電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)規(guī)范

備案信息

備案號：54021-2016

備案公告： 2016年第5號(總第197號) 。

電能質(zhì)量監(jiān)測電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)整體架構(gòu)方案研究

基于某種特定終端的架構(gòu)方案研究在此類研究中，特定監(jiān)測終端的實(shí)現(xiàn)往往是討論的重點(diǎn)，而監(jiān)測系統(tǒng)的架構(gòu)往往以適應(yīng)這類終端為前提。電能質(zhì)量監(jiān)測終端由于其在采樣率、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、傳輸格式等方面的特殊要求，一般無法利用現(xiàn)有終端實(shí)現(xiàn)。近期研究中，一類是針對嵌入式裝置構(gòu)建監(jiān)測系統(tǒng)，另一類是基于虛擬儀器技術(shù)，利用工控機(jī)和上位機(jī)構(gòu)建系統(tǒng)。

目前，國內(nèi)已普遍建成區(qū)域電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)以全面掌握區(qū)域各處的電能質(zhì)量情況。? 此類系統(tǒng)中，監(jiān)測點(diǎn)數(shù)量多，建設(shè)周期長，所使用的監(jiān)測終端也往往不僅局限于某種特定類型。因此，需要研究通用的監(jiān)測系統(tǒng)架構(gòu)方案。

電能質(zhì)量監(jiān)測通用架構(gòu)方案

1)? 基于 CORBA的架構(gòu)方案。相關(guān)研究利用公共對象請求代理體系結(jié)構(gòu)(Common Object Request Broker Architecture，CORBA)技術(shù)實(shí)現(xiàn)異構(gòu)環(huán)境下中心控制站與各監(jiān)測儀之間的遠(yuǎn)程訪問和控制。CORBA技術(shù)一般用于在不同應(yīng)用程序之間提供靈活的通信機(jī)制，將其用于監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，終端實(shí)現(xiàn)難度、系統(tǒng)可維護(hù)性以及能否跨越防火墻傳輸?shù)葐栴}均需要進(jìn)一步研究。

2)? 基于 MAS的架構(gòu)方案。多智能體系統(tǒng)(Multi-Agent System，MAS)是多個(gè)Agent組成的集合，? 其中每個(gè) Agent是一個(gè)物理的或抽象的實(shí)體。基于MAS的架構(gòu)較符合電力系統(tǒng)分布式結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，但仍有許多實(shí)際工程問題需要解決，例如：如何在不同類型監(jiān)測終端中實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的Agent程序、各Agent基于何標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)調(diào)等。

3)? 基于調(diào)度系統(tǒng)模式的架構(gòu)方案。此類架構(gòu)方案一般由現(xiàn)場采集終端，通信網(wǎng)絡(luò)、分層分級的遠(yuǎn)程監(jiān)控中心以及客戶端組成?？紤]到我國電網(wǎng)的實(shí)際情況，此架構(gòu)方案在構(gòu)建區(qū)域監(jiān)測系統(tǒng)時(shí)被普遍采用。目前，國內(nèi)各省普遍采用三層式的監(jiān)測系統(tǒng)架構(gòu)。

考慮到管理方式、建設(shè)成本以及通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)等實(shí)際情況，某些區(qū)域監(jiān)測系統(tǒng)也有采用二層式結(jié)構(gòu)方案，其與三層式結(jié)構(gòu)的主要區(qū)別是不設(shè)置監(jiān)測子站。意大利電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)采用二層式架構(gòu)；浙贛電氣化鐵路江西段的開放式監(jiān)測系統(tǒng)暫時(shí)采用二層分布式結(jié)構(gòu)，但預(yù)留了向三層結(jié)構(gòu)過渡的數(shù)據(jù)交換接口；上海電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)采用二層式架構(gòu)，并在主站采用多個(gè)通信前置機(jī)分擔(dān)通信壓力。

從發(fā)展趨勢上看，三層式結(jié)構(gòu)可支持接入更多的監(jiān)測點(diǎn)，具有較高的可擴(kuò)展性，能滿足監(jiān)測數(shù)據(jù)海量化的需求。

4)? 開放式監(jiān)測系統(tǒng)架構(gòu)方案。相關(guān)研究將開放式體系思想應(yīng)用于監(jiān)測系統(tǒng)中，通過系統(tǒng)的功能接口抽象和通信的標(biāo)準(zhǔn)化構(gòu)建開放的統(tǒng)一平臺，滿足不同類型監(jiān)測終端和系統(tǒng)的集成和交互的需要。

開放式架構(gòu)兼容開放的優(yōu)勢可使監(jiān)測系統(tǒng)平穩(wěn)地向前發(fā)展，具有較長的生命周期。但目前研究大多僅是理論探討，對具體實(shí)現(xiàn)的研究不多。

