》及广西电力线损管理标准的要求,为适应电力企业走向市场的需要及商业化运营要求,强化公司各级供电企业的线损管理,将线损率降低到合理的水平,提高企业的经济效益,线损统计和分析工作应做到:
网损和地区线损中的送变电线损分析按分压、分线进行,配电线损的分析按分区、分站、分线、分台区进行,并分别与其相对应的线损理论计算值进行比较,以掌握线损电量的组成,找出送变配电系统学薄弱环节,明确降损的主攻方向。
目前公司各供电局的分压、分线、分台区线损统计基本上是用Excel表格进行,不但工作量大、效率低,而且统计结果不准确,不及时,严重影响线损分析的质量和效果,因此,开发一套完整、统一、准确、快捷、基于新平台、网络化的线损统计系统,对提高公司线损管理科学水平,实行分级、分压、分线、分台区分析考核,及时发现线损管理中存在的各种问题,减少不明电量损失,促进节能降耗具有十分重要的意义。
2.系统设计思路
《广西电力公司线损统计系统》的设计思路是按照公司线损管理业务流程,利用先进的计算机及网络技术、通讯技术,建立新平台,开发线损统计高级应用程序,与现有的各类信息管理数据库如广西电网电能计量自动化系统、负荷管理系统、用电营销MIS系统等数据库进行无缝互联和有效集成,挖掘融合各数据库中与线损统计相关数据,实现数据信息跨地区、跨系统、跨平台共享和数据的综合利用。
该系统采用离线和在线相结合,采集各发电厂、变电站、开闭所、配电专变、公变配电、各类客户等关口表计数据作为供售电量参数来进行线损统计、分析。
具有分区、分压、分线、分台区线损统计、变电站母线电量不平衡计算、线损异常报警、线损综合分析、查询等功能。
《广西电力线损统计系统》的开发和推广应用将有效地提高公司线损统计工作效率和管理质量,为线损管理科学决策提供可靠依据。
3.系统的设计及技术要点
3.1.主要关键技术的研究
3.1.1.利用计算机网络实现线损统计的自动化
研究利用现有电力计算机网络,实现准确、快速、全面的线损在线和离线统计分析。
3.1.2.电能计量设备的数据采集与分析
研究变电站电能计量设备的数据采集与分析。
3.1.3.关于多个业务系统软件相互整合的研究
研究现存的多个业务系统软件如何灵活进行数据的整合。
3.2.设计架构的选择
3.2.1.结构:
线损系统的用户群将分布在区级机关、地级供电局、变电站,地域广阔,因此应该选择维护、更新容易的Browser/Server(浏览器/服务器)结构。
所有的程序都存放在服务器上,客户端只需要安装微软的InternetExplorer浏览器,以及直接从服务器下载一些插件即可立即使用系统,无需任何配置,客户端无需维护。
所有功能模块全部都用网页形式实现,用户容易接受。
3.2.2.多级的结构:
每一个级别(区级、地市级、县级)一个,保证本地的线损统计一定能正常进行。
3.2.3.异步消息技术保障多级系统的无缝衔接:
区级、地级、以及以后的县级线损系统都需要紧密连接起来,直接在系统中上传报表、下发命令,因此需要稳定的数据传输保障。
利用异步消息队列技术,可以保证在基础网络不稳定的情况下仍能保存数据命令,等待网络恢复后再自动(无需人工再次干预)发送数据。
3.2.4.采用组件化的设计方法保障系统可以被动态调整:
组件化的程序,使得系统能在运行时进行局部更新、调整而不影响用户使用。
3.2.5.分布式的程序框架保障系统可扩展性:
由于线损系统涉及到与其他业务系统的整合,并且在不同级别的线损系统之间其实也是一种整合,而分布式的组件设计便于衔接分布在其它计算机上程序,使系统具有良好的可拓展性,另外也更方便进行系统迁移与更新。
3.2.6.硬件系统架构如图一所示:
3.2.7.软件系统架构如图二所示(仅以公司本部、地区供电局为代表,县级做法类似):
3.2.8.硬件平台的选择:
为了系统能提供稳定高效的服务,同时兼顾经济效益的考虑,建议每个应用站点配置1台PC服务器,作为数据服务器、应用服务器和WEB服务器(三种应用同时在一台机器上运行),以后系统功能扩展对硬件有更高的需求后,可以再添加两台机器,实现每台机器负责一种服务,以提高计算能力。
建议服务器配置IntelXeon2.8G以上CPU、2G以上存、Raid磁盘阵列。
因此,每个供电局需要配置1台PC服务器,公司本部需要配置1台PC服务器。
3.2.9.软件平台的选择:
选择最新的Windows2003Server作为服务器操作系统,使用IIS6作为WEB服务器。
WindowsServer2003基于Windows2000Server的核心技术构建。
Microsoft.NET已与WindowsServer2003家族紧密集成。
它使用XMLWeb服务使软件集成程度达到了前所未有的水平:
离散、组件化的应用程序通过Internet互相连接并与其他大型应用程序相连接,使系统的整合更为方便。
它的可靠性、安全性、可扩展性都比2000版本有了不少提高。
