一种用于电网工程技术经济性分析评论的网络系统的制作方法

一种用于电网工程技术经济性分析评论的网络系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于电网工程技术经济性分析评论的网络系统，包括网络系统平台以及在平台上建立的数据采集单元、数据监控单元、数据分析单元、统计报表查询单元、专家评论单元；所述网络系统平台包括网络基础框架、数据交换系统与通用报表系统。本发明系统能够根据不同类型的电网工程技术情况，建立有效地高速电网动态监测网络系统，并与网络系统平台的分析评价单元相连接，以电网经济性参数为主要调节指标，最终形成一种用于电网工程技术经济分析评论的网络系统。该系统能够全面、实时的电网数据采集，制定统一的测量、通讯及数据标准，提供数据整合服务，实现电网的经济性分析及治理，生成控制评价专家策略，值得广泛推广与使用。
【专利说明】—种用于电网工程技术经济性分析评论的网络系统

【技术领域】
[0001]本发明涉及电网分析评论系统【技术领域】，尤其涉及一种用于电网工程技术经济性分析评论的网络系统。

【背景技术】
[0002]当前，随着人们经济节能意识的越来越强，电网工程技术的经济性分析也越来越受到重视。对电网工程技术进行可靠性论证的同时，也进行经济性论证的分析，就可以在保证技术安全、经济合理的条件下，充分利用现有的设备、元件，不投资或有较少的投资，通过相关技术论证，选取最佳运行方式、调整负荷、提高功率因数、调整或更换变压器、电网改造等，在传输相同电量的基础上，以达到减少系统损耗，从而达到提高经济效益的目的。
[0003]申请号为201210526881.1的中国专利公开了一种基于多目标优化的电网规划设计方法，其综合考虑了经济性适应度指标、可靠性适应度指标和地理适应度指标，将可靠性指标转化成经济形式加入目标函数，使优化方案的综合效益达到最佳，而且可以对规划方案的经济性和可靠性进行灵活地评价，正确地反映投入资金对可靠性指标的增幅之间的确定关系，从而使电网规划的成本计算更为准确。
[0004]申请号为201310662843.3的中国专利公开了一种用电信息采集系统经济性的评估方法，首先将用电信息采集系统进行分解，获得经济性结构图，然后建立评估矩阵，由专家对各指标的经济性进行评估，然后建立经济性评价矩阵，确定白化权函数，得到灰色评价矩阵，根据灰色评价矩阵得到用电信息采集系统的经济性，在整个评估过程中，无需获得用电信息采集系统的大量的数据作为支持，只是对其在新建前能够获得的少量数据进行处理，即可最终获得其经济性。
[0005]申请号为201410019833.2的中国专利公开了一种电网的配网运行状态分析方法，从配网管理系统中获取运行参数，根据特征值建立相应的层次结构；根据1-9互反性标度，将同层参数进行两两比较，得到量化的判断矩阵，并采用随机一致性参数(CR)衡量判断矩阵的一致性；在矩阵一致性校验完成之后，根据1-9标度互反性判断矩阵求解矩阵的权重向量；在得出各个底层参数权重的基础上，逐层向上计算，得出整个电网的综合运行状态；本方法能够直接提取底层真实数据，通过科学的评价体系快速完成高、中压配网的全面摸底评估，得到配网的宏观参数、主要特点，自动发现配网问题，并定量描述问题的严重程度与具体位置，帮助企业领导及时调整策略、提高企业的快速应对能力。
[0006]电网工程技术的经济性指标主要体现在前期的建设规划和后期的合理降损两方面，一方面需要进行合理的电网改造，调整不合理结构，另一方面，要降低运行损耗，主要包括变压器电能损耗以及电力线路的损耗，所以，对电网进行经济性分析，需要从单个点扩展到整个网络层面，针对对比文件中的不足，我们可以建立一种用于电网工程技术经济性分析评论的网络系统。


【发明内容】

[0007]本发明的目的在于解决上述技术问题，提供一种用于电网工程技术经济性分析评论的网络系统，通过对电网信息的检测、汇集，进行有机结合与分析评论，并通过网络系统，给出电网经济性全局优化治理方案的数学建模，仿真分析及优化治理点位置和相应治理方案，从而为加强电网经济性的分析与管理提供支撑。
