崔风亮

0 引言
　　随着电力系统的不断发展和自动化水平的提高，对电网经济运行提出了更高的要求。传统的电力网电能损耗统计计算管理模式[1] ，一般是由抄表人员逐变电站、逐条线路、逐个电能表按月(或按规定的时间)进行抄表，然后分别统计供电量、售电量，计算出电力网电能损耗[2] 。这种方式往往因抄表不同时等人为因素造成电能损耗计算误差，不能反映实际的电能损耗。现代电力电子测量、计算机、网络等技术的发展，为实现电力网电能损耗在线检测提供了条件。我们开发了基于网络技术的电力网电能损耗在线管理系统[3,4] 。该系统能够实现电能量集中采集和计费，实现电力网电能损耗在线自动生成，通过Web服务器发布电能量及信息查询，彻底消除了因抄表不同时等人为因素造成的计算误差及电量丢失，为电力网电能损耗指标分析提供了详实可信的数据支持。该系统对电网经营管理、运行分析及减人增效具有十分重要的意义。
1 硬件结构
　　管理系统硬件的总体结构如图1所示。从物理结构上可分为电能表、采集终端、管理主站系统及联系它们的数据通信网络。电能表是采集各变电站线路或元件电能量的计量装置，一般选用全电子式多功能交流电能表，具有数据通信接口，适用于远方自动抄表。采集终端安置在变电站，汇集各路电能量值，并加以处理和存储。数据通信可采用光纤、微波、载波、无线等专用通道，负责采集终端与主站系统的通信。管理主站系统是电力网电能损耗的管理信息中心，主要实现前置通信处理、实时及历史数据的处理、数据库维护、人机会话、统计报表的处理、基于Web的查询以及实现与SCADA／EMS，MIS的数据交换。

2 技术特点及功能
2．1 采集终端
　　a．电能量采集。具有RS-485(或RS-232)串行接口，每个采集器能够接收128路智能数字电能表的数据。采集器与电能表的接口全部实现了光电隔离，并且具有掉电数据保护，不会丢失和错乱，提高了采集器的可靠性。
　　b．数据处理与存储。能够对各路电能表的数据进行处理，可分时段、日统计各路电能量数据。时段和间隔可根据需要设定，最小时间间隔为1 min。采集终端具有带时标数据存储功能。主CPU板上配有512KB的Flash RAM，也可选配4MB的Flash RAM作为扩展存储卡。Flash RAM具有防误写措施，保证了数据的正确性。
　　c．通信。采集终端可以经公用电话网、载波、微波等专用线路与主站通信。东营电业局采集终端与主站系统的通信是通过电话线，用拨号Modem方式实现的，主要考虑到：①本系统对实时性要求不是非常高，而且采集终端能够存储历史数据；②采用拨号方式需要的设备比较少，主站只需1台拨号Modem就可对多个采集器进行轮换采集；③东营电业局到各个变电站已有通信电话线路，不需要另外设立专线，能够节省投资。数据传输具有差错控制，实现无误码传输，保证主站接收数据的正确性。
　　d．人机界面。采集终端具有中文液晶显示器和16键键盘。可设置和显示各路电能表的窗口值、满度值；可观察各种数据信息、参数和状态；可当地设置、修改参数、校对时钟，亦可经由主站设置和修改参数；可查询和监视各路串口通信状态和通信参数。
　　e．其他。采集终端主板具有看门狗电路，可使系统自动恢复和报警。具有自检和自恢复功能。主板具有实时时钟和日历，时钟由主站定时校准，以保证时钟的统一和准确。配备交流、直流双电源供电方式，具有过压、过流和抗浪涌保护措施。
2．2 主站系统
　　电力网电能损耗在线管理主站系统是由计算机设备及其相应软件组成的集成化开放式、分布式系统。系统设计遵循国际标准。选用Microsoft Windows NT操作系统，支持多种网络协议。采用高性能的Microsoft SQL Server商业数据库管理系统，具有强大的数据处理能力和完善的数据安全保证。符合标准SQL数据库语言的规范，支持ODBC。遵从开放性和可扩展设计原则，硬件配置和软件功能可根据系统要求灵活变更和扩充。应用软件设计基于客户／服务器(Client／Server)，并应用Internet／ Intranet技术、分布式部件对象模型(DCOM)编程技术，各应用软件模块可做到“即装即用”。采用功能齐全的Microsoft Visual Studio开发工具。采用 Microsoft Office套件，提供浏览器查询界面。
