（机械工程专业论文）线损自动生成及在线分析系统的开发及应用.pdf

华北电力大学工程硕士学位论文摘要 摘要 电力网电能损耗是国家考核供电企业的重要经济指标，它综合体现了电 力系统规划设计、生产运行和经营管理的水平。以往，供电企业线损管理自 动化程度不高，没有专门的管理信息系统，现有的线损统计分析工作都基于 其他的信息管理系统，功能比较简单，分析功能弱。因此迫切需要开发出一 个有针对性的能辅助制定降损措施的线损信息管理系统。鞍山供电公司线损 自动生成及在线分析系统充分利用现有的硬件网络资源，整合现有的数据信 息资源，通过线损自动生成及在线分析系统将资源利用最大化，应用于线损 的统计、分析、理论计算等各方面，以最小的投入换取最大的产出。 关键词：线损，实时，数据整合，信息系统，统计 a b s t r a c t t h ep r a c t i c 甜r e d u c t i o no ft h el o s so ft h ep o w e ri nt h ep o 、e rg r i d si sa ni m p o r t a n t e c o n o m i ci t e mt oc h e c kt h ep o 、v e rs u p p l ye n t e 叩r i s e s ，、：h i c hc o m p r e h e n s i v e l yr e n e c t s t h el e v e l so ft h ep r o d u c t i o na u l de x e c u t i o n ，a 1 1 d1 1 l n n i n ga 1 1 dm a n a g e m e n ti nt 1 1 es y s t e m o fe l e c t r i cp o w e r i nm ep a s t ，t h ee x t e n to fa u t o m a t i o ni nt h em a n a g e m e n to ft h el o s so f p o w e ri sn o tv e ww e l l t h e r ei s 1 1 0 ta n ys p e c i a li n f o r m a t i o nm a n a g e m e n ts y s t e m t h e r ea r eo n l ys o m es i m p l eo n e s 、) l r i t lm o r es t a t i s t i c a l 如n c t i o na n dl e s sa n a l y t i c 如n c t i o n ，、v h i c ha r et h ea p p e n d a g e s i no t h e ri n f o m l a t i o nm 柚a g e m e n ts y s t e m s t h e r e f o r e ，i t sa nu r g e n tr e q u i r e m e n tt od e v e l o pas p e c i a li n f o 肌a t i o nm a n a g e m e n t s y s t e mf o rt h el o s so fp o 、v e r ，栅c hi sh e l p 如lf o rm a b n gs o m em e a s u r e st or e d u c et 1 1 e l o s so fp o w e ri nt r a n s m i s s i o n t h ea u t o m a t i c a l l yg e n e r a t e dl o s si n1 r a n s m i s s i o n a n do n l i n ea n a l y s i ss y s t e mo fa n s h a np o w e rs u p p l yc o m p a n yl i e si nt h a tt h e u t i l i t yo fr e s o u r c e sh a sb e e nm a x i m u me x e r c i s e db yt h ef u l l u s eo fp r e s e n t h a r d w a r en e t w o r kr e s o u r c e s ，b yt h ei n t e g r a t i o no ft h er e a d yd a t ai n f 6 彻a t i o n r e s o u r c e s ，a n dw i t ht h eh e l po ft h ea u t o m a t i c a l l yg e n e r a t e dl o s so ft r a n s m i s s i o n a n do n l i n ea n a l y s i ss y s t e m ，a n dt h a tt h eo u t p u th a sb e e nm a x i m i z e da tt h ee x p e n s e o fl e a s ti n p u t h a n w e i( m e c h a t r o n i ce n g i n e e r i n g ) d i r e c t e db yp r o f c h e nl ix i n k e yw o r d s ：d i s t r i b u t i o ns y s t e ml o s s ，r e a l t i m e ，d a t ai n t e g r a t e ， i n f o r m a t i o ns y s t e m ，s t a t i s t i c s 华北电力大学工程硕士学位论文摘要 摘要 电力网电能损耗是国家考核供电企业的重要经济指标，它综合体现了电 力系统规划设计、生产运行和经营管理的水平。