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1、基于 CIM 的辽阳供电公司 66kV 输电网线损管理系统技术方案 江军 宋丽（辽阳供电公司调度所）摘 要：摘 要：随着 IEC61970 标准的颁布，为电力系统的各种资源定义了公共信息模型（CIM：Common Information Model），提供了一种用对象类和属性及彼此关联关系来表示电力系统资源的标准方法。本文采用统一命名规范和标准编码机制，在对 CIM 模型合并、扩展的基础上实现各类线损对象的自动建立和数据源的自动关联，建立输电网电量数据整合平台，以现有数据源系统为基本的采集子系统，实现各数据源系统的接口，实现电量系统相关业务流程，最后实现线损数据的统计和分析。关键词：关键词：C
2、IM、电量整合平台、线损统计及分析、线损管理 0 引言 电力生产三大指标是安全、优质、经济，线损率是表征电力企业经济效益和技术管理水平的综合性指标。现在线损系统的种类很多，但大多数很难真正投入实际运行，其中的关键问题主要在于线损对象模型的建立和维护、线损统计和计算数据来源等未真正解决，本方案结合辽阳供电公司目前各自动化系统的建设情况，基于 CIM 模型建立电量数据整合平台，可有效地解决线损对象模型和数据来源问题，同时对线损统计和计算方法、线损数据的应用及分析等进行了详细阐述。1 系统建设环境 目前，辽阳供电公司与 66kV 输电网线损统计相关的系统基本都已建设，重点包括关口电量采集系统、电能量
3、采集系统、负荷控制系统、地调 SCADA 系统等，相关数据均可自动采集，为多级线损信息管理系统的建设提供了良好的基础平台和可靠、完整的数据来源。1.1 关口表电量采集现状 辽阳供电公司所属的6个220kV变电所的关口电量均由省公司调通部通过调度数据专网采集至省调后返送至辽阳供电公司。1.2 公司所属变电所电量采集现状 飞灵电量采集系统实现了对公司所属 6个 220kV 变电所、20 个 66kV 变电所的电量采集，JW08-300 型 CDMA SCADA 系统实现了对 66kV 新柳、温泉、翁家、矿山变电所的电量采集，上述系统实现了辽阳供电公司所属变电所电量采集的全覆盖。1.3 非公司所属变
4、电所电量采集现状 这部分变电所主要由负荷控制系统采集，另有6个用户66kV变电所的电量由GPRS系统采集。还有东北电网公司所属的500kV辽阳变电所所用变、鞍山供电公司所属的 220kV 前杠变的前王线、220kV 红旗堡变电所的鞍刘线、66kV 七岭子变电所的七华线未实现电量采集。1.4 地调 SCADA 系统 辽阳供电公司地调SCADA系统为北京科东电力控制系统有限责任公司的 CC2000 自动化协调，其采集的所有遥测数据、遥信数据可供后续的电量和线损理论分析使用。2 主要数据源系统数据类型分析 2.1 飞灵电量采集系统数据分析 该系统只有变电站名称、电表名称，对电表正向的输入/输出关系、
5、与母线关联属性等均未设置。建立 CIM 模型所需的单位信息、电压等级信息、母线信息、主变信息等不能提供。系统主要提供每天 96 点的表底数、统计电量，对 CT 更换、换表等业务不能判断，对电量追补、旁路代供处理等也未考虑。对电量数据的基本应用，如平衡报表、峰谷报表、关口报表等系统未提供，母线平衡率、2007 中国电机工程学会年会论文集广东东莞 主变平衡率、全所平衡率等数据也没有统计。结论：该系统只能提供简单的厂站和表计清单、96 点表底数，由于未严格考虑业务流程，其提供的一次电量不能真正使用。为保证电量、线损数据的准确性，需建立表计统计属性的维护管理，实现相关业务流程。2.2 负荷控制系统数据