　　a．软总线通信及管理模块。统一管理系统中各应用软件模块和服务的登录及退出运行，主备软件模块自动切换，负责系统中各应用模块之间高效的数据通信及数据共享，数据通信支持TCP／IP协议。记录各应用模块的运行情况，自动生成软件运行事项记录。同时使各应用模块即装即用。
　　b．数据库维护模块。运行在数据处理服务器上，可对存储在SQL Server商业数据库上的描述数据库和历史数据库进行在线编辑。描述数据库包括采集器及电能表描述、关口描述、费率描述、时段描述、计算描述和历史存盘描述等；历史数据库包括带时标的采集数据、计算数据、事件信息、最终计费和结算数据等。能将描述和历史数据库备份到可读光盘和磁带机等大容量存储设备上长期保存，数据库可方便地回装到系统中，对回装的历史数据可以重复查询、修改和打印。
　　c．前置通信处理模块。运行在前置通信处理机上，可随时召唤或实时接收各站采集终端数据，接入GPS对整个系统进行对时，通过Web服务器实现与MIS及SCADA系统的数据交换。提供控件化的协议库，能方便地扩充多种ERTU通信协议。可对接收和发送的原始数据进行监视，当通信故障时提供画面及语音报警，并以事件记录的方式保存在历史数据库中。可监视电量采集器传送来的工作状态和电能表的运行情况。自动记录通信故障、缺失数据及时段，存入历史数据库中，待故障恢复自动补测相应数据并保存到已生成的历史数据库中。同时提供基于客户／服务器模式的广域网访问方式。
　　d．实时及历史数据处理模块。运行在数据处理服务器上。实时数据处理模块在内存中建立相应的数据缓冲区，保存通信接收处理后的各站采集终端采集的各时段的累计电量、窗口值(当日电量，各时段电量，峰、谷、平情况)，处理及存储电能量增量数据。为保证数据精度，电能量数据以双精数存储。可对内存保存的数据进一步计算，并存入历史数据库。能对子站传送上来的开关旁路代路电能量做自动累计处理。能对接收的数据进行分类、检查、计算、统计和存储。实现日及月的线损、变损、站损、电力网损耗电量和损耗率及母线电量平衡的自动计算。历史数据可分别保存1 min，5 min，10 min，15 min， 30min，60min间隔的采样值，存储周期为2年。采用TCP／IP协议实现与SCADA系统、MIS及其他系统的通信功能。
　　e．人机会话模块。多窗口、全汉化人机界面显示，支持所见即所得的打印功能。操作方便、简洁。操作可作为事件记录下来以备查询。各点数据能以曲线图、棒图或表格图的方式显示。
　　f．报表处理模块。集成于Excel工具下的报表处理模块，可生成及显示日报表、月报表和年报表。报表的种类包括电力网线损率表和分线线损率表、电力网供电量统计表、关口电量报表和用户自定义表等。
　　g．信息发布和查询。
　　该系统与其他系统的互联通过局MIS网实现，采用Web服务器技术发布电能量和结算信息。这样使得连在局MIS网上的计算机，都能通过MIS网来访问本系统，客户端不需要额外安装软件，只要有浏览器即可。
3 结语
　　目前，基于网络技术的电力网电能损耗在线管理系统，已在东营电业局运行近2年，用于35kV及以上输变电设施的线损管理。使我们能够非常方便和实时地掌握各条输电线路、变压器的损耗情况及变电站母线电量平衡、站用电等情况，大大提高了电力网线损计算的准确性，以便更有针对性地开展降损工作，指导和修正线损理论计算的误差。晶显示器和16键键盘。可设置和显示各路电能表的窗口值、满度值；可观察各种数据信息、参数和状态；可当地设置、修改参数、校对时钟，亦可经由主站设置和修改参数；可查询和监视各路串口通信状态和通信参数。