以往，供电企业线损管理自 动化程度不高，没有专门的管理信息系统，现有的线损统计分析工作都基于 其他的信息管理系统，功能比较简单，分析功能弱。因此迫切需要开发出一 个有针对性的能辅助制定降损措施的线损信息管理系统。鞍山供电公司线损 自动生成及在线分析系统充分利用现有的硬件网络资源，整合现有的数据信 息资源，通过线损自动生成及在线分析系统将资源利用最大化，应用于线损 的统计、分析、理论计算等各方面，以最小的投入换取最大的产出。 关键词：线损，实时，数据整合，信息系统，统计 a b s t r a c t t h ep r a c t i c 甜r e d u c t i o no ft h el o s so ft h ep o w e ri nt h ep o 、e rg r i d si sa ni m p o r t a n t e c o n o m i ci t e mt oc h e c kt h ep o 、v e rs u p p l ye n t e 叩r i s e s ，、：h i c hc o m p r e h e n s i v e l yr e n e c t s t h el e v e l so ft h ep r o d u c t i o na u l de x e c u t i o n ，a 1 1 d1 1 l n n i n ga 1 1 dm a n a g e m e n ti nt 1 1 es y s t e m o fe l e c t r i cp o w e r i nm ep a s t ，t h ee x t e n to fa u t o m a t i o ni nt h em a n a g e m e n to ft h el o s so f p o w e ri sn o tv e ww e l l t h e r ei s 1 1 0 ta n ys p e c i a li n f o r m a t i o nm a n a g e m e n ts y s t e m t h e r ea r eo n l ys o m es i m p l eo n e s 、) l r i t lm o r es t a t i s t i c a l 如n c t i o na n dl e s sa n a l y t i c 如n c t i o n ，、v h i c h a r et h e a p p e n d a g e si n o t h e ri n f o m l a t i o nm 柚a g e m e n ts y s t e m s t h e r e f o r e ，i t sa nu r g e n tr e q u i r e m e n tt od e v e l o pas p e c i a li n f o 肌a t i o nm a n a g e m e n t s y s t e mf o rt h el o s so fp o 、v e r ，栅c hi sh e l p 如lf o rm a b n gs o m em e a s u r e st or e d u c et 1 1 e l o s so fp o w e ri nt r a n s m i s s i o n t h ea u t o m a t i c a l l yg e n e r a t e dl o s si n1 r a n s m i s s i o n a n do n l i n ea n a l y s i ss y s t e mo fa n s h a np o w e rs u p p l yc o m p a n yl i e si nt h a tt h e u t i l i t yo fr e s o u r c e sh a sb e e nm a x i m u me x e r c i s e db yt h ef u l l u s eo fp r e s e n t h a r d w a r en e t w o r kr e s o u r c e s ，b yt h ei n t e g r a t i o no ft h er e a d yd a t ai n f 6 彻a t i o n r e s o u r c e s ，a n dw i t ht h eh e l po ft h ea u t o m a t i c a l l yg e n e r a t e dl o