[0008]为实现上述目的，本发明采用的技术方案是:一种用于电网工程技术经济性分析评论的网络系统，包括网络系统平台以及在平台上建立的数据采集单元、数据监控单元、数据分析单元、统计报表查询单元、专家评论单元；所述网络系统平台包括网络基础框架、数据交换系统与通用报表系统，所述网络基础框架包括多层数据库，构建数据存储层，提供通用数据存储服务；所述数据交换系统提供基于标准的通用数据交换，在无编程情况下实现各单元间的互联和信息访问；所述通用报表系统提供所述网络系统平台报表的绘制和生成功能。
[0009]所述数据采集单元包括针对不同监测点的多路通信通道，与各监测终端实现无线互联，并将采集数据进行输入处理，集中存储于所述多层数据库中，所述监测终端包括位于电网变压器、输变电线路上的各电能监测表。
[0010]所述数据监控单元包括若干独立GIS平台和基于GIS平台的若干监控模块，所述数据监控单元用于构建电网地理信息网络图，所述监控模块包括处理器、数据寄存器与报警单元。
[0011]所述处理器可选用单片机或DSP芯片，所述报警单元包括无线报警发射装置。
[0012]所述数据分析单元对电网的采集数据与监控报警数据进行统计分析，提供电网经济性参数的过程文件与分析文件；所述电网经济性参数包括网络结构参数、电压等级参数、变压器运行参数、配电线路联络方式、电网无功损耗参数。电网潮流变化参数。
[0013]所述过程文件包括报表、曲线、饼图、棒图；所述分析文件包括RTF文档、EXCLE表格、HTML文件、PDF文件、文本文件、JPG图片文件。
[0014]所述统计报表查询单元用来构建电网数据网络中心，通过访问接口进行数据的封装和转换，通过GID组件服务器，对Web Service,RDF XML和关系型数据库方式实现的数据访问接口进行快速封装，并建立面向管理层的分析查询系统；所述统计报表包括电网报表，分为日报、月报、季报和年报。
[0015]所述专家评论单元针对所述数据分析单元的各类参数，提出经济性分析方案与治理方案，所述经济性分析方案包括针对电网电流和电压相关特性的分析。
[0016]本发明系统的技术要点在于以下三个方面:一是基于数据库的网络化数据交互，硬件与软件接口方案:数据采集单元包括针对不同监测点的多路通信通道，可以通过RS485 口再外接一个GPRS通信模块，后台软件直接接收该数据；二是上层业务应用，上层软件采用JAVA与C#方案，数据库采用ORACLE数据库，采用地址码识别技术，后台软件向监测终端发送调用数据指令后，监测终端向后台软件发送数据。后台软件采用IEC61970GID接口封装采集软件转换成CIM数据模型标准化；三是集中管理，系统管理员在管理端可灵活快捷的进行电网中的用户及组织等进行分析管理工作，管理权限可授予组织其它用户。
[0017]本发明系统的有益效果可主要体现在以下几个方面:
1、实用性。本系统基于数据库化的网络级联，重点在于针对各电网数据终端的信息监测与汇集，以电网经济性指标进行分析与评论，是在大量的电网现有的硬件设备基础上扩展出的分析系统平台，易于建立，无需重新进行整体的构建安装，且分析全面，方案均针对电网实际情况，因此具有很高的实用性。
[0018]2、开放性。本系统具有开放性的体系结构，不仅满足了用户当前的需要，而且还要满足了将来能够容易地扩展其功能和规模的需要，适应行业的发展、管理模式的变化以及技术的更新等。因此，在平台开发、系统结构、数据和接口等方面具有充分开放性。
[0019]3、安全性。本系统安全备份模块以高强度的数据加密技术为依托，对业务的核心数据信息进行实时备份。任意格式电子文档(CAD、Office, PDF, JPG等)在新建后均自动备份到备份服务器中。并且所有备份文档在传输、存储和恢复过程中均以加密形式存在，有效杜绝了窃密、泄密和破坏事件的发生，充分确保了电网核心数据信息的完整性和安全性。
[0020]4、稳定性。重要文件安全备份是整个信息安全管理过程中的重要一环，也是企业在面临数据毁坏这种致命安全风险时的有力保护手段。为了帮助企业保证业务流程的连续性，本系统安全备份模块在产品开发阶段进行了多项复杂的严格测试，并在广泛的实际应用过程中得到了品质的验证。出色的稳定性，成为安全备份模块的核心优势之一。
[0021]5、灵活性。系统安全备份模块充分利用公司现有网络和设备，为用户定制了能够全面满足各种企业安全管理需求的备份模块。对于需要实施文件备份的企业用户，管理员可以通过策略灵活指定需要备份的文件源和文件类型。
