电力公司变电站监控信息系统设计与应用

电力公司变电站监控信息系统设计与应用

杨翠翠

国网山西省电力公司超高压变电分公司   山西太原  030000

摘要：变电网是电力系统的重要组成，主要实现电力能源的高压段和低压段的转换，为电力用户提供可靠平稳的电能供应。变电网主要由各级变电站组成，变电站的运行监控是变电网运维管理的核心。在电力系统自动化水平不断提升的背景下，提高变电站运行监控管理的自动化水平，是国内电力企业的重要挑战之一。

关键词：变电站，信息点表，运行监控，.NET技术

引言

变电站的自动化和智能化是近年来国内外电力系统发展和演进的重要趋势。尤其在国内电力系统中，二次设备及保护装置的占比较高，对于变电站的智能化管理的需求更为迫切。所谓变电站智能化，是指基于新型的智能化变电设备及其他配套装置，建立的符合101/104通信规约以及IEC国际通用电气技术标准的现代化变电站，在此基础上实现整个电网的智能化[1]。随着国内变电站智能化水平近年来的不断提高，对于变电站的自动化运行监控和管理维护成为变电网管理的主要趋势，即利用智能化的变电装置以及电力通信网，取代传统的人工现场巡检和故障排查的变电运维模式。但是，由于传统电力系统在国内的占比依然较大，虽然近年来以智能变电网和智能电表等关键节点智能电网的建设已经逐步形成，然而在变电站的自动化管理方面仍未形成比较全面和系统的功能体系。因此，对于各地供电企业的变电站监控和运维管理工作而言，如何在智能化电网建设的背景下，逐步提升变电站运行监控的自动化和数字化，是企业发展的关键目标之一。

1系统技术选型

根据变电站监控信息管理系统的需求，本节对其技术选型进行分析，包括系统采用的网络模式、软件开发技术、数据库等[2]。

1.1网络模式选型

根据系统的开发需求，系统的目标用户面向的是四川电力公司及各下级供电单位的变电运维人员，这些用户需在Internet网络和电力通信专网环境下，进行系统的远程访问，因此系统需基于分布式架构进行研发。目前的分布式软件系统网络模式主要包括B/S、C/S和混合式模式，这些分布式网络模式均可满足本系统的开发需求。但是根据四川电力公司的内部业务软件发展趋势，Web化是重要的潮流。因此，为了方便系统的技术升级和维护，系统的网络模式选型为B/S模式，即浏览器/服务器模式，变电运维人员通过Web浏览器在Internet和电力通信专网环境下，进行系统的网络服务器（Web站点主机）远程访问，实现变电站监控信息管理的数字化和信息化。

1.2开发技术选型

目前的Web应用软件开发技术众多，包括HTML、动态的JSP、ASP/ASP.NET、PHP、Crel等。企业级Web应用比较常用JSP和ASP/ASP.NET技术，其技术原理和所属平台相关，JSP采用Java平台，ASP/ASP.NET采用.NET平台，在技术先进性方面不存在明显差异，选择依据主要是开发团队的习惯以及成本。根据四川电力公司目前的内部业务信息化发展现状，.NET平台和Java平台均广泛采用，本系统最终确定了基于ASP.NET的Web技术选型，后台Web功能开发利用.NET的C#技术实现，即系统的Web动态服务基于ASP.NET脚本技术实现，Web服务的后台响应基于C#功能组件实现，编程语言为ASP.NET、HTML和C#面向对象语言。对于系统的Web服务分发，即动态Web服务的网络发布，可选的工具包括Apache、Web Logic、Tomcat、IIS等。本系统对于Web服务分发没有特殊的要求，因此根据公司目前现有的信息化资源，最终采用了.NET平台中的IIS作为系统的Web服务分发工具。

1.3数据库选型

数据库是企业级应用程序的关键，对于本系统而言，也需要通过数据库工具进行变电站监控管理业务信息的数字化存储。关系型数据库管理系统是目前企业级应用程序最常用的数据管理工具，常见的产品包括SQL Server、Oracle、MySQL、DB2等。上述数据库工具均支持CMD面板控制和嵌入式编程管理。根据四川电力公司目前的信息化资源状况，上述数据库工具均可满足系统的开发要求。由于系统采用了.NET平台技术，因此最终选择了基于SQL Server的数据库选型，具体的数据库型号为SQLServer2014企业版，该数据库可支持标准的TSQL指令，以及数据库的安全管理和资源管理服务，并且可以通过.NET平台的ADO.NET组件实现标准化的数据库管理。选择SQL Server数据库，可以提高本系统的软件功能开发效率和功能健壮性。

2系统总体设计

2.1系统功能模型设计

视图层：本系统的Web交互服务，主要提供系统的Web交互页面及后台的HTTP交互服务，包括了变电站管控统计、新建及全站改造管理、改建扩建管理和在运变电站梳理功能的Web页面，由系统的ASP.NET/HTML动态或静态页面组成。

逻辑层：包括本系统的Web服务功能组件和后台的C#服务功能组件、数据库功能组件等，其中Web服务功能组件基于IIS工具实现，提供本系统的Web服务交互和响应支持，C#服务功能组件按内部功能划分，包括变电站管控统计、新建及全站改造管理、改建扩建管理、在运变电站梳理4个功能组件，同时还包含了基于.NET平台的ADO.NET组件的数据库处理组件，是本系统中的核心功能层次。

数据层：主要基于ADO.NET组件和SQLServer2014数据库工具实现，主要用于对系统中的业务数据进行结构化管理，为逻辑层提供数据检索和操作支持，为视图层提供Web页面的数据填充支持

2.2功能结构设计

（1）变电站统计：对已投运、正改造、正新建的变电站数量进行统计，并细分为常规变电站和智能变电站，同时统计变电站的初始化率、排期任务执行进度，在此基础上提供变电站初始化率和排期任务执行进度详情的报表查看服务。（2）厂家型号统计：统计所选变电站的变电设备厂家数量和型号数量，在此基础上对各型号使用率、信号规范率和设备稳定性进行排名。（3）规则统计：对系统规则库的基础库、标准库完成条数进行统计，对便可元规则审核的平均处理时间及完成审核数量进行统计。（4）信号统计：统计信号正确率，并且给出信号正确率排名。（5）点表执行情况统计：对所选变电站的点表执行情况进行检索和列表展示，包括主站和站端的执行率。（6）基础库申报量统计：对所选变电站的申报型号和申报规则数量进行基础数据检索和数量统计。

3广泛应用前景

随着国家电网公司对智能电网的大力发展智能变电站的研究、设计、研发等工作已经紧锣密鼓的展开。智能变电站的技术导则中提出：“智能变电站设备具有信息数字化、功能集成化、结构紧凑化、状态可视化等主要技术特征符合易扩展、易升级、易改造、易维护的工业化应用要求”；提出“宜建立站内全景数据的统一信息平台供系统层各子系统统一数据标准化、规范化存取访问以及和调度等其它系统进行标准化交互”。监控系统和故障信息系统一体化设计符合智能变电站的发展要求。随着智能变电站的推广建设监控系统和故障信息系统一体化设计将得到广泛应用。

参考文献：

［1］苏昊夏勇军胡刚等．ＩＥＣ61850及其在变电站自动化系统中的应用［Ｊ］．湖北电力2007

［2］夏明超黄益庄吴俊勇．变电站自动化技术的发展和现状［Ｊ］．北京交通大学学报2007