專利名稱：電力系統(tǒng)配網(wǎng)能量管理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)中的一種能量管理系統(tǒng)，特別是一種應(yīng)用于配網(wǎng)的能量管理系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
電力系統(tǒng)中的配網(wǎng)由架空線路、電纜、桿塔、配電變壓器(簡稱變臺)、隔離開關(guān)、無功補(bǔ)償電容以及一些附屬設(shè)施等組成，是一種在電力網(wǎng)中對電能起重要分配作用的網(wǎng)絡(luò)。配網(wǎng)的自動化管理主要用于對配網(wǎng)進(jìn)行離線與在線的監(jiān)控管理，使配網(wǎng)始終處于安全、可罪、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)、聞效的運(yùn)行狀態(tài)，以進(jìn)一步縮短事故處理時間，減少停電范圍，提聞供電的可靠性和供電質(zhì)量。
目前國內(nèi)的配網(wǎng)能量管理中，大多數(shù)配電管理部門實際上還是手動操作，即手動處理故障呼叫、地理圖定位、工作命令及其他與配電有關(guān)的操作。在上述某些功能已實現(xiàn)自動化的電力企業(yè)中，也只是應(yīng)用孤立系統(tǒng)零碎地進(jìn)行處理，仍需調(diào)度員與戶外工作人員用電話聯(lián)絡(luò)協(xié)調(diào)所有操作。配電管理系統(tǒng)DMS即是針對目前配電網(wǎng)存在的自動化程度水平低、運(yùn)行管理手段落后等制約用電快速發(fā)展的問題，提出的一種管理系統(tǒng)。它由一個開放式網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)平臺和運(yùn)行在該平臺之上的多個相對獨(dú)立的應(yīng)用子系統(tǒng)組成，實現(xiàn)配電網(wǎng)監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集SCADA、配電網(wǎng)自動化DA、控制室管理、故障投訴電話管理TCM等功能。配電管理系統(tǒng)雖然能夠提高配電網(wǎng)的自動化管理水平，但是在工作過程中，技術(shù)人員提供給調(diào)度員的多是電力系統(tǒng)的電氣接線圖，所顯示的是電力系統(tǒng)中各電氣設(shè)備之間的電氣連接，而不能反映它們的地理位置及其關(guān)系。當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障或退出運(yùn)行時，調(diào)度員往往因無隨手可查的電網(wǎng)修正信息，而需對布滿標(biāo)記、不夠精確的圖紙或其他文字資料進(jìn)行信息搜索、定位，這種零碎、延遲和模糊的信息，使得恢復(fù)供電往往要花數(shù)小時以上，直接導(dǎo)致時間延誤和工作效率低下。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種配網(wǎng)能量管理系統(tǒng)，不僅能夠解決目前配網(wǎng)管理自動化水平低下的缺點，還能夠解決調(diào)度員在工作過程中因翻閱技術(shù)圖紙、數(shù)據(jù)參數(shù)不完善等原因而造成的工作效率低下和操作不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膯栴}，以進(jìn)一步提高配網(wǎng)供電的可靠性。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案如下。電力系統(tǒng)配網(wǎng)能量管理系統(tǒng)，包括服務(wù)中心端、配電終端以及用于實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸功能的網(wǎng)絡(luò)傳輸通道和通信機(jī)房，
所述服務(wù)中心端包括主服務(wù)器、配置服務(wù)器以及若干個內(nèi)置有地理信息子系統(tǒng)以及配網(wǎng)管理子系統(tǒng)工作站，服務(wù)器和配置服務(wù)器通過地址總線與各個工作站連接，所述工作站中的地理信息子系統(tǒng)以及配網(wǎng)管理子系統(tǒng)之間通過計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在數(shù)據(jù)庫級實現(xiàn)數(shù)據(jù)的動態(tài)交換；上述主服務(wù)器、配置服務(wù)器、工作站的數(shù)據(jù)總線依次通過交換機(jī)、路由器與光收發(fā)器I連接；
通信機(jī)房內(nèi)設(shè)置有無線通信收發(fā)設(shè)備和光收發(fā)器II，所述光收發(fā)器II通過光纖與光收發(fā)器I連接進(jìn)行局域網(wǎng)內(nèi)的數(shù)據(jù)傳輸；無線通信收發(fā)設(shè)備通過網(wǎng)絡(luò)傳輸通道與配電終端連接，用于實現(xiàn)服務(wù)器中心端與各變臺配電終端的數(shù)據(jù)傳輸；