s so ft r a n s m i s s i o n a n do n l i n ea n a l y s i ss y s t e m ，a n dt h a tt h eo u t p u th a sb e e nm a x i m i z e da tt h ee x p e n s e o fl e a s ti n p u t h a n w e i( m e c h a t r o n i ce n g i n e e r i n g ) d i r e c t e db yp r o f c h e nl ix i n k e yw o r d s ：d i s t r i b u t i o n s y s t e ml o s s ， r e a lt i m e ，d a t a i n t e g r a t e ， i n f o r m a t i o ns y s t e m ， s t a t i s t i c s 声明尸明 本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文线损自动生成及在线分析系统 的开发及应用，是本人在华北电力大学攻读硕士学位期间，在导师指导下进行的 研究工作和取得的研究成果。据本人所知，除了文中特别加以标注和致谢之处外， 论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得华北电力大 学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究 所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名：日期巡 关于学位论文使用授权的说明 本人完全了解华北电力大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有 权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；学校可以采用影印、缩 印或其它复制手段复制并保存学位论文；学校可允许学位论文被查阅或借阅； 学校可以学术交流为目的，复制赠送和交换学位论文；同意学校可以用不同 方式在不同媒体上发表、传播学位论文的全部或部分内容。 ( 涉密的学位论文在解密后遵守此规定) 作者签名： 日期：叫二卜一 导师签名： 华北电力大学工程硕士学位论文 1 1 选题的背景和意义 第一章概述弟一早僦尬 电力系统是由发电、变电、输电、配电、用电等设备和技术组成的一个将一次 能源转换为电能的统一系统( 如图1 1 ) 。现代社会中，电能是一种应用最为广泛的 清洁能源，其应用程度是一个国家发展水平的重要标志之一。我国电力工业的发展 速度也是举世瞩目的。自1 9 7 8 年改革开放以来，我国电力工业更是得到了突飞猛 进的发展。2 0 余年来，我国发电装机容量每年平均增长1 0 g w 以上，平均年增长率 7 6 8 ；发电量平均年增长率为7 4 8 。尤其近些年，1 9 9 5 年全国发电装机容量首 次跨上2 亿k w 的台阶；1 9 9 6 年我国发电装机容量和发电量跃居世界第二位；2 0 0 0 年我国发电装机容量超过3 亿k w ；2 0 0 3 年底全国发电装机容量达到3 9 1 亿k w ， 全年发电量达到1 8 4 6 2 亿k w h ；2 0 0 5 年底全国发电装机容量达到5 1 7 亿k w ，同比 增长1 6 9 1 ，全年发电量达到2 4 1 4 5 亿k w h ，同比增长1 3 3 。自二十世纪8 0 年 代开始，我国电力工业进入“高参数、大机组、大电网、高电压”阶段，现在已经 实现了跨区域电网互联，可以更大范围的优化资源配置。据估计，中国到2 0 1 0 年 发电装机容量将达到6 8 亿k w ，全国用电量3 0 9 2 0 亿k w h ，“十一五”期间年均增 长6 ，中国将是世界上新发电能力增长最快的国家和地区。 发电变电输电变电 升压变电站降压变电站 中 j 一 压l o k v1 0 k v0 4 k v 配电 配 用电 用电用电 图1 1 电力系统各环节示意图 伴随电力建设的高速增长的同时，电力需求也迅猛增长。2 0 0 6 年全国先后有 1 2 个省级电网出现了不同程度的拉闸限电现象，2 1 个省级电网用电负荷创历史新 高。电力建设的不足和电力需求的迅猛增长是造成电力紧张的根本原因，但是我们 也因该看到，电力系统中许多高耗能设备的使用，电能在输送、分配的过程中大量 损耗也在一定程度上加剧了目前电能供应紧张的局面。 众所周知，电力网电能的损耗必须由发电厂供给。当今我国电力网的统计线损 率约为7 。8 5 ，而同本、德国、法国等国家，其线损率约在5 一7 左右。如 l 华北电力大学工程硕士学位论文 果我国电力网线损率能够降低1 ，以2 0 0 5 年发电量2 4 1 4 5 亿k w h 计算，就可以少 损耗电量2 4 0 亿k w h ，相当于少建3 8 0 0 m w 容量的发电厂( 发电小时数6 0 0 0 小时) ， 可以节约百亿元的投资。而且在我国燃煤火电装机容量约占总装机容量的7 5 ，降 低线损率还可以减少对储量有限的石化、煤炭燃料的消耗，减少因燃烧石化、煤炭 燃料对大气、水体等自然环境造成的环境污染。