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[摘要]文中介绍了开发胜利油田电能管理信息系统的背景和重要意义：结合胜利油田的实际情况，提出了胜利油田的电能管理信息系统系统需求，并设计了此系统的总体架构：随后从硬件和软件两个方面对系统进行了分析。
[关键词]远程抄表 电量采集 电能管理与应用
胜利油田电网作为全国最大型企业电网，目前拥有35～220kV变电站164座，6～220kV输配电线路5080km，电网覆盖山东省3个地(市)，12个县(区)，供电面积达3.2km2，年转供电量50多亿kW·h。变电站电能计量准确与否直接影响着电力管理总公司的经济效益。
由于胜利油田电网分布较广，计量点分散，长期以来一直实行区域管理的模式。受技术所限，电能量管理以人工抄表、核算、收费为主。这种以人工操作为主的方式，不仅消耗了大量的人力和物力，成本高，效率低，而且时常出现电能量的错抄，漏抄，少抄等现象；同时，由于电能量的时效性差，不能有效为变电站电能损耗分析、异常情况的处理和防窃电等提供可靠的数据支持，因此现有的电能管理模式已经严重制约了现实工作的发展。
电能表技术、计算机技术和通讯技术的发展，为变电站电能管理提供了新的思路，实现一种集电能数据采集、传输和处理为一体的系统成为可能。这种系统可以克服以前以人工操作为主的电能管理模式所带来的种种弊端。因此，如何根据胜利油田电网的实际情况，并融合现代电能表技术、计算机技术和通讯技术的先进成果，建设一个覆盖胜利油田所有变电站，能够可靠、稳定、高效提供电能数据采集、传输和处理的变电站电能管理信息系统成为了一个重要的课题。
1 系统需求
本系统作为电能量的实时遥测系统，其应具有遥测系统的所需具有的可靠性、稳定性、准确性、安全性和开放性等特点。同时由于涉及胜利油田160余座变电站和500余家二级单位，本系统需进行系统分层，分期建设。因此对本系统提出了很高的要求。
1.1 系统总需求
(1)保证系统的高可靠性和稳定性。这是对系统性能的基本要求。这套系统设计利用三年时间完成，并要确保长期的可靠、稳定运行。因此要从系统结构设计、设备选型、技术支持和系统管理等方面确保系统运行可靠和稳定。
(2)保证采集数据的准确性和完整性。本系统首要功能是要实现变电站关口点电能量数据完整无误的准确采集。而这些采集来的数据则是作为对胜利油田各二级单位收费的根本依据。因此采集数据不准确、不完整将会直接导致电费结算的错误，这将会带来严重后果，损害双方的经济利益。
(3)注重系统的开放性和安全性相结合。这里的开放性是指本系统所采用的硬件和软件都应是按照统一的标准进行开发生产出来的，允许不同厂商之间的产品进行互换。在保证开放性的同时，还要重视系统的安全性。系统安全性设计应是全方位的、分层次的和分等级的。既要注重硬件的安全性设计，又要注重软件的安全性设计。建立层层安全控制机制，防止非法用户的侵入和机密信息的泄漏。
(4)注重系统的实用性和扩展性相结合。因系统建设规模大，资金投入高、建设周期长，系统建设应遵循经济、实用、高效的原则。在引进、消化先进模式的同时，按照自身生产实际需求进行系统设计。在注重实用性的同时，要兼顾系统的可扩展性，为今后的功能扩展留出空间。
1.2 系统功能需求
(1)实现电能量、需量、瞬时量等数据的随时、定时、周期采集和存贮：
(2)实现计量点的电量管理：
(3)实现发、售、过网等各类电量统计和电费结算；
(4)实现多层次统计线损及理论线损分析：
(5)实现灵活报表的输出和曲线分析：
(6)实现计量表计状态的监测，判断异常事件的发生：
(7)系统维护实现多级权限设置，实行分级管理；
(8)支持多种规约，可实现不同厂家表计的更换；
(9)实现Web浏览、查询功能。
2 系统结构与硬件组成
在充分研究了国内外多家系统结构后，我们接合胜利油田自身的实际情况，提出了以下系统架构设计，见图1。
本系统是由主站(局内计算机网络)、通讯信道、变电站采集终端、多功能电子表(或脉冲表)等部分构成。
变电站采集终端(数据集中器)完成各种电能数据的实时采集和状态监视，可以根据设置完成重要数据(如电能表码)的定时存储；上行和系统主站通讯，完成数据上传功能。