所述配電終端包括若干個設(shè)置在變臺的終端設(shè)備，終端設(shè)備中設(shè)置有與通信機(jī)房內(nèi)無線通信收發(fā)設(shè)備通過無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)臒o線通信模塊。本發(fā)明的改進(jìn)在于所述服務(wù)器中心端還包括備份服務(wù)器。本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于所述主服務(wù)器和備份服務(wù)器中均設(shè)置有用于校時的GPS模塊。由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明所取得的技術(shù)進(jìn)步如下。 本發(fā)明利用先進(jìn)的地理信息系統(tǒng)GIS技術(shù)以及MAS-SOA技術(shù)體系結(jié)構(gòu)構(gòu)建配網(wǎng)智能管理系統(tǒng)，在該分層體系結(jié)構(gòu)中由代理Agent封裝而成的智能服務(wù)主體通過企業(yè)服務(wù)總線ESB與其他Agent或原子服務(wù)主體進(jìn)行信息交互，智能服務(wù)主體間的高度自治性和協(xié)作性以及靈活的業(yè)務(wù)流程管理使得智能配網(wǎng)能量管理系統(tǒng)更能適應(yīng)運(yùn)行環(huán)境的變化。本發(fā)明是以地理信息系統(tǒng)為平臺，實現(xiàn)地理空間信息和電力電能監(jiān)控信息相互集成的綜合應(yīng)用系統(tǒng)。本發(fā)明的應(yīng)用提高了配網(wǎng)生產(chǎn)管理的工作效率和工作質(zhì)量，節(jié)約了人力資源成本，在為電網(wǎng)的管理工作帶來巨大效率的同時，對于電網(wǎng)生產(chǎn)管理的增收或節(jié)支來說也是效果顯著。本發(fā)明主要實現(xiàn)了以下功能1)實現(xiàn)了工單串接所有配網(wǎng)業(yè)務(wù)的功能，領(lǐng)導(dǎo)只需通過跟蹤工單就可監(jiān)控所有配網(wǎng)業(yè)務(wù)的處理情況，從而為領(lǐng)導(dǎo)決策提供更有效的信息服務(wù)；2)實現(xiàn)了配網(wǎng)能量分析系統(tǒng)與GIS平臺的無縫對接；3)實現(xiàn)了計劃平衡，調(diào)度管理無紙化辦公及基本的電網(wǎng)能量高級分析功能；4)實現(xiàn)了配網(wǎng)運(yùn)行業(yè)務(wù)在系統(tǒng)中運(yùn)行，減少了資料、信息在流程員與各環(huán)節(jié)之間的人工傳遞，提高了傳遞速度。


圖I:本發(fā)明的拓?fù)鋱D。
具體實施例方式下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。一種電力系統(tǒng)配網(wǎng)能量管理系統(tǒng)，其拓?fù)鋱D如圖I所示。包括服務(wù)中心端、配電終端、網(wǎng)絡(luò)傳輸通道和通信機(jī)房。網(wǎng)絡(luò)傳輸通道和通信機(jī)房用于連接服務(wù)中心端和配電終端，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。服務(wù)中心端包括主服務(wù)器、備用服務(wù)器、配置服務(wù)器以及若干個工作站，主服務(wù)器、備用服務(wù)器和配置服務(wù)器通過地址總線與各個工作站連接，上述主服務(wù)器、備用服務(wù)器、配置服務(wù)器、工作站的數(shù)據(jù)總線依次通過交換機(jī)、路由器與光收發(fā)器I連接。主服務(wù)器和備份服務(wù)器中均設(shè)置有GPS模塊，用于對各個工作站以及配電終端的各個設(shè)備進(jìn)行校時。工作站內(nèi)置有地理信息子系統(tǒng)以及配網(wǎng)管理子系統(tǒng)。工作站中的配網(wǎng)管理子系統(tǒng)建立在專用的支撐平臺上，地理信息子系統(tǒng)以及配網(wǎng)管理子系統(tǒng)之間通過計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在數(shù)據(jù)庫級實現(xiàn)數(shù)據(jù)的動態(tài)交換。通信機(jī)房內(nèi)設(shè)置有無線通信收發(fā)設(shè)備和光收發(fā)器II，光收發(fā)器II通過光纖與光收發(fā)器I連接，進(jìn)行局域網(wǎng)內(nèi)的數(shù)據(jù)傳輸；無線通信收發(fā)設(shè)備通過網(wǎng)絡(luò)傳輸通道與配電終端連接，用于實現(xiàn)服務(wù)器中心端與各變臺配電終端的數(shù)據(jù)傳輸。