崔風亮
0 引言
隨著電力系統的不斷發展和自動化水平的提高，對電網經濟運行提出了更高的要求。傳統的電力網電能損耗統計計算管理模式[1] ，一般是由抄表人員逐變電站、逐條線路、逐個電能表按月(或按規定的時間)進行抄表，然后分別統計供電量、售電量，計算出電力網電能損耗[2] 。這種方式往往因抄表不同時等人為因素造成電能損耗計算誤差，不能反映實際的電能損耗。現代電力電子測量、計算機、網絡等技術的發展，為實現電力網電能損耗在線檢測提供了條件。我們開發了基于網絡技術的電力網電能損耗在線管理系統[3,4] 。該系統能夠實現電能量集中采集和計費，實現電力網電能損耗在線自動生成，通過Web服務器發布電能量及信息查詢，徹底消除了因抄表不同時等人為因素造成的計算誤差及電量丟失，為電力網電能損耗指標分析提供了詳實可信的數據支持。該系統對電網經營管理、運行分析及減人增效具有十分重要的意義。
1 硬件結構
管理系統硬件的總體結構如圖1所示。從物理結構上可分為電能表、采集終端、管理主站系統及聯系它們的數據通信網絡。電能表是采集各變電站線路或元件電能量的計量裝置，一般選用全電子式多功能交流電能表，具有數據通信接口，適用于遠方自動抄表。采集終端安置在變電站，匯集各路電能量值，并加以處理和存儲。數據通信可采用光纖、微波、載波、無線等專用通道，負責采集終端與主站系統的通信。管理主站系統是電力網電能損耗的管理信息中心，主要實現前置通信處理、實時及歷史數據的處理、數據庫維護、人機會話、統計報表的處理、基于Web的查詢以及實現與SCADA／EMS，MIS的數據交換。
2 技術特點及功能
2．1 采集終端
a．電能量采集。具有RS-485(或RS-232)串行接口，每個采集器能夠接收128路智能數字電能表的數據。采集器與電能表的接口全部實現了光電隔離，并且具有掉電數據保護，不會丟失和錯亂，提高了采集器的可靠性。
b．數據處理與存儲。能夠對各路電能表的數據進行處理，可分時段、日統計各路電能量數據。時段和間隔可根據需要設定，最小時間間隔為1 min。采集終端具有帶時標數據存儲功能。主CPU板上配有512KB的Flash RAM，也可選配4MB的Flash RAM作為擴展存儲卡。Flash RAM具有防誤寫措施，保證了數據的正確性。
c．通信。采集終端可以經公用電話網、載波、微波等專用線路與主站通信。東營電業局采集終端與主站系統的通信是通過電話線，用撥號Modem方式實現的，主要考慮到：①本系統對實時性要求不是非常高，而且采集終端能夠存儲歷史數據；②采用撥號方式需要的設備比較少，主站只需1臺撥號Modem就可對多個采集器進行輪換采集；③東營電業局到各個變電站已有通信電話線路，不需要另外設立專線，能夠節省投資。數據傳輸具有差錯控制，實現無誤碼傳輸，保證主站接收數據的正確性。
d．人機界面。采集終端具有中文液晶顯示器和16鍵鍵盤。可設置和顯示各路電能表的窗口值、滿度值；可觀察各種數據信息、參數和狀態；可當地設置、修改參數、校對時鐘，亦可經由主站設置和修改參數；可查詢和監視各路串口通信狀態和通信參數。
e．其他。采集終端主板具有看門狗電路，可使系統自動恢復和報警。具有自檢和自恢復功能。主板具有實時時鐘和日歷，時鐘由主站定時校準，以保證時鐘的統一和準確。配備交流、直流雙電源供電方式，具有過壓、過流和抗浪涌保護措施。
2．2 主站系統
電力網電能損耗在線管理主站系統是由計算機設備及其相應軟件組成的集成化開放式、分布式系統。系統設計遵循國際標準。選用Microsoft Windows NT操作系統，支持多種網絡協議。采用高性能的Microsoft SQL Server商業數據庫管理系統，具有強大的數據處理能力和完善的數據安全保證。符合標準SQL數據庫語言的規范，支持ODBC。遵從開放性和可擴展設計原則，硬件配置和軟件功能可根據系統要求靈活變更和擴充。應用軟件設計基于客戶／服務器(Client／Server)，并應用Internet／ Intranet技術、分布式部件對象模型(DCOM)編程技術，各應用軟件模塊可做到“即裝即用”。采用功能齊全的Microsoft Visual Studio開發工具。采用 Microsoft Office套件，提供瀏覽器查詢界面。