[0022]本发明系统能够根据不同类型的电网工程技术情况，建立有效地高速电网动态监测网络系统，并与网络系统平台的分析评价单元相连接，以电网经济性参数为主要调节指标，最终形成一种用于电网工程技术经济分析评论的网络系统。该系统可以实现与电网监测平台的无缝链接；能够全面、实时的电网数据采集，制定统一的测量、通讯及数据标准，提供数据整合服务，设计指标体系及评估模型，实现电网的经济性分析及治理，生成可视化统计报表、趋势曲线和控制策略，值得广泛推广与使用。

【专利附图】

【附图说明】
[0023]图1是本发明网络系统平台上各应用单元示意图。
[0024]图2是本发明网络系统平台的组成结构图。

【具体实施方式】
[0025]如图1、图2所示，一种用于电网工程技术经济性分析评论的网络系统，包括网络系统平台I以及在平台上建立的数据采集单元、数据监控单元、数据分析单元4、统计报表查询单元5、专家评论单元6 ;网络系统平台I包括网络基础框架7、数据交换系统8与通用报表系统9，网络基础框架7包括多层数据库10，构建数据存储层，提供通用数据存储服务；数据交换系统提供基于标准的通用数据交换，在无编程情况下实现各单元间的互联和信息访问；通用报表系统提供网络系统平台报表的绘制和生成功能。
[0026]数据采集单元包括针对不同监测点的多路通信通道3，与各监测终端2实现无线互联，并将采集数据进行输入处理，集中存储于多层数据库中，监测终端包括位于电网变压器、输变电线路上的各电能监测表；数据监控单元包括若干独立GIS平台11和基于GIS平台的若干监控模块12，数据监控单元用于构建电网地理信息网络图，监控模块包括处理器、数据寄存器与报警单元，所述处理器可选用单片机或DSP芯片，所述报警单元包括无线报警发射装置。
[0027]数据分析单元对电网的采集数据与监控报警数据进行统计分析，提供电网经济性参数的过程文件与分析文件；电网经济性参数包括网络结构参数、电压等级参数、变压器运行参数、配电线路联络方式、电网无功损耗参数。电网潮流变化参数；过程文件包括报表、曲线、饼图、棒图；分析文件包括RTF文档、EXCLE表格、HTML文件、PDF文件、文本文件、JPG图片文件。
[0028]统计报表查询单元用来构建电网数据网络中心，通过访问接口进行数据的封装和转换，通过GID组件服务器，对Web Service, RDF XML和关系型数据库方式实现的数据访问接口进行快速封装，并建立面向管理层的分析查询系统；统计报表包括电网报表，分为日报、月报、季报和年报；专家评论单元针对数据分析单元的各类参数，提出经济性分析方案与治理方案，经济性分析方案包括针对电网电流和电压相关特性的分析。
[0029]本发明的基础在于网络系统平台的构件，包括其组成三部分的具体构建及功能分析如下:
网络基础框架，是指系统平台作为构建数据存储和业务系统的底层支撑，为业务应用系统的运行以及开发提供了很好基础框架，将常用功能和机制加以包装实现并规范化，在各子系统中或各层面的二次开发过程中复用；网络基础框架提供通用数据访问服务，建立数据通用访问层，以屏蔽物理数据库的差异，支持跨异构数据库系统的通用访问。支持组件扩展，实现组件动态加载机制，任何内核以外的功能组件只要符合平台的扩展接口规范，便可在平台上动态加载，成为系统的一部分。每个扩展实现自身也可按组件规范定义可扩展点，并由其它功能组件扩充，使整个平台具有高度的统一性和开放性。提供脚本语言支持功能，具备脚本扩展的能力，脚本采用标准的编程语言书写，支持解释和编译两种脚本执行方式。提供面向对象的动态建模功能，支持业务人员对业务模型的扩充和重构，能够定义业务对象的属性、方法和事件，提供业务模型的离线抽取、存储和同步技术，提供通过解释和处理业务模型信息生成应用的功能。提供自动任务管理功能，能够自动触发预定义任务。提供任务定义、任务调度、任务执行、任务监视、任务日志等功能。
[0030]数据交换系统中的数据适配器具备连接数据源，实现导入、导出功能，安全认证功能、加密解密功能、数据传输功能，其中数据传输必须能够跨物理隔离器。数据适配器应该采用分层设计，这样数据适配器的可扩展将更强。数据适配器能根据用户定义的规约将导出的数据发送到数据总线上，同时根据规约到数据总线接收需要的数据。数据适配器应该提供编程接口数据总线作为数据收发/转发的网关和邮局，专门负责整个网络环境下的数据传递。数据源通过适配器将源数据发送到总线上，总线根据数据转换规约将源数据转换成目的数据，目的子系统则通过数据适配器到总线上获取已转换好的目的数据。数据总线应该配置一个规约库，用以存放各子系统数据格式的描述，并提供一个配置规约的工具，以及编程接口。控制器负责控制分布式的数据适配器的工作，控制器同样也应该配置一个规约库，用于存储适配器工作的规约以及数据智能路由的规则，并提供一个配置规约的工具，以及相应的编程接口。