因此切实降低电力网电能损耗有着 极为可观的经济效益和社会效益。 对于供电企业来说，需要承担2 0 0 k v 、6 6 k v 送变电损耗，3 5 1 0 k v 配电网损耗 和3 8 0 2 2 0 v 低压供电损耗。线损率从一个方面反映了供电企业的经营与管理水平， 直接与供电企业的经济效益利润等挂钩。因此长期以来各级管理部门都把线损率作 为一个重要的考核指标。在我国电力工业体制向电力市场转换的背景下，供电企业 切实做好降低线损率的工作有着极为明显的经济效益。 1 2 有关线损的概念 1 、电力网电能损耗 电能是洁净的二次能源，可方便的被用户利用。随着社会的进步，电能的应用 已深入生产、生活中的各个领域，电能已成为所有能源中最重要的能源，成为国民 经济发展的命脉。目前，世界各国特别是工业较发达的国家非常重视电能的开发和 利用，一起通过科学发展、技术进步，合理利用和大理解约等途径，提高电力企业 的经济效益。 电力系统中发电厂生产的电能是通过电力网的输电、变电和配电环节供给用户 使用的。在输送和分配电能的过程中，电力网中各元件( 变压器、输电线路、补偿 和调整设备和保护装置等) 都要消耗一定的能量。电能损耗a ( k w h ) 是一定 时间内有功功率损耗对时间的积分，即： t 彳5j 。p 出1 0 3 ( 1 1 ) 线损电量就是一个供电区域或电力网在给定时段( 日、月、季、年) 内输电、变电、 配电各个环节所损耗的全部电能量，简称线损【l 】。线损电量占供电量的百分比称为 线损率，即： 线损电量 线损率= l o o ( 1 2 ) 供电量 2 、电力网线损的产生 。 电能在传输过程中产生损耗的原因归纳起来有以下三方面：电阻作用、电磁场 2 华北电力大学工程硕士学位论文 作用、管理方面因素等。 电阻作用：线路的导线、变压器、电动机的绕组都是铜或铝材料的导体，当电 流通过时，对电流呈现一种阻力，此阻力称为导体的电阻。电能在电力网传输中必 须克服导体的电阻，从而产生了电能损耗，这种损耗见之于导体发热。由于这种损 耗是由于导体电阻引起的，所以称为电阻损耗，它与电流的平方成正比，用式子 尸= ，r 表示。电阻损耗随导体中电流的大小变化而变化，故又称为可变损耗。变压 器、电动机等绕组中的损耗习惯上称为铜损。 电磁场作用：在交流电路中，电流通过电气设备使之间里并维持磁场，电气设 备才能正常运转带上负载做功。例如变压器需要建立并维持交变磁场才能起到升压 或降压作用，把电能输送到远方，而后又把电能变压为符合用户使用要求的电能。 又如电动机需要建立并维持旋转磁场才能正常运转而带动生产机械做功。在交流电 路系统中，电流通过电气设备，电气设备吸取系统的无功功率，并不断地交换，从 而建立并维持磁场，这一过程即为电磁转换过程。在此过程中，由于交变磁场的作 用，在电气设备的铁芯中产生磁滞和涡流现象，使电气设备的铁芯温度升高和发热， 从而产生了电能损耗。由于这种损耗是由交流电在电气设备铁芯中建立和维护磁场 的作用而产生的，故称为励磁损耗，它造成铁芯发热，通常又称为铁损。励磁损耗 与电气设备通过的电流大小无关，而与接入电气设备的电网电压有关，当电网电压 一定时，这种损耗为固定值，故又把励磁损耗称为固定损耗。 管理方面因素：由于供电管理部门制度不够健全和有关工作人员工作不到位， 致使在供电过程中出现“跑、冒、滴、漏”等造成的损失。例如：用户违章用电和 窃电；电网绝缘老化，造成漏电；计量装置误差，修校调换不及时，造成误差损失； 营业管理松弛，造成抄收核算的差错损失；变电站的直流充电装置，控制及保护、 信号、通风冷却等设备消耗的电量，以及调相机辅机的耗电量等。由于此类损耗无 一定规律，不能用表计和计算的方式测算取得，只能根据统计的数据确定，而且数 值也不是很准，故称为不明损耗。不明损耗是由供电管理部门的管理方面因素造成 的，故又称为管理损失。 3 、电力网线损的分类 电力网线损可分为统计线损、理论线损和管理线损。 统计线损：也叫实际线损。线损电量中的一部分，虽然可以通过理论计算来确 定，或用特制的量测线损的表计来计量，但他却无法准确得知。因此在电力网的实 际运行中，通常是根据电度表计量统计的供电量和售电量之差得到的。 统计线损率= 实际线损电量供电量售电量 供电量 l0 0 = 3 供电量 1o o ( 1 3 ) 华北电力大学j 程硕士学位论文 理论线损：在统计线损电量中，有一部分时电能在输、变、配过程中不可避免 的，其数值由相应时段内运行参数和设备参数所决定的。其中主要包括：与电流平 方成正比的变压器绕组和输电线路导线中的电能损耗；与运行电压有关的变压器铁 芯、电容器和电缆的绝缘介质损耗以及电晕损耗( 空载损耗) 等。这部分损耗习惯 上称为技术线损，它可以通过理论计算得出，所以又称为理论线损。 理论线损率= 理论线损电量可变损耗+ 固定损耗 10 0 = l0 0 ( 1 4 ) 供电量供电量 管理线损：统计线损的另一部分是由于管理工作上的原因造成的，它包括：各 种各样计量装置的综合误差、抄表不同时、漏抄及错抄错算所造成的统计数值不准 确；带电设备绝缘不良引起的漏电、无表用电和窃电等造成的损失电量。这部分电 量习惯上成为管理线损。 4 、电力网线损的构成 项目分类 构成 ( 1 ) 线路导线中的电能损耗。 