a．軟總線通信及管理模塊。統一管理系統中各應用軟件模塊和服務的登錄及退出運行，主備軟件模塊自動切換，負責系統中各應用模塊之間高效的數據通信及數據共享，數據通信支持TCP／IP協議。記錄各應用模塊的運行情況，自動生成軟件運行事項記錄。同時使各應用模塊即裝即用。
b．數據庫維護模塊。運行在數據處理服務器上，可對存儲在SQL Server商業數據庫上的描述數據庫和歷史數據庫進行在線編輯。描述數據庫包括采集器及電能表描述、關口描述、費率描述、時段描述、計算描述和歷史存盤描述等；歷史數據庫包括帶時標的采集數據、計算數據、事件信息、最終計費和結算數據等。能將描述和歷史數據庫備份到可讀光盤和磁帶機等大容量存儲設備上長期保存，數據庫可方便地回裝到系統中，對回裝的歷史數據可以重復查詢、修改和打印。
c．前置通信處理模塊。運行在前置通信處理機上，可隨時召喚或實時接收各站采集終端數據，接入GPS對整個系統進行對時，通過Web服務器實現與MIS及SCADA系統的數據交換。提供控件化的協議庫，能方便地擴充多種ERTU通信協議。可對接收和發送的原始數據進行監視，當通信故障時提供畫面及語音報警，并以事件記錄的方式保存在歷史數據庫中。可監視電量采集器傳送來的工作狀態和電能表的運行情況。自動記錄通信故障、缺失數據及時段，存入歷史數據庫中，待故障恢復自動補測相應數據并保存到已生成的歷史數據庫中。同時提供基于客戶／服務器模式的廣域網訪問方式。
d．實時及歷史數據處理模塊。運行在數據處理服務器上。實時數據處理模塊在內存中建立相應的數據緩沖區，保存通信接收處理后的各站采集終端采集的各時段的累計電量、窗口值(當日電量，各時段電量，峰、谷、平情況)，處理及存儲電能量增量數據。為保證數據精度，電能量數據以雙精數存儲。可對內存保存的數據進一步計算，并存入歷史數據庫。能對子站傳送上來的開關旁路代路電能量做自動累計處理。能對接收的數據進行分類、檢查、計算、統計和存儲。實現日及月的線損、變損、站損、電力網損耗電量和損耗率及母線電量平衡的自動計算。歷史數據可分別保存1 min，5 min，10 min，15 min， 30min，60min間隔的采樣值，存儲周期為2年。采用TCP／IP協議實現與SCADA系統、MIS及其他系統的通信功能。
e．人機會話模塊。多窗口、全漢化人機界面顯示，支持所見即所得的打印功能。操作方便、簡潔。操作可作為事件記錄下來以備查詢。各點數據能以曲線圖、棒圖或表格圖的方式顯示。
f．報表處理模塊。集成于Excel工具下的報表處理模塊，可生成及顯示日報表、月報表和年報表。報表的種類包括電力網線損率表和分線線損率表、電力網供電量統計表、關口電量報表和用戶自定義表等。
g．信息發布和查詢。
該系統與其他系統的互聯通過局MIS網實現，采用Web服務器技術發布電能量和結算信息。這樣使得連在局MIS網上的計算機，都能通過MIS網來訪問本系統，客戶端不需要額外安裝軟件，只要有瀏覽器即可。
3 結語
目前，基于網絡技術的電力網電能損耗在線管理系統，已在東營電業局運行近2年，用于35kV及以上輸變電設施的線損管理。使我們能夠非常方便和實時地掌握各條輸電線路、變壓器的損耗情況及變電站母線電量平衡、站用電等情況，大大提高了電力網線損計算的準確性，以便更有針對性地開展降損工作，指導和修正線損理論計算的誤差。晶顯示器和16鍵鍵盤。可設置和顯示各路電能表的窗口值、滿度值；可觀察各種數據信息、參數和狀態；可當地設置、修改參數、校對時鐘，亦可經由主站設置和修改參數；可查詢和監視各路串口通信狀態和通信參數。