WindowsServer2003置的应用程序服务,如ASP.NET、事务监视、消息队列和数据访问,减少代码编写工作量。
所有这些优点,都在改进的Windows服务器核结构中实现并构成了.NET的基础。
4.系统的功能描述
系统分为供电局和公司本部两部分。
4.1.供电局分系统主要功能如图三所示:
4.1.1.基础资料设置:
变电站资料、电压等级、分区划分资料、大用户资料。
4.1.2.设备台帐注册:
变压器资料注册、线路资料注册、表计注册(各级别操作员分别注册其管辖围的关口表)、CT、PT的设备资料注册、设置关口表和对应CT、PT的绑定关系。
4.1.3.各种统计的计算关系设置
4.1.3.1.分线线损统计关系式
4.1.3.2.分压线损统计关系式
4.1.3.3.分区线损统计关系式
4.1.3.4.分台区线损统计关系式
4.1.3.5.母线平衡统计关系式
4.1.3.6.站用电量关系式
4.1.3.7.变压器损耗关系式
4.1.3.8.购电量关系式
4.1.3.9.售电量关系式
4.1.3.10.网供电量关系式
4.1.3.11.线路送电量关系式
4.1.3.12.线路售电量关系式
4.1.4.数据上报公司的接口:
将数据传送到公司本部的软件数据通道。
4.1.5.系统扩展接口:
为以后与其他业务系统相结合,从中提取相关数据做好软件接口准备。
4.1.6.数据采集
4.1.6.1.实时数据采集:
在管辖围的变电站建立采集终端,通过光纤将所有相关电量表数据发送到公司主站。
4.1.6.2.从营销MIS提取用电量数据。
4.1.6.3.人工数据采集:
变运管理所、变电站直接拨号到供电局分系统,通过浏览器人工录入相关电量数据。
4.1.7.线损统计:
根据用户的选择,按照设置好的线损计算关系统计不同线路、不同电压等级、不同台区的实测线损;母线平衡线损计算;主变损耗计算;对于具体的某份统计,可以做出分析并在系统中记录下来。
4.1.8.报表管理:
4.1.8.1.利用统计的结果产生各种年、季、月报表(例如月末24点抄表电量情况、变电站母线平衡表、月度线损波动分析表等)
4.1.8.2.将报表直接上报到公司本部
4.1.8.3.打印报表
4.1.8.4.将报表导出到Excel
4.1.9.综合查询
4.1.9.1.按时间段对分压、分区、分线线损、母线电量平衡指标(不平衡率、合格率)、10kV线损率>=7%比例、主变损耗进行查询
4.1.9.2.高耗设备的查询
4.1.9.3.利用折线、柱形等统计图将统计结果直观地展示出来
4.1.10.智能分析
4.1.10.1.诊断分析系统:
基于系统的历史数据与实时数据,建立相应的数学模型,在综合分析的基础上,形成科学的决策支持分析报告,提高系统的智能性。
4.1.10.2.专家分析系统:
根据实时采集数据计算、统计、分析实测线损,对线损超标的线路作定性、定量、定位的分析,进一步提高电力系统的管理水平。
4.1.11.权限管理:
管理用户名、密码,设置用户的使用权限等。
4.2.公司本部分系统主要功能如图四所示:
4.2.1.基础资料设置:
电压等级等。
4.2.2.供电局数据上报接口:
与各地供电局进行交换数据的软件数据通道。
4.2.3.中调所数据上报接口:
接收中调所数据的软件数据通道。
4.2.4.线损统计:
利用中调所、各个供电局的上报数据,分压统计网区的线损。
4.2.5.报表管理:
4.2.5.1.利用各个供电局的上报数据,统计产生各种年、季、月报表(例如月末24点抄表电量情况、变电站母线平衡表、月度线损波动分析表等)
4.2.5.2.打印报表
4.2.5.3.将报表导出到Excel
4.2.6.系统扩展接口:
为以后与其他业务系统(例如广西电网电能计量自动化系统)相结合,从中提取相关数据做好软件接口准备。
4.2.7.综合查询:
4.2.7.1.按时间段对分压、分区、分线线损、母线电量平衡指标(不平衡率、合格率)进行查询、可查询地区供电局的各种数据,例如10kV线损率>=7%比例、主变损耗
4.2.7.2.高耗设备的查询
4.2.7.3.利用折线、柱形等统计图将统计结果直观地展示出来
4.2.8.智能分析
4.2.8.1.断分析系统:
基于系统的历史数据与实时数据,建立相应的数学模型,在综合分析的基础上,形成科学的决策支持分析报告,提高系统的智能性。
4.2.8.2.专家分析系统:
根据实时采集数据计算、统计、分析实测线损,对线损超标的线路作定性、定量、定位的分析,进一步提高电力系统的管理水平。
4.2.9.权限管理:
管理用户名、密码,设置用户的使用权限等。
5.设计工具的选择
5.1.MicrosoftDotNet平台
.NET提供了Windows平台下新一代的组件化开发的基础架构。
是原来WindowsDNA(DistributeNetworkArchitecture)构架的全面升级,解决了DNA中的不少缺陷。
