關(guān)口電能表通信配置檢測與管理系統(tǒng)的設(shè)計

1 　引言

隨著社會主義市場經(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已是大勢所趨,電網(wǎng)的商業(yè)化運營和管理已逐步展開。特別是最近幾年,電廠的建設(shè)和投資模式的多樣化,使大多數(shù)的新、擴建電廠的產(chǎn)權(quán)已不再是國家獨有，“廠網(wǎng)分開、競價上網(wǎng)”是今后發(fā)展的趨勢,為了對上網(wǎng)電量進行精確計算,必須有一套計量精確、運行可靠的計量系統(tǒng)[1]。傳統(tǒng)的電能計量裝置存在著精度低,自動化程度低等缺陷,無法適應(yīng)新的形勢要求,因此建立以電能計量為基礎(chǔ)的電能計費系統(tǒng),提高電能量遠程采集、傳遞、處理的精確性、唯一性、可靠性和及時性是實現(xiàn)電網(wǎng)商業(yè)化運營的迫切要求。

目前，變電站和發(fā)電廠的關(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(tǒng)直接與關(guān)口電能表通信，或者通過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(shù)據(jù)。從系統(tǒng)以往運行的經(jīng)驗來看，由于關(guān)口電能表的通信配置參數(shù)不匹配導(dǎo)致系統(tǒng)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(tǒng)，丟失計量計費數(shù)據(jù)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(tǒng)的正常運行。

2 　系統(tǒng)的設(shè)計原則

(1) 可靠和實用。應(yīng)能完全滿足電網(wǎng)內(nèi)部線損在線監(jiān)測和模擬市場的要求。

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

(3) 唯一性與一致性。數(shù)據(jù)庫信息與檢測中心計算機上的數(shù)據(jù)庫信息保持一致,應(yīng)保證各關(guān)口表計的任何規(guī)定時間段內(nèi)電量數(shù)據(jù)不丟失,并實現(xiàn)通信的正?；?。

(4) 開放性。該系統(tǒng)必須為開放式結(jié)構(gòu),選用的操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、通信協(xié)議、接口等必須符合開放系統(tǒng)標準。

(5) 系統(tǒng)應(yīng)有優(yōu)越的性能/價格比。

3系統(tǒng)設(shè)計的目的

對接入系統(tǒng)的關(guān)口電能表的通信配置信息進行有效管理;在電能表到現(xiàn)場安裝之前，對電能表的通信功能進行有效檢測，確?，F(xiàn)場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(tǒng)的要求。

根據(jù)關(guān)口電能表的通信配置檢測與管理系統(tǒng)實際使用的情況，系統(tǒng)設(shè)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(tǒng)，對全局(公司)的電能表的通信配置信息進行統(tǒng)一管理，對將要安裝到現(xiàn)場的電能表的通信配置和通信功能進行批量檢測。如(圖2)系統(tǒng)安裝到筆記本電腦中，運行管理人員在運行現(xiàn)場對電能表的通信配置和通信功能進行檢測。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(tǒng)可以通過網(wǎng)絡(luò)自動進行數(shù)據(jù)庫同步更新，避免配置信息不一致造成的管理混亂。

通過本系統(tǒng)的建立與使用，摸索一套在線進行關(guān)口電能表的通信配置信息的方案。

4 系統(tǒng)功能及技術(shù)條件

4.1 　系統(tǒng)功能

建立專門的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，對接入關(guān)口電能量計量計費系統(tǒng)的關(guān)口電能表的通信配置信息進行管理，使用該系統(tǒng)，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(tǒng)的關(guān)口電能表，設(shè)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(tǒng)自動按照數(shù)據(jù)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。通過該系統(tǒng)，運行管理人員可以對接入系統(tǒng)的關(guān)口電能表的通信配置信息進行有效管理，對將要接入系統(tǒng)的電能表的通信配置與通信功能進行有效檢測，確保現(xiàn)場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(tǒng)的要求。

