基于PI系統(tǒng)的10kV饋線負(fù)荷監(jiān)測主動(dòng)告警系統(tǒng)的研究

摘要：利用PI系統(tǒng)采集SCADA系統(tǒng)中變電站實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對變電站10kV饋線負(fù)荷情況的監(jiān)測以及比較，發(fā)現(xiàn)負(fù)荷發(fā)生突降的情況，為調(diào)度及時(shí)發(fā)現(xiàn)未引起變電站開關(guān)跳閘的故障情況，有效解決SCADA系統(tǒng)不能自動(dòng)判斷配網(wǎng)線路柱上開關(guān)跳閘引起的故障，提高故障發(fā)現(xiàn)的效率，減少用戶停電時(shí)間。

關(guān)鍵詞：PI系統(tǒng)；負(fù)荷；調(diào)度；配網(wǎng)

近年來，隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，電網(wǎng)規(guī)模越來越大，變電站及10kV供電饋線越來越多。臺(tái)風(fēng)、雷暴等惡劣天氣對10kV配網(wǎng)系統(tǒng)的影響越來越多的集中在10kV饋線，引起的故障往往導(dǎo)致線路柱上開關(guān)發(fā)生跳閘而不是變電站開關(guān)跳閘。針對上述情況，我們利用PI數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，將SCADA系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)，使用一定的邏輯判斷條件，實(shí)現(xiàn)對10kV饋線負(fù)荷突變情況的監(jiān)測，為調(diào)控員快速發(fā)現(xiàn)線路負(fù)荷突變情況提供依據(jù)，提高線路故障搶修效率，減少用戶停電時(shí)間，具有較高的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

一、PI系統(tǒng)簡介

PI是實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（ Plant Information）的簡稱， 由美國OSI Software 公司開發(fā)的一套商品化實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫平臺(tái)。20 世紀(jì)80年代初，OSI 公司開始開發(fā)PI 系統(tǒng)， 旨在建立大型的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫， 能夠以數(shù)據(jù)原形的方式長期在線儲(chǔ)存工廠所有的生產(chǎn)數(shù)據(jù)， 滿足快速、高效地進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)和顯示的要求。

PI作為電力企業(yè)底層控制網(wǎng)絡(luò)與上層管理信息系統(tǒng)連接的橋梁， 在企業(yè)信息集成中扮演著特殊和重要的角色。PI系統(tǒng)的建設(shè)和運(yùn)用，旨在更好地運(yùn)用和共享SCADA/EMS、變電站綜合自動(dòng)化、在線檢測、變電站電量采集、

現(xiàn)場用電GR等系統(tǒng)中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，為電網(wǎng)運(yùn)行、技術(shù)、經(jīng)營和行政管理等崗位的人員提供有力的統(tǒng)計(jì)、分析手段，提高決策水平。

二、主要設(shè)計(jì)思路

寧波供電公司現(xiàn)有的海量實(shí)時(shí)/歷史數(shù)據(jù)庫已累積多年的SCADA、ERTU等系統(tǒng)數(shù)據(jù)，并且本系統(tǒng)數(shù)據(jù)范圍只涉及奉化供電公司10kV饋線負(fù)荷及電流，因此綜合考慮本系統(tǒng)前端用戶交互界面采用Excel工具，通過VBA和PI系統(tǒng)的PI-SDK或者PI-API開發(fā)組件從底層數(shù)據(jù)庫海量實(shí)時(shí)/歷史數(shù)據(jù)庫實(shí)時(shí)獲取數(shù)據(jù)并根據(jù)用戶業(yè)務(wù)需求和邏輯算法對數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理，篩選標(biāo)記線路異常記錄，最終實(shí)現(xiàn)對10kV饋線負(fù)荷的實(shí)時(shí)監(jiān)測和主動(dòng)告警功能。

三、10kV饋線負(fù)荷監(jiān)測主動(dòng)告警系統(tǒng)

3.1、設(shè)計(jì)原則

根據(jù)需求及特性，需要遵守以下幾個(gè)原則：

（1）由于10kV饋線設(shè)備沒有關(guān)聯(lián)CIM模型，本系統(tǒng)需求的基礎(chǔ)線路設(shè)備數(shù)據(jù)無法從數(shù)據(jù)庫中自動(dòng)獲取，只能通過人工維護(hù)。