6、分析 由于负荷控制系统只是采集单独的计量点，其静态信息与 CIM 模型的建立关系不大，但目前该系统也不能提供计量点与线路的关系。对电量数据，由于该系统目前的一次电量为采集装置根据脉冲统计，存在一定的误差；所以考虑使用每天零点的表底数；与电量系统类似，需要建立表计统计属性的维护管理，实现相关业务流程。3 线损系统建设总体思路和目标 3.1 建设总体思路 完善电量采集工作。鞍山供电公司所属变电所的电量数据已采集到鞍山地调，可考虑与鞍山电量采集主站系统的数据通信；东北电网公司所属的500kV辽阳变电所所用变可考虑安装抄表器。上述工作的完成将使线损系统的数据源得以完备。根据对各相关系统的数据分析，现有
7、数据源系统的静态描述信息不能直接满足线损模型管理的需要，提供的数据均为二次电量，需在考虑业务流程的基础上实现一次电量的转换后才能进行线损统计。本系统建设的总体思路是：基于 CIM模型建设输电网电量数据整合平台，实现统一命名和标准编码，以满足线损模型管理的需要，实现线损对象模型的自动生成和电量采集点的自动关联；以现有数据源系统为基本的采集子系统，实现各数据源系统的接口，获取相关表底数；实现电量系统相关业务流程，进行二次电量到一次电量的转换和统计；最后实现线损数据的统计和分析。3.2 主要数据源系统的接口方式 根据不同数据源系统的建设情况，采用接口方式如下：1)关口表电量采集系统：数据库为Syba
8、se,由省公司采集后，准实时写入辽阳供电公司的关口电量服务器，支持直接读取；2)飞灵电量采集系统：由于为 Access数据库，可采用直接数据库访问方式。由于原系统采集时间为每天凌晨，接口采用自动获取和人工触发（在原系统人工补采后触发同步）方式；3)负荷控制（含 GPRS）系统：数据库为 Oracle，可采用中间库模式，中间库包括电表档案表、电量数据表（表底数）；4)鞍山供电公司电量系统：可采用相应数据自动写入对应服务器方式；5)地调 SCADA 系统：采用 CIM/XML 格式，支持源端自动转发、源端人工转发、目的端召唤转发等方式。3.3 系统建设目标 3.3.1 系统建设整体目标 根据上面数
9、据来源和系统建设环境的描述，通过对线损信息管理系统相关需求进行分析，综合考虑线损工作的难点和重点，本系统的建设总体上将实现以下主要目标：1)电 能 量 整 合 平 台 的 建 立：基 于IEC61970 的标准 CIM 模型，基于统一命名和标准编码，建立电能量整合平台，以满足变电所、电厂、大用户、配变数据接入的需要（可先以变电所、电厂、大用户为主，后期扩展配变数据的采集）；2)源数据的获取：建立电能采集、负荷控制等数据源系统接口，实现相关静态描述信息的同步和关联，获取相关表底数（支持 5 分钟间隔）；3)业务流程的实现：换表、换 CT、表满度等业务变更的自动和人工处理，旁路代供的自动判断和处理
10、，线路运行方式（投运和停役、更名等）的处理；4)电量统计：分费率、分日、分月、分年的电能统计和计算，考虑业务变更的影响；5)线损对象模型的建立：基于电能量2007 中国电机工程学会年会论文集广东东莞 整合平台 CIM 模型，自动建立完整的分压、分线、分主变、分母线、分片的线损对象模型，自动实现各计量量测与线损对象考核点的关联；6)线损指标管理：对各线损考核对象进行线损指标管理，主要采用人工录入方式，支持按管理属性的批量设置；7)线损统计：根据考核点与计量点的关联关系，实时或准实时地进行全方位的线损统计，统计结果包括供电量、售电量、线损电量、线损率，对超标情况进行报警；8)报表管理：平衡报表、关
11、口报表、电量报表、分线/分主变/分母线/分压/分片线损报表的模板报表生成，所有数据的自定义报表；9)数据管理：根据工作岗位及权限设置，实现流程化、层次化、基于管辖范围的数据查询、数据审核修改、数据确认、数据状态监视等管理机制，进而理顺线损管理工作程序，强化线损指标管理和考核；10)数据发布和应用：提供所有数据的Web 发布，辽阳供电公司各相关部门均可通过 Web 服务查看自己权限允许的数据和报表，对权限允许的数据进行审核和确认；进而实现同比分析、线损增长分析、重要线损率的实时监测等数据高级应用。3.3.2 系统后续拓展方向 在实现输电网线损统计后，可按如下步骤进行拓展：第一步：输电网网损统计阶
