市供电局电力负荷管理系统

市供电局电力负荷管理系统验收报告市供电公司二零零三年十一月目录第一章系统总体设计一、系统设计原则二、系统结构原理第二章系统通讯方案第三章主站软件设计一、技术要点二、系统框架三、主要功能第四章技术实现情况一、采集参数二、监控功能三、管理功能四、性能指标第五章验收鉴定报告第一章系统总体设计ET2100电力负荷管理系统电能量管理系统能够实时采集监测负荷电网的运行参数、线路运行状况及电网负荷能力，对线路出现的异常故障及时进行报警和定位。通过图形操作界面上设备标识符、数据表格及曲线图等方式反映出来。能实时地获取监测设备当前的工作状况。市供电公司电力负荷管理系统目前涉及市区内2条10KV线路：广电冶F24线和东郊F11线。合计15个终端设备（截止目前施工了广电冶F24线5个终端设备）。广电冶F24线系统使用CDMA通讯，各个监测点通过232通道主站交互数据；东郊F11系统使用GPRS通讯。目前主站配置前置机、数据库服务器、采集、处理服务器为一台。一、系统设计原则1、先进型软件系统采用最新的计算机技术，按平台式设计、严格分层，大量采用软插件技术，使ET2100自动化系统能够动态随外界系统的发展而发展.人机界面采用C/S和B/S相结合的客户访问模式，易于用户使用和管理。通讯系统采用CDMA/GPRS方式。2、稳定性和安全性系统保证在任何单点设备的失效或损坏都不会导致对整个系统的正常运行造成损害。所有的异常，包括电力系统本身异常或中断、通讯乃至主站系统本身的异常均有告警与显示。主站系统的重要设备/模块采用主/备的热备用冗余配置,属于双配置中的任一设备/模块故障不应造成系统主要功能的丧失、数据丢失和性能指标下降。并有效地分担了系统负荷,提高了系统的稳定性和可靠性。系统具备自校、诊断和排除一般性故障的能力。3、开放性、分布式、可扩充性主站软件系统采用和遵守面向对象的技术和设计原则，是采用开放分布式系统结构等计算机技术而开发出的商品化应用软件，保证软件的可靠性、可继承性、可维护性和可扩展性。通用商业数据库的应用，进一步提高系统的开放性和可扩展性。主站系统采用模块化、分层分布式结构，支持分布式管理；完全按照开放式系统思想设计，具备开放式硬件平台/软件支撑平台，遵循当前各项开放式国际标准；提供开放的应用编程接口(API)，满足在不修改原有系统/应用程序的情况下，用户自行增加功能的需要。大量插件技术的运用和平台方式的开发确保了系统可以方便的移植，如从sqlserver数据库迁移到oracle数据库；从单网迁移到双网;从光纤RS232通道到光纤局域网。二、系统结构原理电力负荷管理系统是由软件系统、通信系统和采集系统等三部分构成的。1、软件系统服务器放置在3楼客户服务中心，系统前置机，负责数据库服务器、数据采集和数据处理。2、通信系统主要包括电力线、CDMA/GPRS、等通信设施与通信通道。3、采集系统即户外终端设备子系统，主要是终端监测设备TTU。第二章系统通讯方案工程范围为市供电公司实施供用电在线负荷系统所涉及的变压器。工程共采集##台变压器，##个CDMA/GPRS节点。信号传输过程：（以召测配变监测终端的TTU为例）主站使用101轮询（Polling）规约与各个终端进行通讯，采用应答模式：主站使用轮询（Polling）规约与ET-100T配变监测仪进行通讯，采用应答模式。系统中广电冶F24线五个采用CDMA进行通讯，东郊F11线采用GPRS方式进行通讯第三章主站软件设计一、技术要点1、中间件技术系统广泛采用中间件技术，如消息通讯中间件、数据库代理中间件技术、通用算法集中间件，通告服务中间件，通讯设备驱动中间件，规约中间件等能够支持今后的软件和硬件功能建设的扩充，且这种扩充能在系统现场方便的完成，无需对整个系统进行重组。2、软插件技术系统在中间件基础上，把各种中间件都制作成类似标准硬件设备一样是可以插拔的，例如要从Windows平台移植到UNIX平台，只需要更改几个与OS中间相关的中间件即可；添加一种新的规约类型，仅须添加一个新对应规约适配器中间件即可；把通道由CDMA转换到光纤局域网时仅需用网络通讯中间件更换CDMA通讯中间件即可。