關(guān)口電能表通信配置檢測與管理系統的設計

1 　引言

隨著(zhù)社會(huì )主義市場(chǎng)經(jīng)濟體制在我國的確立和電力工業(yè)的發(fā)展,電力作為一種商品走向市場(chǎng)已是大勢所趨,電網(wǎng)的商業(yè)化運營(yíng)和管理已逐步展開(kāi)。特別是最近幾年,電廠(chǎng)的建設和投資模式的多樣化,使大多數的新、擴建電廠(chǎng)的產(chǎn)權已不再是國家獨有，“廠(chǎng)網(wǎng)分開(kāi)、競價(jià)上網(wǎng)”是今后發(fā)展的趨勢,為了對上網(wǎng)電量進(jìn)行精確計算,必須有一套計量精確、運行可靠的計量系統[1]。傳統的電能計量裝置存在著(zhù)精度低,自動(dòng)化程度低等缺陷,無(wú)法適應新的形勢要求,因此建立以電能計量為基礎的電能計費系統,提高電能量遠程采集、傳遞、處理的精確性、唯一性、可靠性和及時(shí)性是實(shí)現電網(wǎng)商業(yè)化運營(yíng)的迫切要求。

目前，變電站和發(fā)電廠(chǎng)的關(guān)口電能表都是全電子式多功能電度表，關(guān)口電能計量計費系統直接與關(guān)口電能表通信，或者通過(guò)電能量遠方終端與關(guān)口電能表通信讀取其采集和生成的計量計費數據。從系統以往運行的經(jīng)驗來(lái)看，由于關(guān)口電能表的通信配置參數不匹配導致系統與關(guān)口電能表通信中斷，新裝的電能表遲遲接入不到系統，丟失計量計費數據的情況屢屢發(fā)生，嚴重影響了關(guān)口電能量計量計費系統的正常運行。

2 　系統的設計原則

(1) 可靠和實(shí)用。應能完全滿(mǎn)足電網(wǎng)內部線(xiàn)損在線(xiàn)監測和模擬市場(chǎng)的要求。

(2) 先進(jìn)性。選擇當前最先進(jìn)的硬件平臺和主流產(chǎn)品,確保系統的先進(jìn)性和可擴充性,以保證以后的升級和備件的要求。關(guān)口電表應選用智能的多功能電能表,并具有串行通信口,能通過(guò)標準的規約與電能表進(jìn)行通信，來(lái)檢測電表的各參數的配置。

(3) 唯一性與一致性。數據庫信息與檢測中心計算機上的數據庫信息保持一致,應保證各關(guān)口表計的任何規定時(shí)間段內電量數據不丟失,并實(shí)現通信的正?；?。

(4) 開(kāi)放性。該系統必須為開(kāi)放式結構,選用的操作系統、數據庫系統、通信協(xié)議、接口等必須符合開(kāi)放系統標準。

(5) 系統應有優(yōu)越的性能/價(jià)格比。

3系統設計的目的

對接入系統的關(guān)口電能表的通信配置信息進(jìn)行有效管理;在電能表到現場(chǎng)安裝之前，對電能表的通信功能進(jìn)行有效檢測，確?，F場(chǎng)運行的電能表的通信配置與通信功能符合關(guān)口電能量計量計費系統的要求。

根據關(guān)口電能表的通信配置檢測與管理系統實(shí)際使用的情況，系統設計兩種使用方式：如(圖1)在計量中心機房建立關(guān)口電能表的通信配置檢測和管理系統，對全局(公司)的電能表的通信配置信息進(jìn)行統一管理，對將要安裝到現場(chǎng)的電能表的通信配置和通信功能進(jìn)行批量檢測。如(圖2)系統安裝到筆記本電腦中，運行管理人員在運行現場(chǎng)對電能表的通信配置和通信功能進(jìn)行檢測。為了確保上述兩種使用方式的配置信息的一致性，兩套系統可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò )自動(dòng)進(jìn)行數據庫同步更新，避免配置信息不一致造成的管理混亂。

通過(guò)本系統的建立與使用，摸索一套在線(xiàn)進(jìn)行關(guān)口電能表的通信配置信息的方案。

4 系統功能及技術(shù)條件

4.1 　系統功能

建立專(zhuān)門(mén)的數據庫系統，對接入關(guān)口電能量計量計費系統的關(guān)口電能表的通信配置信息進(jìn)行管理，使用該系統，運行管理人員可以快速檢索到關(guān)口電能表的通信配置信息;針對接入系統的關(guān)口電能表，設計與關(guān)口電能表通信的通信協(xié)議軟件，對配置好的電能表，指定安裝位置，系統自動(dòng)按照數據庫中的通信配置信息與電能表通信，檢測電能表的通信配置是否正確和電能表的通信功能是否正常。通過(guò)該系統，運行管理人員可以對接入系統的關(guān)口電能表的通信配置信息進(jìn)行有效管理，對將要接入系統的電能表的通信配置與通信功能進(jìn)行有效檢測，確?，F場(chǎng)運行的電能表的通信配置與通信功能符合關(guān)口電能量計量計費系統的要求。