电 可变损耗( 2 ) 变压器、电动机绕组中的损耗( 铜损) 能 ( 3 ) 电能表电流线圈中的损耗 总 损 理论线损 耗 ( 技术线损) ，、 ( 1 ) 变压器的铁损( 空载损耗) 实 际( 2 ) 电容器的介质损耗 线 固定损耗 损 ( 3 ) 电能表电压线圈和铁芯中的损耗 ( 4 ) 线路导线电晕放电 统 计 线 ( 1 ) 用户违章用电和窃电损失 损( 2 ) 电网漏电损失 管理线损 ( 营业损失) 不明损耗( 3 ) 计量装置误差损失 ( 4 ) 营业中抄核收中的差错损失 ( 5 ) 其他电量损失 1 3 信息整合的概述 在信息资源海量化、信息渠道多元化、信息载体多样化、信息传播扁平化的当 今时代，信息整合与价值挖掘己经成为信息管理技术的应用热点，交互、即时、精 4 华北电力大学工程硕士学位论文 准、个性化的信息产品与服务己经成为政府、企业和各类组织机构迫切需要了解和 掌握的基本工具。鞍山供电公司作为东北的重要供电企业，始终坚持科技兴局战略， 坚持科技是第一生产力，不断加大科技投入、科技攻关力度，在信息化基础设施建 设和管理信息系统建设方面取得了丰硕的成果，尤其是在管理信息系统建设方面， 开发、推广了电网调度系统、变电站监控系统、用电负荷管理系统、微机继电保护 系统、电力通信系统、配电地理信息g i s 、财务管理信息系统等管理子系统，覆盖 供电企业生产、营销、财务等管理的各个方面。但是相应的问题也随之产生，由于 当初在建设各个子系统时重点是各系统独立功能的实现，而并没有考虑要与其他系 统融合，而且不同时期系统的开发语言、后台数据库等都有自己的考虑，而且针对 具体的功用，系统建设的侧重点也不同，因而系统信息相对独立、冗余，数据格式 差别较大，形成一个一个独立的信息孤岛，信息的价值得不到最大程度的利用。鞍 山供电公司就是要以线损自动生成及在线分析系统作为一个平台，整合配电地理信 息g i s 、营销现管理系统、负控监控系统和调度电量系统的数据信息，挖掘数据价 值，提高数据信息的分析利用率，为日常线损管理工作提供利剑，为领导进行降损 决策提供依据。 1 、信息整合的含义 顾名思义，信息整合就是通过各种有效的手段和工具将已有信息集合在一起， 生成满足不同用户需求的新的信息集合体，在己有信息的基础上实现信息价值的增 值。信息整合需要解决以下三个核心问题： 融合外部信息：通过信息整合可将外部各种多元异构信息根据组织内部需求及 时、准确地收集到组织内部，实现外部信息与内部信息的有机融合； 消除信息孤岛：通过信息整合可使存在于组织内部各分散系统中的信息平滑地 在组织内部流动与共享，消除组织内部信息孤岛问题； 实现信息增值：通过内外部信息的有机融合与平滑流动和共享，提高信息利用 率，并生成组织所需的、可供组织内部各级决策者制定战略决策的有价值的信息， 即知识，实现信息价值的增值。 2 、信息整合的四个层面 数据集中：数据是组成信息的基本元素，各种原始数据的积累与集中是一个组 织机构开展业务的底层基础，只有当这些数据积累到一定数量时候会产生分析价 值，而这些数据大多数是由各种应用系统所生成的结构化数据。 文档集成：除结构化的数据之外，非结构化的信息，如网页、各类电子文档、 音频、视频等文档信息则更加广泛地存在于组织内外部各个角落。如何及时掌握外 部政策环境与竞争对手信息，如何有效利用组织内部己有信息和知识，建立和保持 5 华北电力人学工程硕士学位论文 组织自身的优势地位，是现今飞速发展的互联时代所产生的一个共性问题。 资源整合：信息资源与人力、物力、财力和自然资源一样，都是企业的重要资 源，在以信息制胜的互联时代，信息资源则更凸显重要。除数据集中和文档集成之 外，资源整合更强调对信息的整体规划与管理，这不仅包括对信息架构的整体构建、 信息人员的配置、业务流程的改造，还包括在此基础上的信息管理与利用，强调通 过增强政府与企业处理动态和静态条件下内外信息需求的能力来提高管理的效益， 追求信息资源管理的高效、实效、经济性。 行业融合：对于一个企业而一言，对其企业内部信息资源的整合是企业自身可 控的，而对于企业所处的行业信息资源而言，企业则是不可控的，或者说是需要其 它同行业企业，甚至政府部门协助提供。如何做到及时才获得行业信息，把握行业 发展趋势，掌控企业发展，在保持并提升企业核心竞争力的同时，保持与行业的融 合是信息整合的另一重要职能。 3 、信息整合的实施 信息整合不只是对信息的简单集中和利用，而是一项复杂、细致的系统工程， 需要通过自顶向下规划和自底向上设计的方法来完成。只有这样，才能在最初就尽 可能避免系统的重复建设与资源的浪费，保证资源配最优化、经济效益最大化、信 息管理最佳化。 信息整合的实施一般来讲需要分以下几步走：明确目的一明确组织内外部信息 环境与信息需求一制定信息整合规划一选择满足本规划所需的信息管理供应商一 配置相应的人力、技术、设备资源、搭建信息资源整合系统平台。 由此可见，信息整合的有效规划不仅仅是技术系统的简单搭建，它需要相应的 设计来规范和管理信息利用过程；需要组织内部所有人员建立全新的信息利用模 式：需要系统使用者对系统功能的不断发掘与完善，只有这样，信息整合才能起到 真正的意义。 4 、信息整合平台 信息整合平台应该是一个能实现企业信息共享和发布的集成化应用平台，可以 为企业提供一个单一的访问各种信息资源的入口，企业的员工、客户、合作伙伴和 供应商等都可以通过这个入口获得个性化的信息和服务，操作不同应用，实现协同 工作。