[0031]通用报表系统方便灵活，其作用在于统一系统支撑平台，提供报表绘制和生成功能，用于灵活方便的报表定义，并能提取不同数据源的数据，经清洗、加工、布局后，以预定的格式呈现给最终用户。通用报表系统应提供方便实用的报表设计器和报表运行系统，报表系统应包含三个组成部分:报表设计器、报表展示构件和报表服务；通用报表系统满足以下功能要求:提供可视化报表设计界面，完成各种报表的设计工作，支持对报表资源进行统一管理。对于饼图、柱状图等图形页面能够定义数据源、标题、系列的属性，对于各类报表则能够可视化的定制报表样式、定义数据源。数据源定义过程支持脚本开发，提供SQL脚本的编写功能。数据源定义应该支持关系数据库、XML文件等多种类型的数据源，并可以在设计过程中预览报表运行效果，完成报表的发布部署和管理
网络系统平台的具体实现可以依托计算机平台，操作系统优选为Windows XP、Windows2003 Server、开发工具与建模工具优选为Visual Stud1 2010、数据库采用ORACLE数据库、编程语言优选为C#、版本管理优选为Microsoft Visual SourceSafe 2005 ;系统运行的硬件环境最低要求为奔腾P 2.0G、内存1G、20G硬盘，具有双串口及以太网接口，优选为酷睿双核、内存4G、硬盘320G及以上，具有双串口(扩展双串口)及以太网接口 ；软件运行环境可优选为Wind0WSXP/Wind0WS7操作系统平台。软件编程主要涉及到数据的收集、统计、整合、设定，均为比较常见的C#封装子程序，Visual Stud1 2010主要负责平台框架对子程序模块的调用、存储以及成表，便于数据的分析与管理。
[0032]本系统的功能实现，主要是依靠数据采集、监控后的综合分析，依托分析所来的文件形成报表文件，最终形成针对电网经济性的可行的专家改造方案，具体实施如下。
[0033]实施例一
本系统在某市供电局的公用电网改造项目中得到应用，信息采集覆盖A县的874个公变台区，经过电网中电量信息的采集、分析与论证，从经济性角度，发现该县电网存在供电半径过长、城农网络交错、配变安装及变压器选型不合理等问题，并提出专家评论方案:
针对不合理的电网结构，进行针对性的电网改造，主要措施在于要进行合理设计、改善电网的布局和结构；避免或减少城农网线路的交错、重叠和迂回供电，减少供电半径太大的现象；采用子母变压器，合理选用变压器容量。避免“大马拉小车”现象。城农网改造应注意合理分配变压器台数与容载比，一般负荷在65%?75%时效益最高，30%以下算“大马拉小车”。可根据负载波动及对季节性波动的负载，选择二台容量不等变压器经济运行，即子母变压器，以满足不季节不同时间农网对电量的需求；针对配变单端供电情况，应适当将配变安装在负荷中心处，这样可使低压线路由一路输出变为几路输出，从而提高电压质量，降低了低压线损；农网配变多为生活、动力及农排混合供电，因而存在有峰谷负荷相关悬殊，低谷用时间内配变二次电压升高以及配变的实际电能转换效率低的问题，而如果安装使用了配变节能自动相数转换开关，就可以解决上述问题，从而有效地降低了变压器、线路的空载、轻载损耗；导线选择应按经济电流密度优化合理选择并考虑留有一定发展的余度，这样既可以降低线路损耗又可以减少重复投资；电压如能简化一级，这样可减少一级设备，减少运行管理和检修工作，减少线损。城市负荷中心应尽量用高压引入，可以缩短配电线路的供电距离；如具备经济技术条件应对线路升压改造，根据线路输送容量和输送距离，以及发展要求合理选择升压方案，而且升压投资回收率较快，因此适当考虑升压供电是可行的。
[0034]电网改造项目通过系统进行的经济性分析，结合专家评价方案，得出合理的改进措施与技术论证，经过改造后的重新评测，其电能损耗量降低了 75%以上，取得了有效的成果O