DNA架构包括:
asp、Com/Com+,对应的.NET架构是asp.NET、.NET组件。
DNA中的RPC和DCOM都更适用于Intranet而不是Internet。
RPC和DCOM要求的端口在防火墙部,不太可能被打开。
这种局限对于开发上线的WEB应用是一个很严重的问题。
DNA架构中的组件COM/DCOM部署时需要注册或者发布,这会对应用程序产生很大的影响,所以它并不是一个理想的解决方案。
这两个缺陷.NET都可以利用基于Internet的标准XML、SOAP来解决。
具体的,可以采用.NET中的Remoting技术或者WebServices技术得到解决。
因此基于DotNet平台开发的应用系统可以使用多种方式衔接不同的应用,十分有利于系统之间的相互整合。
总之,.NET架构为基于网络的组件化、分布式系统开发提供了一个优秀、方便的平台,完全满足适合线损系统的需要。
5.2.开发工具MicrosoftVisualStudioDotNet2003和C#
VisualStudioDotNet2003是微软最新的基于.NET开发套件,可以快速构建.NET框架下的应用系统。
C#(C Sharp)是VisualStudio.Net中的一个新的强大的开发工具,利用它可以很方便的开发基于.NET构架的企业级应用的所有部分。
5.3.开发技术MicrosoftAsp.NET
ASP.NET是ASP(ActiveServerPage)的升级,给开发带来了革命性的变化。
利用ASP开发WEB应用时,会将负责程序的脚本和HTML混杂在一起,导致页面的脚本语言结构十分复杂,逻辑不清晰,可读性差,不仅给编程人员本身带来不便,也给系统的维护带来不小的困难,特别是当应用逻辑需求发生变动时,修改这些程序将十分困难。
.NET中的ASP.NET可以使代码和界面完全分离,并提供了基于组件的开发,使WEB应用的开发效率大为提高。
5.4.MicrosoftMSMQ(MicrosoftMessageQuery)
由于系统建立在网络环境上,而且覆盖围很广,我们无法估计网络环境或者对方的业务系统是否在正常运转,但是必须能够保证:
无论外部环境如何变化,我们都可以把数据传输到目的机器上(在它恢复以后)。
因此在技术上,需要把消息暂时存储在消息队列中,不断尝试向目标机器发送,直到真正发送成功为止。
这就确保了数据传送不会因为缺少人工干预而被遗失。
而这些技术操作,就是消息队列的功能。
MicrosoftMessageQuery(微软消息队列)是微软公司的消息队列中间件产品,它的最基本功能就是保障异步消息的安全传输。
WindowsServer系列操作系统置了MSMQ中间件;DotNET平台置了对消息队列的支持,提供了方便的编程接口。
利用MSMQ将为多级别的线损系统之间的相互衔接提供稳定的保障。
5.5.MicrosoftSQLServer2000
SQLServer2000是一项全面完整的数据库与分析产品。
从借助浏览器实现的数据库查询功能到容丰富的扩展标记语言(XML)支持特性均可有力地证明,SQLServer2000无谓为全面支持Web功能的数据库解决方案。
与此同时,SQLServer2000还在可伸缩性与可靠性方面保持着多项基准测试纪录,而这两方面特性又都是企业数据库系统的关键指标。
无论以应用程序开发速度还是以事务处理运行速度来衡量,SQLServer2000都堪称最为快捷的数据库系统。
SQLServer2000也是当前使用、维护、管理最方便的企业级数据库系统。
大量的市场调查数据表明:
SQLServer是MicrosoftWindows平台上最流行的关系数据库(占38%的市场份额)和最流行的Web数据库(占68%的市场份额)。
MicrosoftSQLServer2000能够以相对低廉的总体拥有成本为代价,提供高度伸缩性和得到扩展的功能特性。
线损系统建立以后将会在各个级别使用数据库系统,稳定、高效、价格较低的SQLServer2000是最好的选择。
6.系统的开发计划
为了让用户能尽快试用新系统,计划将开发分为两个阶段进行:
第一阶段,完成“供电局线损统计系统”功能,可以进行设备、统计关系的设置,变电站可以利用B/S方式向系统提交数据,专责可以通过手工输入电量后统计线损;第二阶段,修改、完善第一个阶段的程序,加入与其他系统的数据接口,加入报表的功能,使地市级系统可以直接将报表送到区级,加入变电站数据采集系统,开始自动采集数据。
投入三个程序员进行设计、编码。
第一阶段耗时2个月,第二阶段耗时3个月。
预期整个项目的时间为5个月。
7.系统试点地区
选择供电局为线损统计系统试点局;选择供电局下属两个变电站(待定)作为变电站数据采集试点。
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