在鞍山供电公司信息整合过程中，以线损自动生成及在线分析系统为数据信 息整合平台，既可以方便的访问各种数据信息，而且还可以对各种信息进行统计分 析计算，提供一个线损管理工作的平台。 1 4 本项目涉及的系统 6 华北电力大学1 程硕上学位论直 本项目主要整合了配电地理信息系统( g i s 系统) 、营销管理信息系统、负控监 控系统和调度电量系统( s c a d a 系统) 。 1 、配电地理信息系统( g i s 系统) 地理信息管理系统是我国高新应用技术，公司从1 9 9 6 年开始，投资5 5 0 多万 元成功的开发应用了配电地理信息管理系统( 图l2 配电地理信息系统结构图) 。 该系统由台日本n e c 4 6 0 工作站做为主服务器，7 台日本n e c 4 2 0 工作站做为子服 务器及n e c 4 6 0 的客户端( 分散处理数据) ，同时每台n e c 4 2 0 工作站又做为相对独 立服务器下挂8 0 余台微机做为它的客户。工作站安装u n i x 操作系统、客户端运行 w i n d o w s 操作系统，工作站以m a p v l e w i i 和o r a c l e8 分别为图形和数据库管理软 件，在微机上安装m a p i n f o 和o r a c l e 图形和数据库管理软件。在此平台上还开发 了营配接口、配电可靠性管理、配电线损分析管理软件。鞍山供电公司的地理管理 系统具有应用时间久，数据全为最成功的一个，2 0 0 0 年已通过了部级验收。 图12 配电地理信息系统( g i s 系统) 结构图 随着营销管理信息系统进行全面升级工作，为保证原营配接口系统的使用，从 2 0 0 5 年3 月开始，在省公司计划部的支持下，我公司对配电地理信息管理系统进行 r 升级工作( 集中处理数据) ，软件丌发商仍为北京华电万通科技有限公司。升级 后的系统由数据服务器( 企业级小型机i b mp 6 2 0 ) 1 台4 路c p u ，r i s c6 4 b l t ，丰 频6 3 ：j m h z 处理器，内存容量4 g ，磁盘3 0 0 g b 。采用6 4 位u n 【x 操作系统，商用 关系数据库o r a c l e9 1 。 7 华北电力大学工程硕士学位论文 2 、营销管理信息系统 从1 9 9 7 年以来，公司投资近2 0 0 0 余万元建立了营销管理信息系统，此系统拥 有微机近5 0 0 余套、1 0 多台i b mp c 专用服务器( 分散处理数据) ，通过自己架设 的光纤，把9 个供电分公司的2 0 个营业所联结起来，构成了用电营业广域网络， 最远站点达1 3 0 公里，此系统系统软件采用w i n d o w sn t 操作系统，s y b a s e 数据库， 应用程序由沈阳东软公司开发。已实现各电费储蓄所的通存通兑功能，并在9 个供 电分公司、营销部、报装科、计量所等各营业岗位实现了营业管理现代化。具有业 务扩充管理、电能计量、抄核收管理、领导决策系统、用户服务系统、负荷监测与 控制及远方自动抄表等功能。此外，在营销管理中应用了电话语言查询，触摸屏、 条码( 磁卡) ，抄表器等新技术，实现了对鞍山7 7 万用电客户的营销数据管理，年 信息量近千万条的统计、分析、查询工作。 2 0 0 5 年3 月开始，按照省公司营销部的安排，对原有营销管理信息系统进行全 面升级( 集中处理数据) 运行，升级后的系统由3 台h p 企业级小型机组成，使用 沈阳东软公司开发的全省统一程序( 大连版) 。数据服务器( 3 5 0 万元，企业级小型 机h pe s 8 0 机架式) 1 台6 路c p u ，r i s c6 4 b i t ，主频1 2 5 g h z 处理器，内存容量 1 2 g ，h p 磁盘阵列3 6 0 g b 。采用6 4 位u n i x 操作系统最新企业版，商用关系数据库 0 r a c l e9 i 。另外有1 台数据备份服务器( 企业级小型机h pe s 4 0 ) ，l 台异地备份 服务器( 企业级小型机h pe s 4 0 ) 。 3 、负控监控系统 目前，鞍山地区设市内、海、台、岫4 个主站，用户负控终端2 1 0 3 台，其中 6 6 千伏用户5 4 户、1 0 千伏用户1 8 3 8 户、3 8 0 伏用户2 1 1 户。台安、岫岩还有2 0 6 户1 0 千伏用户未安装负控终端。 地区6 6 千伏1 0 千伏3 8 0 伏1 0 千伏未装 市区 4 0l3 3 52 0 40 海城 l2 3 5 45o 台安 l5 3o2 0 3 岫岩 l9 623 合计5 41 8 3 8 2 1 1 2 0 6 鞍山负控主站生产厂家上海协同科技股份有限公司，p c 服务器型号：d l 3 8 0 g 4 ， 操作系统：w i n d 0 w s2 0 0 0p r o f e s s i o n a l ，数据库：s q ls e r v e r2 0 0 0 ，投运时间： 1 9 9 5 年0 4 月，目前已同调度、计划、营销三个系统进行数据共享。 负控通信方式是采用的特高频无线电电台，频率为2 4 0 m h z ，是日本t n t 公司产 品，信息传送速率为6 0 0 b i t s 。