12、段（本期实现）。在建立完整的电量平台、建立各数据源系统接口、实现电量数据的完整、准确获取和统计的同时，建立完善的线损考核对象体系，实现计量信息与考核信息的关联；实现全局输电网网损的实时或准实时统计，实现电量、线损的综合应用，实现变电站平衡计算和分析功能，实现输电网、变电站线损分析报表和应用。第二步：全方位线损统计阶段。在实现输电网网损统计的基础上，获取集抄系统电量数据，用电营销中配变级供、售电量数据，集成配变监控系统的电量数据，进一步实现配电网、台区级的线损统计和应用。第三步：理论线损计算阶段。实现输电网、变电站、配电网的理论线损计算，包括自动调用计算、人工调用计算、在线计算和离线计算等。同时
13、实现与现有系统的互联（如：郑州大方输电网潮流及理论线损计算系统等）。第四步：线损分析和应用阶段。对线损指标、统计线损、理论线损等线损数据，各线损供售电量的组成分量等进行分析和应用，包括双值比对、同比分析、增减分析等；同时基于层次化、流程化的数据管理机制，实现线损指标管理和考核功能（部分功能穿插在第一步中实现）。第五步：科学决策阶段。基于各种线损分析，为电网建设、改造提供科学依据，特别针对“技术降损”、“管理降损”的各种措施进行分析，真正实现“增供降损”，提高经济效益，提升自动化管理水平。4 系统总体框架 2007 中国电机工程学会年会论文集广东东莞 充分考虑到目前各数据源系统的建设 情况，本次
14、线损信息管理系统的建设主要采用网络化、功能分布式体系结构，总体框架如下图：该系统本期主要由维护和报表工作站、线损处理工作站、网关服务器、数据库服务器和 Web 服务器等组成，后期可按照“二次防护”要求进行改造建设。5 应用软件组成 应用软件主要由电量整合平台、系统接口、电量数据统计和业务实现、线损模型管理、线损数据统计、报表管理、线损数据管理、Web 发布等子系统组成；本处主要介绍模型和统计相关功能。5.1 静态数据管理 5.1.1 CIM 模型管理 本系统由电量整合平台导出 CIM 模型的原始版本，其根节点的下一级节点将包括：公 司(Company)、子 控 制 区 域(SubControl
15、Area)、变电站(Substation)、电压等级(VoltageLevel)、间隔(Bay)、测量(Measurement)、线路(Line)、变压器(PowerTransformer)、母线(BusbarSection)等，并细化间隔、测量等与设备之间的关联关系。5.1.2 统一编码和命名 在进行 CIM 模型信息整合的同时，欲实现各专业信息充分共享，减少数据重叠和重复录入，集成不同自动化系统的设备属性，系统电量整合平台采用统一编码和命名进行设备识别，达到设备编码、命名的统一化、标准化和规范化，实现系统的开放性和互操作性。5.1.3 线损对象范围 根据前面的总体设计目标和系统涉及范围的分
16、析，本系统线损对象将涉及整个辽阳地区的相关电力设备对象及设备对象组合，线损类型包括分压、分线、分主变、分母线、分片等类型。5.2 实际线损统计 在建立线损对象与各计量量测的关联，自动获取并统计相关供、售组成电量后，就可根据数据的特性实时、准实时地进行线损统计，统计结果包括供电量（输入电量）、售电量（输出电量）、线损电量（不平衡电量）、无损电量、线损率（不平衡率）、去除无损电量后的线损率等，同时根据线损指标进行超标告警，根据设置情况自动触发进行理论计算等。5.2.1 线损统计周期 由于目前电量采集系统、负荷控制系统按日进行采集，所以本系统线损数据刷新周期为日，后期可根据数据源周期的改变而改变。5