二、系统框架ET2100系统在整体软件设计上遵循按平台分层的思想，在整体上分为以下三个层次：图：平台分层结构其中处于最底层的分布式支撑平台GalloPlat用于处理由于操作系统、硬件设备、数据库的差异。使ET2100系统上层应用的设计独立于这些底层细节的差异，并使得ET2100系统可以独立于操作系统、硬件设备、和数据库。处于中间层的实时应用处理平台SCADAPlat专注于数据采集与处理，它归纳了自动化采集系统的特点。用户表现层是直接与用户交互的人机界面，紧紧的与用户的操作习惯及其业务流程相关，而与平台无关。1、GalloPlat的组成GalloPlat主要由以下几部分组成：图：分布式支撑平台如图所示通过OS适配器和DB适配器可以使应用系统与底层平台相隔离。2、ScadaPlat的组成建立在GalloPlat上的SCADAPlat由以下部分组成：图：实时应用处理平台如上图所示通过采集规约适配器和通道适配器使得数据采集与处理整个处理框架与具体的终端、终端采用的规约、通讯使用的通道无关。3、用户表现层的组成建立在GalloPlat和SCADAPlat基础上的用户表现层主要由以下模块组成。根据用户选用的功能不同，用户表现模块不尽相同。图：用户表现层三、主要功能系统主站实现的主要功能包括：1、数据采集数据采集子系统将采集到的负荷实时运行信息，交给数据处理子系统，经过一系列的数据处理后，将处理过的实时数据提供给面向应用的实时数据库。主要功能是接收从采集终端（如TTU）上传或转发过来的信息•采集的数据类型有：a)模拟量：有功功率、无功功率、电流、电压、功率因数和其他测量值b)脉冲累计量：电度量c)事件记录：越限支持多种通讯规约：a)01b)部颁DLT645…•支持以下类型的采集终端a)TTUb)RTUc)多功能电表…•支持多种通讯方式与采集终端相连：a)电缆b)电力线c)CDMA/GPRS/GSMd)电台…•支持在一个通道上挂载多个终端。•显示通道原码。•自动监视诊断通道状态、与终端的通信状态。•显示采集数据的原数据…2、数据处理数据处理是实时SCADA系统中的重要环节，该部分功能由数据处理子系统来完成。01模拟量数据处理a)进行工程量转换，并支持双斜率转换b)数值的合理性检查c)更新实时数据库d)突变检查e)具有零值死区处理f)可以进行人工设置02状态量数据处理a)变位处理b)对设备动作分类统计c)可以进行人工设置d)状态量具有计算功能03累积量数据处理a)增量检查及丢失数据处理b)具有积分累积量c)对不同时段的电量进行统计、处理和分析04计算量处理可对实测值、人工输入值及计算值进行计算。计算量的类型可以是模拟量、数字量、脉冲计数值。计算量取自数据库（包括实时数据库，历史数据库等），计算的结果放回到数据库中，并可以在界面上直接显示。有专门的计算模块完成下列功能。a)提供如下计算功能•四则运算•代数运算•三角运算•逻辑运算•逻辑判断•函数运算•任意组合的运算公式b)可以完成以下计算功能：•根据有功功率、无功功率值计算视在功率。•根据电流、电压值计算视在功率。•根据有功功率，无功功率值计算功率因数。•完成日（月）最大值、最小值、平均值的计算。•完成日（月）用电量分析、有功（无功）电量分析、分时段（峰、谷、平）电量分析,对于电量波动较大的有告警信息。•完成日负荷峰/谷最大值、最小值和负荷率、合格率计算•完成日/月负荷率分布时间的统计。•完成三相负荷不平衡率计算•完成电压越上限时间、电压越下限时间、供电总时间、合格供电总时间、电压合格率统计。•完成日/月/年变压器停电时间，停电次数和供电可靠率的统计。•系统设备出错统计：分类记录、累计系统各设备的出错情况并可存储到历史数据库中。