而在鞍山负荷管理系统中使用了l2 0 0 波特率，该 8 华北电力大学工程硕士学位论文 频点资源为国家电力公司和国家经贸委特批的专有电力系统使用的频段，受政策和 法律保护，是不可多得的专网资源。缺点是该信号直线传播，在山区或高大建筑物 附近等环境下通信不会太好，存在死区。 4 、调度电量系统( s c a d a 系统) 调度电量系统建立投运时间2 0 0 0 年9 月，开发单位主站为清华大学电力自动 化系，前置采集部分为北京朗正公司。调度电量系统后台服务器为h pl h _ 一3 0 0 0 ， 主频8 6 6 m ，内存2 5 6 m ，硬盘4 1 8 g ，数据库s q l 2 0 0 0 ，操作系统n t 4 o 。w e b 服务 器是一台普通p c 微机，责负各种电量报表、负荷预测曲线、各变电站电表底数据 的实时发布任务，而且还作为负控系统的代理服务器为负控系统提供变电站电量数 据。所有电量系统的通道均具备光纤通道条件，但目前采取拨号方式传输电量，所 有电度表类型均为电子表。 下阶段升级方案，现场还有2 l 台电量采集装置为1 9 9 8 年北京郎正公司生产， 已无备品备件，不能接收和传送数字信号，需更换。将现模拟数据传输方式全部改 为数字传输，需将通信光端机口进行改造。 升级后的系统由数据服务器( 企业级小型机h pe s 4 5 0 ) 2 台2 路c p u ，r i s c6 4 b i t ， 主频1 2 g m h z 处理器，内存容量4 g ，磁盘5 x 7 2 g b 。采用6 4 位u n i x 操作系统， 商用关系数据库o r a c l e9 i 。 1 5 论文的主要工作 本课题研究了线损自动生成及在线分析系统的开发，重点介绍了线损自动生成 及在线分析系统开发与实现。 本文第一章概述，介绍了线损和信息整合的相关基础知识；第二章线损自动生 成及在线分析系统需求分析，介绍鞍山供电公司电网情况，整合相关的信息系统、 以及系统信息整合的总体目标、总体框架、逻辑结构、项目规范和具体的开发实现； 第三章线损自动生成及在线分析系统设计，主要介绍系统总体设计原则，重点对系 统软、硬件平台以及系统的安全规范作详细地介绍；第四章系统数据获取和整合， 介绍了信息整合接口的四种方式，根据每种接口方式的特点，具体本系统涉及到的 四个系统信息整合的接口方式；第五章线损统计、计算和分析，具体分析系统的功 能及实现方法；第六章介绍了线损自动生成及在线分析系统的在实际生产经营中的 应用，分析取得的经济效益，展望了线损自动生成及在线分析系统的广阔前景。 9 华北电力火学工程硕士学位论文 第二章线损自动生成及在线分析系统需求分析 2 1 鞍山供电公司概况 鞍山供电公司是辽宁省电力有限公司所属大型供电企业，所辖电网地处东北电 网南部中枢，担负鞍山市、海城市、台安县、岫岩县3 4 6 万人的供电任务，供电面 积4 7 4 4 平方公里，年售电量1 4 0 亿左右。截止2 0 0 5 年底，鞍山供电公司拥有5 0 0k v 变电所一座、2 2 0 千伏变电所1 2 座、6 6k v 变电所4 4 座、主变压器1 2 0 台，容量为 8 9 8 8 兆伏安；1 0k v 配电线路2 6 6 条、1 0k v 配电变压器( 公变) 6 2 5 8 台、1 0k v 配电线路5 2 0 0 公里，电网6 6 干伏变电所全部实现无人值班，实现自动抄表、远方 控制操作。供电分公司配电专业负责l ok v 及以下配电线路、电缆线路、箱式变、 开闭所、柱上变台等设备的维护和运行管理工作。大户分公司负责鞍钢、矿山公司 及6 6k v 以上用户的营业管理工作，铁东、铁西、立山、海城、腾鳌、岫岩、台安、 开发区八个供电分公司责全地区约7 7 万户的营业管理工作。 2 2 鞍山供电公司信息网络建设情况 鞍山供电公司计算机技术在各专业领域中得到了广泛应用，特别在电网调度系 统、变电站监控系统、用电负荷管理系统、微机继电保护系统、电力通信系统、管 理信息系统等方面，计算机系统已成为核心部分。形成了以调度大楼m i s 系统为主 干网和生产管理、营销自动化网络为中心横跨海、台、岫三市县的计算机广域网络。 使公司管理信息网络从办公大楼延伸到基层单位，扫除了网络死角。实现了公司机 关及各基层单位的主要行政、党群领导、管理岗位的微机普及率达到1 0 0 ，全公 司各主要管理、生产岗位配备微机约1 0 0 0 多台。 目前己建成的1 2 座一次变电所和6 6 座二次变电所均己敷设光缆，一个中心站 构成2 个自愈环( 华为6 2 2 m s d h ) ，除中心站外均采用紧凑型( 武邮院1 5 5 m s d h ) 设备。鞍山市城区铁东、铁西、立山、开发区4 个供电分公司所属的1 8 个二次变 电所中，已有1 3 个变电所同时具备了二种通信方式的条件，一种是音频电缆，另 一种是光缆。其中8 座变电站在光环网上，具备构成自愈环( 华为6 2 2 m s d h ) 的 条件；其余变电站的光网络是链式拓扑结构。这种网络由各站点依此串联而成，优 点是光缆长度最短，维护方便，便于扩容；缺点是网络的存活性较差，对光缆线路 和节点设备可靠性要求高，网络中任一点发生故障，其下行节点都无法j 下常工作。 