網(wǎng)絡(luò)傳輸通道可采用移動公司、聯(lián)通公司或者電信公司的無線網(wǎng)絡(luò)通道。配電終端包括若干個終端設(shè)備，終端設(shè)備設(shè)置在變電站的各個電力設(shè)備上。終端設(shè)備中設(shè)置有無線通信模塊，無線通信模塊用于與通信機(jī)房內(nèi)的無線通信收發(fā)設(shè)備通過無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。本系統(tǒng)采用client/server架構(gòu)模式,是建立在空間數(shù)據(jù)庫、屬性數(shù)據(jù)庫以及其他應(yīng)用數(shù)據(jù)庫之上的公共基礎(chǔ)平臺。上述空間數(shù)據(jù)庫、屬性數(shù)據(jù)庫以及其他應(yīng)用數(shù)據(jù)庫均集中在主服務(wù)器和備用服務(wù)器上，可供系統(tǒng)中各個計算機(jī)調(diào)用，保證了系統(tǒng)數(shù)據(jù)的一致性。主服務(wù)器與備用服務(wù)器之間為雙機(jī)熱備用，有效防止了服務(wù)器癱瘓、數(shù)據(jù)丟失等事件給系 統(tǒng)以及配網(wǎng)能量分析帶來損失，進(jìn)一步保障數(shù)據(jù)的安全性以及系統(tǒng)的可靠性。工作站中的地理信息子系統(tǒng)中包含有配網(wǎng)中各個變臺、電線桿以及每條線路等電力設(shè)備的基本信息，地理信息子系統(tǒng)把配網(wǎng)線路中的線路、電線桿、變臺等硬件以圖文形式進(jìn)行顯示，當(dāng)點擊某一設(shè)備時，即可以文字形式顯示出該設(shè)備的參數(shù)以及地理信息。配網(wǎng)中所有的線路以配網(wǎng)拓?fù)涞男问竭M(jìn)行展示，在地理信息子系統(tǒng)的圖形界面上可按每條線路或者供電區(qū)域，通過帶電著色的方式進(jìn)行直觀地顯示。配網(wǎng)管理子系統(tǒng)中的各種計算和分析都要基于基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、實時數(shù)據(jù)和電網(wǎng)模型，例如線損計算和分析、供電供電可靠性計算和分析、無功優(yōu)化方案分析、短路電流分析、負(fù)荷轉(zhuǎn)移方案分析以及潮流計算、對現(xiàn)狀電網(wǎng)的其他各種指標(biāo)的分析等等?；A(chǔ)數(shù)據(jù)主要包括用戶信息、設(shè)備信息、線路信息、檢修信息、巡視信息、勘察信息、報修信息、圖紙信息、模擬操作、通訊信息等內(nèi)容。實時數(shù)據(jù)主要包括SCADA、DMS、集抄信息、負(fù)控信息、綜合測試儀等內(nèi)容。這些基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的獲取途徑有兩部分一部分是地理信息子系統(tǒng)通過計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)將基本信息傳遞給配網(wǎng)管理子系統(tǒng)，另一部分是通過配電終端進(jìn)行數(shù)據(jù)的實時采集。配網(wǎng)管理子系統(tǒng)獲取基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息后進(jìn)行計算和分析，并將計算后的電網(wǎng)實時信息以及分析結(jié)果實時傳輸給地理信息子系統(tǒng)，地理信息子系統(tǒng)再通過畫面進(jìn)行動態(tài)信息的顯示。配網(wǎng)管理子系統(tǒng)和地理信息子系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)傳送可采用定時發(fā)送、人工請求發(fā)送、按狀態(tài)變化發(fā)送等方式進(jìn)行。本發(fā)明中的配網(wǎng)管理子系統(tǒng)主要具有三部分功能網(wǎng)絡(luò)分析功能(網(wǎng)絡(luò)建模、結(jié)線分析、動態(tài)網(wǎng)絡(luò)著色、配電潮流、網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)、負(fù)荷預(yù)測、短路計算)、停電管理功能(故障檢測、隔離與恢復(fù)，操作命令管理，工作命令管理)和GIS應(yīng)用功能(設(shè)備管理、投訴電話管理等)。I)網(wǎng)絡(luò)建模
用于建立和維護(hù)配電網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫，為配電潮流、短路計算、網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)等功能模塊定義配電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。配電網(wǎng)絡(luò)建模過程中提供對輻射狀饋線結(jié)構(gòu)的專門描述，以滿足與地理信息子系統(tǒng)的接口要求，并為用戶提供方便直觀的網(wǎng)絡(luò)建模方法。2)結(jié)線分析