電能質(zhì)量監(jiān)測智能電網(wǎng)中的電能質(zhì)量信息平臺

電網(wǎng)智能化體現(xiàn)為能夠全面、及時(shí)地掌握電網(wǎng)運(yùn)行信息并做出快速的最優(yōu)反應(yīng)。因此，精確、快速、開放、共享的信息平臺是智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)，也是智能電網(wǎng)與傳統(tǒng)電網(wǎng)的最大區(qū)別。目前，電能質(zhì)量管理的實(shí)際需求和發(fā)展趨勢已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了傳統(tǒng)電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)中僅僅對各電能質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測的范疇，因此，構(gòu)造一個(gè)完整的電能質(zhì)量信息平臺(下文簡稱“信息平臺”)至關(guān)重要，其未來將可能成為與SCADA，PMU和AMI并駕齊驅(qū)的重要平臺。

信息平臺應(yīng)包括電能質(zhì)量監(jiān)測子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)管理和分析子系統(tǒng)以及信息發(fā)布子系統(tǒng)。其中，電能質(zhì)量監(jiān)測是實(shí)現(xiàn)信息平臺其他各功能的基礎(chǔ)和前提。未來智能電網(wǎng)中的電能質(zhì)量信息平臺將有以下幾個(gè)發(fā)展方向。

電能質(zhì)量監(jiān)測電能質(zhì)量監(jiān)測數(shù)據(jù)的深化利用

利用海量電能質(zhì)量監(jiān)測數(shù)據(jù)為電力系統(tǒng)的實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行提供支持是未來信息平臺的重要功能。目前對監(jiān)測數(shù)據(jù)的深化應(yīng)用大多局限于電能質(zhì)量問題的范疇內(nèi)，如擾動識別分類等。未來結(jié)合監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行動態(tài)負(fù)荷建模、配電網(wǎng)故障預(yù)測、故障定位、電容器組與斷路器的狀態(tài)監(jiān)測與評估、負(fù)荷監(jiān)測等問題研究將更好地深層次利用監(jiān)測數(shù)據(jù)。

電能質(zhì)量監(jiān)測兼容開放的信息平臺

兼容開放的平臺有利于監(jiān)測數(shù)據(jù)的有效利用。要實(shí)現(xiàn)兼容開放，標(biāo)準(zhǔn)化是前提。應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng)中現(xiàn)有的通信協(xié)議和系統(tǒng)交互標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合電能質(zhì)量的特殊性，研究相應(yīng)的信息平臺標(biāo)準(zhǔn)。目前，在監(jiān)測終端接入平臺時(shí)采用PQDIF和IEC61850標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)成為共識，但是對于信息平臺不同系統(tǒng)間、平臺與其他系統(tǒng)之間的信息交互和服務(wù)調(diào)用，目前仍然沒有成熟的解決方案。

現(xiàn)有監(jiān)測系統(tǒng)均不對電網(wǎng)建模，僅保存單個(gè)監(jiān)測點(diǎn)臺賬信息。未來隨著高層應(yīng)用的研發(fā)，諧波潮流計(jì)算、諧波狀態(tài)估計(jì)、電壓暫降分析中都需要承載實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)的實(shí)際電網(wǎng)的模型。從未來發(fā)展趨勢上看，采用IEC61970作為系統(tǒng)間的交互標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)是必然選擇，如何基于CIM對電能質(zhì)量相關(guān)系統(tǒng)建模，需要CIM中哪些包，哪些類型需要擴(kuò)展都是未來研究的重點(diǎn)。

電能質(zhì)量監(jiān)測基于云計(jì)算的信息平臺架構(gòu)

智能電網(wǎng)和電能質(zhì)量領(lǐng)域的發(fā)展對信息平臺提出了三個(gè)基本要求：

1)? 要求建立終端兼容接入、信息共享透明、集成標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、支持電能質(zhì)量信息管理業(yè)務(wù)協(xié)同化和互操作的統(tǒng)一信息平臺。

2)? 要求對海量數(shù)據(jù)的可靠存儲和優(yōu)化管理，充分挖掘信息的潛在價(jià)值，提升電能質(zhì)量的智能分析和輔助決策支持水平。

3)? 要求信息平臺具有健全的發(fā)布體系，避免供用電雙方的消息不對稱，支持供用電雙方友好互動。

云計(jì)算作為一種新興的計(jì)算模型，具有可靠性高、數(shù)據(jù)處理量巨大、靈活可擴(kuò)展以及設(shè)備利用率高等優(yōu)勢，為構(gòu)建滿足以上要求的電能質(zhì)量信息平臺提供了一種全新的解決方案，云計(jì)算所具有的特征正好能滿足信息平臺的實(shí)現(xiàn)目標(biāo)。