17、.2.2 线损统计对象 局管理网 辽阳 辽阳线损信息管线损信息管理理系统总体框架图系统总体框架图 飞灵电量系统 负控系统 关口电量系统 鞍山电量系统 JW08-300 系统 GPRS 系统 SCADA 系统 维护和报表工作站线损 网关机 线损数据库 服务器 线损处理 工作站 Web 发布工作站 2007 中国电机工程学会年会论文集广东东莞 1)分压统计：对全网按电压等级进行分别统计。包括 220kV 电网线损、66kV 电网线损。2)分线统计：对全网按线路进行分别统计。3)平衡统计：包括全所平衡、分主变平衡、分母线平衡。4)分片统计：按照不同的区域或其他管理属性进行分别统计。5.3 线损分析
18、对输电网统计线损，可进行下面系列分析：1)对公司、各县（区）局、各电压等级、各变电所等进行统计分析；2)统计分析方式有日统计、月统计、月至日统计、季统计、季至月统计、年统计、年至月统计等；3)将统计线损与考核指标进行比较，对超标情况进行报警；4)有损线损分析；5)按线损率高低进行显示分析；6)同比和增减分析，看不同组成量、线损电量、线损率的增减情况；?相同对象与上时间段（月、季、年）、去年同期时间段进行比较；?不同对象相同时间段（月、季、年）的比较。5.4 线损数据管理和应用 线损信息管理系统为应用系统，要达到应用目标，在确保系统相关处理和应用功能的同时，必须确保数据的完整性、准确性。系统必须
19、对相关数据进行完善的管理，确保应用，同时再以相关运行和管理制度加强应用，促进管理。5.4.1 用户管理 结合线损分级管理机制，系统设有超级用户、各部门专职用户、报表定义专用用户、数据管理专用用户和一般用户。所有用户基本信息均可来自门户站点，本系统的主要任务是设置各岗位角色，设置各角色的具体权限，然后指定用户所属角色。5.4.2 数据审核和确认 只有有权限的用户才能对设备参数和电量、线损、管理数据进行审核、修改、录入；只有有权限用户可对以上审核的数据类型进行数据确认，确认后的数据只有原确认用户和数据管理超级用户可以再次审核修改。5.4.3 系统运行和管理制度 所有录入、审核、确认的数据均带相关状
20、态，有权限用户可对数据状态进行查看，需建立一套完整的运行和管理制度，并建立考核机制。5.5 Web 发布 所有用户均必须首先登录才能使用该系统，登录后的界面会根据不同用户、不同权限有所不同。主要功能有：静态信息浏览、电量数据查询、线损数据查询、同比分析、线损增减分析、超标分析、报表分析等。6 结束语 现代电力系统正朝着集成化、平台化方向发展，本方案基于 IEC61970 的 CIM 模型和电量整合平台构建了新型线损信息管理系统，可很好地解决线损对象模型的自动建立和维护、线损数据来源、线损管理和考核等问题。随着系统功能的拓展，可进一步实现理论计算、管理降损和技术降损分析，为全局的生产、管理和运行
21、提供科学的决策依据，以便将线损管理系统推到一个更高的应用水平。参考文献 1 孟晓丽，李惠玲，盛万兴 省/地/县一体化配电网线损管理系统的设计与实现 电力系统自动化 2005 年 23 期 2 刘崇茹，孙宏斌等 公共信息模型拆分与合并应用研究 电力系统自动化 2004 年 12 期 3 高颂九 SCADA和GIS的理论线损的应用 供用电 2001 年 4 月 作者简介 江军：男，1963 年出生，1984 年 6 月大连工学院毕业，辽阳供电公司调度所副所长，高级工程师。通信地址：辽阳市南郊街 81 号。邮编：111000。电话：04192112538。宋丽：女，1973 年出生，1995 年 7 月辽阳广播电视大学毕业，辽阳供电公司调度所自动化室运行组组长，工程师。通信地址：辽阳市南郊街 81号。邮编：111000。电话：04192112325。