網(wǎng)絡(luò)結(jié)線分析將網(wǎng)絡(luò)的物理模型(結(jié)點模型)轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)模型(母線模型)，用于潮流、網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)和短路計算等。網(wǎng)絡(luò)結(jié)線分析主要有兩個步驟母線分析和電氣島分析。母線分析是將閉合開關(guān)聯(lián)接在一起的結(jié)點集合化為母線；電氣島分析是通過線路和變壓器將母線聯(lián)接為島。配電網(wǎng)絡(luò)結(jié)線分析采用和輸電網(wǎng)不同的搜索控制方式，對變電站開關(guān)和饋線開關(guān)變位作分別處理，以提高結(jié)線分析速度和效率。3)動態(tài)網(wǎng)絡(luò)著色
以結(jié)線分析為基礎(chǔ)，可以實現(xiàn)配電網(wǎng)的各種著色功能，包括電氣狀態(tài)著色、電壓等級著色、饋線跟蹤與著色、環(huán)路著色、電源跟蹤與著色、電路跟蹤與著色、子樹著色等功能，其中每種著色功能的顏色和效果都能夠在線修改或重定義。4)配電潮流
對輻射形和環(huán)形網(wǎng)絡(luò)提供平衡(單相)或不平衡(三相)潮流算法，能夠?qū)φ麄€配電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行潮流分析，也能夠自動計算部分系統(tǒng)潮流。為保證在各種實時和研究方式下都能得到 收斂潮流解，配電潮流應(yīng)能提供多種潮流算法。5)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)
網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)是在滿足網(wǎng)絡(luò)約束和輻射狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的前提下，通過開關(guān)操作改變負(fù)荷的供電路徑，以便使網(wǎng)損最小，或解除支路過載、電壓越限、平衡饋線負(fù)荷。網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)能夠計算為減小配電網(wǎng)損而必須在饋線之間重新分配的負(fù)荷，并且能報告所識別的可以減小網(wǎng)損的開關(guān)操作。計算結(jié)果提供給操作命令票系統(tǒng)，供調(diào)度員決策執(zhí)行或自動執(zhí)行。6)負(fù)荷預(yù)測
應(yīng)用考慮氣象修正的負(fù)荷預(yù)測模型，可以預(yù)測未來一天至一周中的每小時、每15 min的系統(tǒng)負(fù)荷值，然后使用可自動校正的負(fù)荷分配系數(shù)把該預(yù)測值分配到各變電站、饋線及負(fù)荷點。負(fù)荷預(yù)測應(yīng)用了線性外推、線性回歸和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等算法。配電負(fù)荷預(yù)測可能要考慮分類預(yù)測。7)短路計算
在規(guī)定的短路故障條件下，計算各支路電流和各母線電壓，用以校核開關(guān)遮斷容量和檢查繼電保護(hù)定值是否合適。利用稀疏導(dǎo)納矩陣、阻抗矩陣技術(shù)和優(yōu)化排序三角因子表，采用不對稱分量法進(jìn)行計算。8)操作命令票
針對正常、故障和檢修操作，給出倒閘操作的命令票，并加以校核和執(zhí)行，包括命令票準(zhǔn)備、生成、記錄和執(zhí)行等功能。操作命令票系統(tǒng)與結(jié)線分析、配電潮流和動態(tài)網(wǎng)絡(luò)著色集成，能夠使調(diào)度員預(yù)演操作過程。9)故障檢測、隔離與恢復(fù)
根據(jù)開關(guān)跳閘信息和故障指示信息，對配電網(wǎng)饋線中發(fā)生的故障進(jìn)行及時準(zhǔn)確的分析和判斷，并提出正確有效的停電恢復(fù)對策，以幫助調(diào)度員準(zhǔn)確確定故障位置，隔離故障區(qū)域，盡量恢復(fù)非故障區(qū)域的供電，將故障損失降到最低。并能夠在綜合考慮開關(guān)操作次數(shù)、饋線裕度、負(fù)荷恢復(fù)量、用戶優(yōu)先級、網(wǎng)絡(luò)約束等因素的情況下，提出優(yōu)選的恢復(fù)方案。10)投訴電話管理