通讯信道是子站和系统主站通讯的桥梁，系统支持多种通讯方式，典型的方式有：电话拨号方式、专线方式、TCP/IP网络方式、光纤专线或以太网、GSM无线通讯方式(该方式安装简单。运行维护方便，综合成本较低)。对于一套主站，系统同时支持几种通讯方式。
主站位于内部计算机局域网络，主要完成远程数据采集、数据管理、查询统计、系统监测、报表输出、WEB浏览等功能。
为了形成各二级单位的以电量为中心的集成应用，系统可以方便地和其它厂家的抄表系统相连，进行信息共享。
3 系统软件实现
系统中的软件主要分两部分：一是要实现电能表与电量采集终端之间有数据通讯程序设计：二是要实现主站对所采集数据的处理程序设计。
3.1 采集终端与电能表通讯程序设计
系统终端与电能表之间通讯流程如图2所示，
3.2 主站软件组成与功能实现
(1)主站软件各模块组成
主站软件主要包括8个功能模块包，分别是网络监控平台包、系统维护包、数据采集包、计算服务包、图形包、电能综合应用包、报表支持包和WEB浏览服务包。
(a)网络监控平台包：由于本系统是分布式系统，而且是实时分布式系统。为了达到系统的开放性、实时性、稳定性和可维护性，必须有一套完整的网络平台监控系统。网络监控平台作为整个分布式系统构建的基础和调度核心，其实时性、稳定性、和可维护性的好坏影响着整个分布式系统。此模块可实现对网络链路、网络节点状态、服务器状态的监控、同时可以对运行工况报警、系统校时、运行日志管理、实时数据库的动态加载管理、共享内存的管理和应用开发支持。
(b)系统维护包：可实现参数维护(变电站参数、大用户参数)、权限管理、数据管理。
(c)数据采集包：数据采集包主要完成主站系统与采集终端、电表的通讯，可以根据预先设置的采集方案自动定时召测采集终端的各种电能量数据，也可以人工下发数据召测命令进行人工召测。召测的数据包括历史数据和当前数据。
(d)计算服务包：完成数据存盘、实时计算、定时计算功能。
(e)图形包：本工具不仅可以绘图，同时也是一种建模工具，具有图模一体化的功能。在进行图形生成的 同时，还能生成量测数据参数以及电力拓扑关系，可以大大减少建立系统时的工作量，同时也为进一步的高级功能软件的开发实施提供了良好的支撑环境。
(f)电能综合应用包：实现数据采集后的数据处理及日常业务操作处理、相关电量分析等功能。
(g)报表支持包：主要功能是读取系统其他模块的统计、存储的结果，进行简单的统计计算，自动或手动产生用户想要得到的各式各样的报表，并把生成的报表自动打印和发布。
(h)WEB浏览服务包：主要功能是为用户提供方便的网上查询服务。
(2)主站软件功能实现
(a)数据分析模块：实现电能量、需量、瞬时量等数据的随时、定时、周期采集、浏览和存贮。对数据进行各种对比分析来为管理决策提供依据；对象层次结构为：全局——分局——终端——表计点；
(b)电量维护模块：实现计量点的电量管理。可对集中器下所有计量点某时刻的电量数据、平均功率因数日(日、月)数据进行浏览，或针对某计量点查看其在某时段内的所有日(整点、日、月)电量数据。
(c)线损分析模块：实现多层次统计线损及理论线损分析。对象层次结构为：全局——分局——变电所——终端——表计点：可完成：网损分析——区域网损分析／分压线损分析——变电站电量平衡分析——母线电量不平衡分析，主变损耗分析——联络线／送电线路线损分析提供两种分析方法：按电压层次分析、按区域层次分析：
(d)曲线分析模块：实现历史变化统计、比较。浏览分析同一对象不同时期段、不同对象同一时间段的电量为管理决策提供依据：
(e)异常分析模块：实现计量表计状态的监测，判断异常事件的发生。分析电压失压、断相、电流失流、过流、不平衡、电压电流的逆相序及电压电流的错误接线、功率因数突变等：终端采集的数据和电表通讯来的数据相比较超出允许偏差：电力CT短路、PT开路；与电能表的通讯失去联系：这些都是产生用电异常的因素。过分析采集终端及用电对象的异常状况，找出产生异常的原因，以便管理部门采取措施来降低异常的发生率，提高用电效率。
4 结束语