4.2 技術(shù)條件

a系統采用Microsoft SQL Server 2000作為數據庫管理平臺，進(jìn)行數據記錄的保存與管理，以Microsoft VC++ 6.0作為軟件開(kāi)發(fā)平臺。

b設計專(zhuān)門(mén)的SQL Server腳本自動(dòng)生成應用軟件所需的數據表和訪(fǎng)問(wèn)過(guò)程等。

c通過(guò)ODBC接口對SQL Server數據庫進(jìn)行連接訪(fǎng)問(wèn)。

d設計專(zhuān)門(mén)的人機交互界面進(jìn)行數據庫信息的登錄、檢索。

5 數據庫的設計

5.1 數據庫系統中各實(shí)體之間的關(guān)系

對于一個(gè)給定的應用環(huán)境，構造最優(yōu)的數據庫模式，建立數據庫及其應用系統，使之能有效地存儲數據，滿(mǎn)足各種用戶(hù)的應用需求。 本論文是采用ERWin4.1軟件建立數據庫的概念、邏輯、物理模型。為了防止出現數據模型中的實(shí)體、屬性等命名混亂，給項目的設計、測試、維護等帶來(lái)不便，特別制定了GMMS數據模型規范，其中各實(shí)體之間的關(guān)系如右圖3所示：

5.2 關(guān)口表實(shí)體屬性說(shuō)明

數據庫邏輯設計的任務(wù)是把數據庫概念設計階段產(chǎn)生的數據庫概念模式變換為數據庫邏輯模式。而本論文的數據庫各實(shí)體關(guān)系屬性是根據數據庫實(shí)體模型和數據庫管理系統設計的。下面是關(guān)口表的基本屬性設計，嚴格按照GMMS數據模型規范制定。右圖為關(guān)口表基本信息表 (T_GateMeterBase)

6 電能表通信協(xié)議庫

針對各供電局現場(chǎng)運行的各種不同類(lèi)型的關(guān)口表，設

計專(zhuān)門(mén)的電表通信軟件，用于模擬主站或電能量遠方終端與關(guān)口表通信。每種電能表規約設計一套通信軟件包，以DLL形式管理運行，方便今后的擴展與維護管理。

目前市場(chǎng)上提供類(lèi)似產(chǎn)品的廠(chǎng)家很多, 這給用戶(hù)帶來(lái)更多選擇性的同時(shí),也帶來(lái)了不同廠(chǎng)家產(chǎn)品之間的“互操作性”問(wèn)題。所謂“互操作性”, 它包括兩方面的含義。一是設備的可互換性, 即來(lái)自不同廠(chǎng)商的設備在功能上可以用同一功能的同類(lèi)設備互換。另一是設備的可互操作性, 即來(lái)自不同廠(chǎng)商的設備可以相互通信, 能正確理解所交換數據的含義, 并能在不同廠(chǎng)家的環(huán)境中實(shí)現其功能。

一個(gè)開(kāi)放的系統應能滿(mǎn)足互操作性的要求。通信接口設計應遵循國際標準[2]的、開(kāi)放的協(xié)議。因此通信系統的設計參照了ISO/OSI參考模型,以ISO 7層參考模型的低3 層為基礎, 采用局域網(wǎng)絡(luò )參考模型LAN-RM[3]所定義的物理層、介質(zhì)訪(fǎng)問(wèn)控制子層和邏輯鏈路控制子層及用戶(hù)層的基本規范,力求做到滿(mǎn)足開(kāi)放系統設備和軟件的互操作性要求。

7 系統維護設計

系統設計有專(zhuān)門(mén)的人機交互界面，運行管理人員可以方便指定檢測通道以及連接在指定通道上的電能表。軟件自動(dòng)從通信配置數據庫中讀取電表的通信參數，從規約庫中裝載通信協(xié)議包，自動(dòng)與電表通信讀取電表采集和生成的數據信息，包括：電能量表盤(pán)值、瞬時(shí)量、需量、電表工作狀態(tài)和負荷曲線(xiàn)信息等，并采用直觀(guān)的圖形界面集成顯示相關(guān)數據信息，判斷電表的通信功能是否正常，生成電表的通信配置與通信功能檢測結果報告。

8　結束語(yǔ)

本文所述的關(guān)口電能表的通信配置檢測與管理系統即將用于陜西省供電局電能量計量計費系統。該軟件可大大提高系統的可靠性和通信效率, 具有較高的實(shí)用價(jià)值和推廣應用前景。在這里我忠心的感謝各位老師的辛勤指導和同學(xué)的熱情幫助，謝謝大家。

參考文獻

[1] 王思彤,王長(cháng)瑞.大區電網(wǎng)電力市場(chǎng)的網(wǎng)關(guān)及其電能計量系.統電網(wǎng)技術(shù)，1999,23(6):62-65.

[2] 國家標準GB8567-88《計算機軟件產(chǎn)品開(kāi)發(fā)文件編制指南》

[3] 邱公偉,趙祥元,巫淑萍(Qiu Gongwei,Zhao Xiangyuan,Wu Shuping).實(shí)時(shí)控制與智能儀表多微機系統的通信技術(shù)(Communication technology in realtime control and intelligent instrument mutimicrocomputer system)[M].北京:清華大學(xué)出版社(Beijing:Press of Tsinghua University),1996.