05数据的质量标志来自各个数据源的模拟量、状态量、电度量等数据都具有质量标志a)除常规标志外，还应包括人工置入标志、越限标志、无效数据标志、抑制告警标志等。b)不同的质量标志在画面以不同的背景色和边框渲染区别。用户可以根据质量标志方便了解当前数据的质量状况。3、事项与报警处理对电力系统运行状态发生变化、设备运行监视与控制、调度员的操作记录等一切需要引起调度员和运行人员注意的事件均应列入报警处理。提供灵活、方便的手段定义报警的发生以及报警引发的后续事件，能控制报警的流向。根据不同的需要，将报警分为不同的类型，提供画面、图形等多种报警方式。报警方式、限值可随时在线修改。SCADA系统的报警既供SCADA系统使用，也对全系统开放。01事项处理•支持事项实时打印•用户可以定义自身需要的报警描述•对每种事项以下方式都可以定义•打印，报警产生时，如果配备有报警打印机,自动打印。•保存，报警产生时，自动将其保存到历史库。•事项显示背景•报警可按应用进行分类，目前如下几类如系统、变位、异常用电、操作、遥测越限等•报警分类可以修改，无需改动任何程序。02•事项/报警的显示与查询•以事项条形式显示最新事项•以窗口形式显示最新事项•窗口显示事项可以分类•以突出的红色醒目点表示调度员未确认的事项•可以定义不同的事项以不同的背景色显示•在历史报警窗内可以按照各种条件对历史报警进行查询，自动列表显示，也可以利用翻页或滚动条查阅。•支持最新事项打印•历史事项可以分类别、分厂站、分时间段分别查询•历史事项在权限范围内可以修改、添加、删除。图：最新事项/报警条图：实时事项/报警窗口图：历史事项/报警窗口4、系统时钟系统提供如下时钟调整功能：•网络系统时间唯一•数据采集系统对所有种类终端校时5、历史数据历史数据主要存储在关系数据库服务器。历史数据存储模块定时采集实时数据库和应用数据库的数据，进行统计、累计、积分等数据处理后存储到关系库中；保存的数据可用报表和画面显示。•历史数据的存储定义•可以定义任何一个数据点的存储周期•存储周期的修改可以在线完成•历史数据的类型•曲线数据•报表数据•统计数据•事件记录、告警信息•设备操作记录•历史数据的查看•历史数据可以表格、曲线和报表的方式查看•表格方式显示数据支持同一时间内的任意多个对象的比较显示•曲线方式支持不同对象不同时间的比较•历史数据的维护•历史数据可以按历史数据维护界面，修改•历史数据可以按月份备份到本地。•可以把本地数据再导入到系统数据库中•支持按曲线方式修改数据•支持曲线的拷贝与粘贴图：历史数据表格显示图：历史曲线6、参数编辑提供自定义的参数库录入界面，以统一所有应用参数录入。a)支持参数的录入，修改，增加，删除等功能b)支持按特定分类分别查看与编辑c)参数的维护可以在线进行，不影响系统的正常运行。d在权限范围内，系统参数的维护可以在任意一台工作站上运行e)参数维护严格按权限定义进行，保证系统安全性。f)参数维护不影响整个系统的正常运行，可以随时把更改数据同步到实时数据库中。g)参数编辑界面的字体颜色大小，可以自定义h)支持多记录编辑方式i)多记录编辑方式编辑时支持纵向编辑模式和横向编辑模式j)支持单记录编辑模式k)支持多窗口编辑l)支持记录拷贝与粘贴功能m)不同的表可以进行不同的归类n)支持批量添加与删除o)支持参数数据的打印p)能够在单记录编辑方式和多记录编辑方式之间进行切换q)支持在多台机器上编辑不同的表r)参数数据可以按系统数据，用户数据分别导出。s)支持所有参数的备份与恢复t)以下为多记录编辑界面图：多记录数据录入7、图形编辑实现绘制画面所需要的图形的工具，它具备以下功能：•系统支持以下图元：•基本图元：直线、折线、矩形、圆角矩形、多边形、圆、椭圆、弧型、弦型、扇型、网格、•特殊图元：时钟、文本、图象、遥测点、状态点、曲线、棒图、自定义符号•电力图元：母线、线路、连接线、变压器、开关、刀闸、电容器、电抗器、避雷器、熔断器、杆塔、状态量•支持正常的拷贝、删除、粘贴功能•支持基本图元的组合/拆分；•支持用户自定义图元；•设备图元和