本系统实现了胜利油田变电站电能量的实时监控、采集与管理，解决了长期困绕胜利油田在电能管理方面的诸多棘手问题，使胜利油田在电能管理理念与管理手段上得到了一个质的飞跃。系统的开发成功，无疑对我们当前的电能管理工作起到积极的推动作用。
[关键词]远程抄表 电量采集 电能管理与应用
胜利油田电网作为全国最大型企业电网，目前拥有35～220kV变电站164座，6～220kV输配电线路5080km，电网覆盖山东省3个地(市)，12个县(区)，供电面积达3.2km2，年转供电量50多亿kW·h。变电站电能计量准确与否直接影响着电力管理总公司的经济效益。
由于胜利油田电网分布较广，计量点分散，长期以来一直实行区域管理的模式。受技术所限，电能量管理以人工抄表、核算、收费为主。这种以人工操作为主的方式，不仅消耗了大量的人力和物力，成本高，效率低，而且时常出现电能量的错抄，漏抄，少抄等现象；同时，由于电能量的时效性差，不能有效为变电站电能损耗分析、异常情况的处理和防窃电等提供可靠的数据支持，因此现有的电能管理模式已经严重制约了现实工作的发展。
电能表技术、计算机技术和通讯技术的发展，为变电站电能管理提供了新的思路，实现一种集电能数据采集、传输和处理为一体的系统成为可能。这种系统可以克服以前以人工操作为主的电能管理模式所带来的种种弊端。因此，如何根据胜利油田电网的实际情况，并融合现代电能表技术、计算机技术和通讯技术的先进成果，建设一个覆盖胜利油田所有变电站，能够可靠、稳定、高效提供电能数据采集、传输和处理的变电站电能管理信息系统成为了一个重要的课题。
1 系统需求
本系统作为电能量的实时遥测系统，其应具有遥测系统的所需具有的可靠性、稳定性、准确性、安全性和开放性等特点。同时由于涉及胜利油田160余座变电站和500余家二级单位，本系统需进行系统分层，分期建设。因此对本系统提出了很高的要求。
1.1 系统总需求
(1)保证系统的高可靠性和稳定性。这是对系统性能的基本要求。这套系统设计利用三年时间完成，并要确保长期的可靠、稳定运行。因此要从系统结构设计、设备选型、技术支持和系统管理等方面确保系统运行可靠和稳定。
(2)保证采集数据的准确性和完整性。本系统首要功能是要实现变电站关口点电能量数据完整无误的准确采集。而这些采集来的数据则是作为对胜利油田各二级单位收费的根本依据。因此采集数据不准确、不完整将会直接导致电费结算的错误，这将会带来严重后果，损害双方的经济利益。
(3)注重系统的开放性和安全性相结合。这里的开放性是指本系统所采用的硬件和软件都应是按照统一的标准进行开发生产出来的，允许不同厂商之间的产品进行互换。在保证开放性的同时，还要重视系统的安全性。系统安全性设计应是全方位的、分层次的和分等级的。既要注重硬件的安全性设计，又要注重软件的安全性设计。建立层层安全控制机制，防止非法用户的侵入和机密信息的泄漏。
(4)注重系统的实用性和扩展性相结合。因系统建设规模大，资金投入高、建设周期长，系统建设应遵循经济、实用、高效的原则。在引进、消化先进模式的同时，按照自身生产实际需求进行系统设计。在注重实用性的同时，要兼顾系统的可扩展性，为今后的功能扩展留出空间。
1.2 系统功能需求
(1)实现电能量、需量、瞬时量等数据的随时、定时、周期采集和存贮：
(2)实现计量点的电量管理：
(3)实现发、售、过网等各类电量统计和电费结算；
(4)实现多层次统计线损及理论线损分析：
(5)实现灵活报表的输出和曲线分析：
(6)实现计量表计状态的监测，判断异常事件的发生：
(7)系统维护实现多级权限设置，实行分级管理；
(8)支持多种规约，可实现不同厂家表计的更换；
(9)实现Web浏览、查询功能。
2 系统结构与硬件组成
在充分研究了国内外多家系统结构后，我们接合胜利油田自身的实际情况，提出了以下系统架构设计，见图1。
本系统是由主站(局内计算机网络)、通讯信道、变电站采集终端、多功能电子表(或脉冲表)等部分构成。
变电站采集终端(数据集中器)完成各种电能数据的实时采集和状态监视，可以根据设置完成重要数据(如电能表码)的定时存储；上行和系统主站通讯，完成数据上传功能。