2 3 鞍山供电公司线损自动化管理现状 l o 华北电力人学工程硕士学位论文 线损率是考核供电企业的总要技术指标，也是电力企业升级的主要标准之一。 这项指标直接反映了整个电网的发、供、变、用等各环节的运行情况，是企业管理 水平的综合反映。而且线损指标的完成好坏与企业的经济效益直接挂钩，线损稳步 下降是企业管理水平提高的体现。 目前，线损管理应赋予更为广泛的意义，为了提高线损管理的层次和现代化程 度，必须从常规管理方法基础上提高一步，充分利用计算机构造新的计算、分析、 考核的数学模型，以促进线损管理更加科学化、规范化和智能化。更为重要的是线 损管理系统提供的信息能更加有效地为网络改造、电容补偿、经济运行、电压调节 等降损措施服务，这样也只有这样在庞杂的线损管理业务前使用人员才能主动，使 业务流程更加合理、方便和自动化。 2 3 1 一次网损、送变电线损自动生成状况 目前，我公司通过应用调度的地区电网电量计费系统覆盖了鞍山地区1 2 个2 2 0 k v 变电站、6 6 个6 6 k v 变电站( 塔) 、4 个地方电厂及市内上百个6 6 k v 大用 户的电能计量数据采集。实现了一次网损、送变电线损的线损数据采集、报表的自 动生成功能。 1 、一、二次变已有6 8 3 个计量点实现自动采集，采用光纤通道拨号方式传输 数据。 一次变计量点合计1 9 4 个，其中省公司购电关口表2 6 个，主二次计量点1 8 个、 6 6 k v 出口计量点1 4 0 个，所用变、电容器计量点l o 个。 二次变计量点合计4 7 7 个，其中二次变受电计量点3 5 个，主二次计量点6 0 个、 l o k v 出口计量点3 2 9 个。所用变、电容器计量点5 3 个。 发电厂等受电计量点1 2 个。 2 、还有4 8 个计量点没有实现自动采集，其中：变电塔海城3 个、岫岩2 个， 另有所用变计量点3 4 个，电容器计量点9 个。 2 ：3 2 配电线损自动生成状况 到2 0 0 3 年底，鞍山电网有2 4 7 条配电线路，1 0 k v 线路互带点2 0 0 点，从营业 系统中统计出配电1 0 k v 线路上设备计量点8 3 3 2 个，除已经安装负控装置1 5 0 0 套 的外还有6 8 3 2 个计量点没有实现电量自动采集。 l 、调度电量系统实现了2 2 0 k v 、6 6 k v 及所有2 6 6 条1 0 k v 配电线路出口电量 自动采集。 2 、所有6 6 k v 、1 0 k v 高压用户都安装了负控装置( 共1 5 0 0 套) ，通过负控实现 了用户电量自动采集。 1 1 华北电力人学工程硕士学位论文 3 、1 0 k v 线路互带点( 2 0 0 点) 无计量装置，部分有线路有分段表。 4 、公用变压器台区( 5 9 2 7 台) 有机械计量表作为变台考核表，路灯变、临时 变台、趸售台均安装电卡表( 约1 1 7 5 点) ，这些计量点都不能自动采集，近几年约 有1 0 几个试点台区试点实现了电量自动采集。 5 、低压小用户和居民用户( 近7 7 万户) ，约有2 万多居民用户试点实现了电 量自动采集。 我公司利用城网改造资金已经对所有的公用变压器台区安装了约5 9 0 0 多块考 核表( 机械表) ，在一些线路上安装了分段考核表( 机械表) ，这为开展配电线损按 线分析按台区承包及按高压、低压线损分析创造了条件。但由于配电线路互代频繁， 而线路互带点无计量装置，造成线路互代电量分不清，所以配电线损的按线分析一 直是供电企业线损分析的难题。而台区考核表故障率高、人工抄表存在与用户抄表 时间不同步等因素造成台区负损失占2 0 ，这样无法开展按台区承包。 所以不解决线路互代电量问题，无法准确做到配电线损的按线分析，需要实现 线路互带处的电量自动抄表，实现变压器台区的数据自动采集。 2 3 3 各电压等级线损业务现状 综合以上介绍，目前各不同等级电压的电量计量和远传自动化水平如下表： 电压等级电能计量相关i t 系统网架变化统计水平 电子表， 2 2 0 k v 调度电量系统不大可实时统计 有远传、有记忆 电子表， 6 6 k v 调度电量系统较大可实时统计 有远传、有记忆 电子表，调度电量系统 lo k v 较大可实时统计 有远传、有记忆负荷控制系统 台区表、用户表机械统计周期为 台区至户表用电营销系统不大 表，无远传、无记忆一个月 2 4 线损自动生成及在线分析系统的建设目标 该系统目标是建立一个集现代化的计算机技术、网络技术、数据仓库与数据挖 掘技术、决策支持技术、因特网等技术以及数理统计学和运筹学于一体的、面向电 力系统的综合管理和决策支持平台，将目前分散、独立运行的各个信息管理系统中 1 2 华北电力人学：l 程硕士学位论文 的相关电量数据统一到这个平台上来，并结合其它信息，利用当今先进的数据仓库 技术、数据挖掘技术、决策支持技术及专家系统对这些电量数据进行统计、预测和 决策分析，为电网的线损管理提供决策依据。如果我公司将所有1 0 k v 计量点实现 自动抄表，将实现以下目标： 1 、线损自动生成 自动生成一次网损、送变电线损、配电线损报表。省电力公司、各供电公司可 通过网络实现2 2 0 k v 、6 6 k v 、1 0 k v 各电压等级的计量点的数据在线实时间统计、 分析，实现2 2 0 k v 、6 6 k v 、1 0 k v 线损实时