接受用戶的投訴電話，通過用戶數(shù)據(jù)庫把電話標(biāo)識與低壓網(wǎng)絡(luò)部分匹配，以便識別對應(yīng)的中壓/低壓變壓器，并將適當(dāng)?shù)耐对V電話標(biāo)簽與DMS網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫中的設(shè)備相關(guān)聯(lián)，分析結(jié)果可顯示在地理信息子系統(tǒng)的地理圖和單線圖上。投訴電話管理系統(tǒng)包括電話輸入、電話分析、電話處理、電話回答、電話記錄/報告等功能。配電終端中的主控程序通過系統(tǒng)的配置服務(wù)器下載、角色配置以及系統(tǒng)升級。配電終端主要用于對各個電力設(shè)備的電流、電壓、有功功率、無功功率、功率因數(shù)以及配網(wǎng)中所用到的開關(guān)變位信息量等實時數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。配電終端將采集的實 時數(shù)據(jù)通過無線通信網(wǎng)絡(luò)傳輸給服務(wù)中心端，并根據(jù)服務(wù)中心端的指令對各個電力設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)的倒閘等操作。
權(quán)利要求
1.電力系統(tǒng)配網(wǎng)能量管理系統(tǒng)，包括服務(wù)中心端、配電終端以及用于實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸功能的網(wǎng)絡(luò)傳輸通道和通信機(jī)房，其特征在于 所述服務(wù)中心端包括主服務(wù)器、配置服務(wù)器以及若干個內(nèi)置有地理信息子系統(tǒng)以及配網(wǎng)管理子系統(tǒng)工作站，服務(wù)器和配置服務(wù)器通過地址總線與各個工作站連接，所述工作站中的地理信息子系統(tǒng)以及配網(wǎng)管理子系統(tǒng)之間通過計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在數(shù)據(jù)庫級實現(xiàn)數(shù)據(jù)的動態(tài)交換；上述主服務(wù)器、配置服務(wù)器、工作站的數(shù)據(jù)總線依次通過交換機(jī)、路由器與光收發(fā)器I連接； 通信機(jī)房內(nèi)設(shè)置有無線通信收發(fā)設(shè)備和光收發(fā)器II，所述光收發(fā)器II通過光纖與光收發(fā)器I連接進(jìn)行局域網(wǎng)內(nèi)的數(shù)據(jù)傳輸；無線通信收發(fā)設(shè)備通過網(wǎng)絡(luò)傳輸通道與配電終端連接，用于實現(xiàn)服務(wù)器中心端與各變臺配電終端的數(shù)據(jù)傳輸； 所述配電終端包括若干個設(shè)置在變臺的終端設(shè)備，終端設(shè) 備中設(shè)置有與通信機(jī)房內(nèi)無線通信收發(fā)設(shè)備通過無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)臒o線通信模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電力系統(tǒng)配網(wǎng)能量管理系統(tǒng)，其特征在于所述服務(wù)器中心端還包括備份服務(wù)器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電力系統(tǒng)配網(wǎng)能量管理系統(tǒng)，其特征在于所述主服務(wù)器和備份服務(wù)器中均設(shè)置有用于校時的GPS模塊。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電力系統(tǒng)配網(wǎng)能量管理系統(tǒng)，包括服務(wù)中心端、配電終端以及用于實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸功能的網(wǎng)絡(luò)傳輸通道和通信機(jī)房，所述服務(wù)中心端包括主服務(wù)器、配置服務(wù)器以及若干個工作站，服務(wù)器和配置服務(wù)器通過地址總線與各個工作站連接，上述主服務(wù)器、配置服務(wù)器、工作站的數(shù)據(jù)總線依次通過交換機(jī)、路由器與光收發(fā)器Ⅰ連接；通信機(jī)房內(nèi)設(shè)置有無線通信收發(fā)設(shè)備和光收發(fā)器Ⅱ；配電終端包括若干個設(shè)置在變臺的終端設(shè)備，終端設(shè)備中設(shè)置有無線通信模塊。本發(fā)明的應(yīng)用提高了配網(wǎng)生產(chǎn)管理的工作效率和工作質(zhì)量，節(jié)約了人力資源成本，在為電網(wǎng)的管理工作帶來巨大效率的同時，大大提高了電網(wǎng)生產(chǎn)管理的增收或節(jié)支。
文檔編號H02J13/00GK102723780SQ201210192500
公開日2012年10月10日 申請日期2012年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月13日
發(fā)明者呂奇, 孫昌永, 宋建斌, 張居辰, 甄永生, 賁華民, 趙會峰, 趙國輝, 陳文祿, 韓進(jìn)永 申請人:欒城縣供電局