4.2 技術(shù)條件

a系統(tǒng)采用Microsoft SQL Server 2000作為數(shù)據(jù)庫管理平臺，進行數(shù)據(jù)記錄的保存與管理，以Microsoft VC++ 6.0作為軟件開發(fā)平臺。

b設(shè)計專門的SQL Server腳本自動生成應(yīng)用軟件所需的數(shù)據(jù)表和訪問過程等。

c通過ODBC接口對SQL Server數(shù)據(jù)庫進行連接訪問。

d設(shè)計專門的人機交互界面進行數(shù)據(jù)庫信息的登錄、檢索。

5 數(shù)據(jù)庫的設(shè)計

5.1 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中各實體之間的關(guān)系

對于一個給定的應(yīng)用環(huán)境，構(gòu)造最優(yōu)的數(shù)據(jù)庫模式，建立數(shù)據(jù)庫及其應(yīng)用系統(tǒng)，使之能有效地存儲數(shù)據(jù)，滿足各種用戶的應(yīng)用需求。 本論文是采用ERWin4.1軟件建立數(shù)據(jù)庫的概念、邏輯、物理模型。為了防止出現(xiàn)數(shù)據(jù)模型中的實體、屬性等命名混亂，給項目的設(shè)計、測試、維護等帶來不便，特別制定了GMMS數(shù)據(jù)模型規(guī)范，其中各實體之間的關(guān)系如右圖3所示：

5.2 關(guān)口表實體屬性說明

數(shù)據(jù)庫邏輯設(shè)計的任務(wù)是把數(shù)據(jù)庫概念設(shè)計階段產(chǎn)生的數(shù)據(jù)庫概念模式變換為數(shù)據(jù)庫邏輯模式。而本論文的數(shù)據(jù)庫各實體關(guān)系屬性是根據(jù)數(shù)據(jù)庫實體模型和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)設(shè)計的。下面是關(guān)口表的基本屬性設(shè)計，嚴格按照GMMS數(shù)據(jù)模型規(guī)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(xiàn)場運行的各種不同類型的關(guān)口表，設(shè)

計專門的電表通信軟件，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(guī)約設(shè)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。

目前市場上提供類似產(chǎn)品的廠家很多, 這給用戶帶來更多選擇性的同時,也帶來了不同廠家產(chǎn)品之間的“互操作性”問題。所謂“互操作性”, 它包括兩方面的含義。一是設(shè)備的可互換性, 即來自不同廠商的設(shè)備在功能上可以用同一功能的同類設(shè)備互換。另一是設(shè)備的可互操作性, 即來自不同廠商的設(shè)備可以相互通信, 能正確理解所交換數(shù)據(jù)的含義, 并能在不同廠家的環(huán)境中實現(xiàn)其功能。

一個開放的系統(tǒng)應(yīng)能滿足互操作性的要求。通信接口設(shè)計應(yīng)遵循國際標準[2]的、開放的協(xié)議。因此通信系統(tǒng)的設(shè)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(chǔ), 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)訪問控制子層和邏輯鏈路控制子層及用戶層的基本規(guī)范,力求做到滿足開放系統(tǒng)設(shè)備和軟件的互操作性要求。

7 系統(tǒng)維護設(shè)計

系統(tǒng)設(shè)計有專門的人機交互界面，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。軟件自動從通信配置數(shù)據(jù)庫中讀取電表的通信參數(shù)，從規(guī)約庫中裝載通信協(xié)議包，自動與電表通信讀取電表采集和生成的數(shù)據(jù)信息，包括：電能量表盤值、瞬時量、需量、電表工作狀態(tài)和負荷曲線信息等，并采用直觀的圖形界面集成顯示相關(guān)數(shù)據(jù)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(jié)果報告。

8　結(jié)束語

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

參考文獻

[1] 王思彤,王長瑞.大區(qū)電網(wǎng)電力市場的網(wǎng)關(guān)及其電能計量系.統(tǒng)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).實時控制與智能儀表多微機系統(tǒng)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.