通讯信道是子站和系统主站通讯的桥梁，系统支持多种通讯方式，典型的方式有：电话拨号方式、专线方式、TCP/IP网络方式、光纤专线或以太网、GSM无线通讯方式(该方式安装简单。运行维护方便，综合成本较低)。对于一套主站，系统同时支持几种通讯方式。
主站位于内部计算机局域网络，主要完成远程数据采集、数据管理、查询统计、系统监测、报表输出、WEB浏览等功能。
为了形成各二级单位的以电量为中心的集成应用，系统可以方便地和其它厂家的抄表系统相连，进行信息共享。
3 系统软件实现
系统中的软件主要分两部分：一是要实现电能表与电量采集终端之间有数据通讯程序设计：二是要实现主站对所采集数据的处理程序设计。
3.1 采集终端与电能表通讯程序设计
系统终端与电能表之间通讯流程如图2所示，
3.2 主站软件组成与功能实现
(1)主站软件各模块组成
主站软件主要包括8个功能模块包，分别是网络监控平台包、系统维护包、数据采集包、计算服务包、图形包、电能综合应用包、报表支持包和WEB浏览服务包。
(a)网络监控平台包：由于本系统是分布式系统，而且是实时分布式系统。为了达到系统的开放性、实时性、稳定性和可维护性，必须有一套完整的网络平台监控系统。网络监控平台作为整个分布式系统构建的基础和调度核心，其实时性、稳定性、和可维护性的好坏影响着整个分布式系统。此模块可实现对网络链路、网络节点状态、服务器状态的监控、同时可以对运行工况报警、系统校时、运行日志管理、实时数据库的动态加载管理、共享内存的管理和应用开发支持。
(b)系统维护包：可实现参数维护(变电站参数、大用户参数)、权限管理、数据管理。
(c)数据采集包：数据采集包主要完成主站系统与采集终端、电表的通讯，可以根据预先设置的采集方案自动定时召测采集终端的各种电能量数据，也可以人工下发数据召测命令进行人工召测。召测的数据包括历史数据和当前数据。
(d)计算服务包：完成数据存盘、实时计算、定时计算功能。
(e)图形包：本工具不仅可以绘图，同时也是一种建模工具，具有图模一体化的功能。在进行图形生成的 同时，还能生成量测数据参数以及电力拓扑关系，可以大大减少建立系统时的工作量，同时也为进一步的高级功能软件的开发实施提供了良好的支撑环境。
(f)电能综合应用包：实现数据采集后的数据处理及日常业务操作处理、相关电量分析等功能。
(g)报表支持包：主要功能是读取系统其他模块的统计、存储的结果，进行简单的统计计算，自动或手动产生用户想要得到的各式各样的报表，并把生成的报表自动打印和发布。
(h)WEB浏览服务包：主要功能是为用户提供方便的网上查询服务。
(2)主站软件功能实现
(a)数据分析模块：实现电能量、需量、瞬时量等数据的随时、定时、周期采集、浏览和存贮。对数据进行各种对比分析来为管理决策提供依据；对象层次结构为：全局——分局——终端——表计点；
(b)电量维护模块：实现计量点的电量管理。可对集中器下所有计量点某时刻的电量数据、平均功率因数日(日、月)数据进行浏览，或针对某计量点查看其在某时段内的所有日(整点、日、月)电量数据。
(c)线损分析模块：实现多层次统计线损及理论线损分析。对象层次结构为：全局——分局——变电所——终端——表计点：可完成：网损分析——区域网损分析／分压线损分析——变电站电量平衡分析——母线电量不平衡分析，主变损耗分析——联络线／送电线路线损分析提供两种分析方法：按电压层次分析、按区域层次分析：
(d)曲线分析模块：实现历史变化统计、比较。浏览分析同一对象不同时期段、不同对象同一时间段的电量为管理决策提供依据：
(e)异常分析模块：实现计量表计状态的监测，判断异常事件的发生。分析电压失压、断相、电流失流、过流、不平衡、电压电流的逆相序及电压电流的错误接线、功率因数突变等：终端采集的数据和电表通讯来的数据相比较超出允许偏差：电力CT短路、PT开路；与电能表的通讯失去联系：这些都是产生用电异常的因素。过分析采集终端及用电对象的异常状况，找出产生异常的原因，以便管理部门采取措施来降低异常的发生率，提高用电效率。
4 结束语
本系统实现了胜利油田变电站电能量的实时监控、采集与管理，解决了长期困绕胜利油田在电能管理方面的诸多棘手问题，使胜利油田在电能管理理念与管理手段上得到了一个质的飞跃。系统的开发成功，无疑对我们当前的电能管理工作起到积极的推动作用。