（2）本系統(tǒng)可移植到任意有Excel和PI環(huán)境的PC機(jī)器進(jìn)行運(yùn)行。

（3）任何人可以查看任意報(bào)表的內(nèi)容。

3.2、技術(shù)特點(diǎn)

奉化供電有限公司10kV饋線負(fù)荷設(shè)備較多，如出現(xiàn)異常經(jīng)常反饋不及時(shí)，并且異常處理需要手工逐條查詢核對數(shù)據(jù)，不僅效率低下而且工作量較大。本系統(tǒng)通過實(shí)時(shí)獲取所有10kV饋線設(shè)備數(shù)據(jù)，能及時(shí)進(jìn)行處理告警，而且由于采用Excel工具的形式，本系統(tǒng)可以移植到任意擁有office和PI環(huán)境的PC機(jī)器進(jìn)行運(yùn)行，通用性和靈活性較好，操作簡單。

3.3、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和框架

整個(gè)系統(tǒng)分為“交互界面”“數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)處理”“數(shù)據(jù)自動(dòng)獲取”“主動(dòng)告警”四大功能模塊。用戶通過Excel上的交互界面，首先對基礎(chǔ)線路設(shè)備和測點(diǎn)進(jìn)行手工維護(hù)，并開啟或者停止實(shí)時(shí)監(jiān)測功能，由PI-SDK/PI-API組件獲取實(shí)時(shí)歷史數(shù)據(jù)，經(jīng)過VBA數(shù)據(jù)處理模塊根據(jù)用戶的業(yè)務(wù)邏輯和算法處理后返回?cái)?shù)據(jù)顯示在Excel上并進(jìn)行告警。

四、功能介紹

本系統(tǒng)包括用戶交互、數(shù)據(jù)自動(dòng)獲取、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)處理、主動(dòng)告警四塊功能。用戶在交互界面完成基礎(chǔ)線路設(shè)備和測點(diǎn)維護(hù)后可開啟實(shí)時(shí)監(jiān)測。系統(tǒng)會(huì)在后臺(tái)從海量實(shí)時(shí)/歷史數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)獲取數(shù)據(jù)進(jìn)行業(yè)務(wù)邏輯處理，將數(shù)據(jù)返回顯示在Excel界面上，并對異常的線路設(shè)備進(jìn)行顏色和聲音告警。本系統(tǒng)也可隨時(shí)中止實(shí)時(shí)監(jiān)測或者基礎(chǔ)設(shè)備維護(hù)。線路告警條件和業(yè)務(wù)算法可由用戶提供并修改。

該系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)施后，可實(shí)現(xiàn)對奉化電網(wǎng)10kV線路發(fā)生較大負(fù)荷波動(dòng)情況的監(jiān)測，特別是故障較多的線路#1桿開關(guān)跳閘，基本可以實(shí)現(xiàn)此類故障監(jiān)測的全覆蓋，可大大提高調(diào)度系統(tǒng)反應(yīng)及時(shí)性和供電系統(tǒng)搶修的及時(shí)性，不需要等到用戶電話反映就能實(shí)現(xiàn)主動(dòng)搶修。

五、結(jié)語

10kV饋線負(fù)荷監(jiān)測主動(dòng)告警系統(tǒng)可以有效輔助SCADA系統(tǒng)應(yīng)對柱上開關(guān)跳閘引起負(fù)荷突變的問題，減少故障停電時(shí)間，提高配網(wǎng)故障搶修水平。但同時(shí)也存在一定的問題，如系統(tǒng)有設(shè)備新投退運(yùn)時(shí)，需要人工進(jìn)行維護(hù)；專線用戶本身負(fù)荷性質(zhì)具備突變屬性，容易造成誤報(bào)警；無法單獨(dú)架設(shè)服務(wù)器建立數(shù)據(jù)庫，告警系統(tǒng)關(guān)閉的情況下無法后臺(tái)對產(chǎn)生故障報(bào)警進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。由于該系統(tǒng)建立在寧波公司PI系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)上，其他縣公司可借鑒奉化公司經(jīng)驗(yàn)建立自己的系統(tǒng)，提高配網(wǎng)10kV線路負(fù)荷突降的監(jiān)測水平。

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童城洲（1986-），男，浙江省慈溪市人，民 族：漢 職稱：工程師，學(xué)歷：大學(xué)本科。研究方向：無。