[0035]实施例二本系统在某县供电局的农用电网改造项目中得到应用，经过电网中电量信息的采集、分析与论证，从经济性角度，发现该县农用电网的主要电能损失在于台区变压器的电量损失以及其电源侧的功率因数过低，所以，专家评论方案主要侧重于变压器的经济运行节点措施，把变压器经济运行的优化理论及定量化的计算方法与变压器各种实际运行工况密切结合，主要包括以下方面:
合理计算变压器经济负载系数，使变压器处于最佳的经济运行区，变压器并非在额定时最经济，当负荷的铜损和铁损相等时才最经济，即效率最高。两台以上主变压器的变电所应绘出主变压器经济运行曲线，确定其经济运行区域，负荷小于临界负荷时，一台运行。负荷大于临界负荷时两台运行；平衡变压器三相负荷，降低变压器损耗，变压器不平衡度越大，损耗也越大，因此，一般要求电力变压器低压电流的不平衡度不得超过10%，低压干线及主变支线始端的电流不平衡度不得超过20% ;合理调配变压器的并列与分列的经济运行方式，按备用变、负载变化规律、台数组合等因素，优先考虑技术特性优及并、分列经济的变压器运行方式；变压器运行电压分接头优化选择，在满足变压器负载侧电压需要的前提下，用定量计算方法，按电源侧电压的高低和按工况负载的大小，对变压器运行电压分接头进行优化选择，从而降低变压器损耗，提高其运行效率；合理考虑变压器的特殊经济运行方式，降低损耗，变压器由于使用范围较广，根据不同的运行方式与电网结构，需要考虑一些特殊的运行方式，以达到经济运行。如三绕组与双绕组并列、两侧并列与另一侧分列及负载有备用电源等等不同的组合运行方式，达到最佳的经济运行。
[0036]根据专家评价方案，该县供电局主要采用变压器的降损改造，该改造项目不用大量投资，在某些情况下还能节约投资，如节约电容器投资和减少变压器投资等。所以，取得了有效成果，电网损失电量较改造前一年减少5260千千瓦时，全县综合售电电价按每千千瓦时完成680元计算，相当于增加企业效益357.6万元。
[0037]由此可见，通过本系统的应用，并进行一些有效的措施对电网进行改进，可以使电网达到最优的经济运行，提高社会的经济效益，促进电网运行管理走向经济化、择优化、有序化的现代化管理，得到了广大用户的一致好评，提升了供电企业的社会形象，因此在电力系统中推广电网经济运行的节电潜力巨大，经济效益显著，具有现实意义。
【权利要求】
1.一种用于电网工程技术经济性分析评论的网络系统，其特征在于:包括网络系统平台以及在平台上建立的数据采集单元、数据监控单元、数据分析单元、统计报表查询单元、专家评论单元；所述网络系统平台包括网络基础框架、数据交换系统与通用报表系统，所述网络基础框架包括多层数据库，构建数据存储层，提供通用数据存储服务；所述数据交换系统提供基于标准的通用数据交换，在无编程情况下实现各单元间的互联和信息访问；所述通用报表系统提供所述网络系统平台报表的绘制和生成功能。
2.如权利要求1所述的一种用于电网工程技术经济性分析评论的网络系统，其特征在于:所述数据采集单元包括针对不同监测点的多路通信通道，与各监测终端实现无线互联，并将采集数据进行输入处理，集中存储于所述多层数据库中，所述监测终端包括位于电网变压器、输变电线路上的各电能监测表。
3.如权利要求1所述的一种用于电网工程技术经济性分析评论的网络系统，其特征在于:所述数据监控单元包括若干独立GIS平台和基于GIS平台的若干监控模块，所述数据监控单元用于构建电网地理信息网络图，所述监控模块包括处理器、数据寄存器与报警单元。
4.如权利要求3所述的一种用于电网工程技术经济性分析评论的网络系统，其特征在于:所述处理器可选用单片机或DSP芯片，所述报警单元包括无线报警发射装置。
5.如权利要求1所述的一种用于电网工程技术经济性分析评论的网络系统，其特征在于:所述数据分析单元对电网的采集数据与监控报警数据进行统计分析，提供电网经济性参数的过程文件与分析文件；所述电网经济性参数包括网络结构参数、电压等级参数、变压器运行参数、配电线路联络方式、电网无功损耗参数。
6.电网潮流变化参数。
7.如权利要求5所述的一种用于电网工程技术经济性分析评论的网络系统，其特征在于:所述过程文件包括报表、曲线、饼图、棒图；所述分析文件包括RTF文档、EXCLE表格、HTML文件、PDF文件、文本文件、JPG图片文件。
8.如权利要求1所述的一种用于电网工程技术经济性分析评论的网络系统，其特征在于:所述统计报表查询单元用来构建电网数据网络中心，通过访问接口进行数据的封装和转换，通过GID组件服务器，对Web Service,RDF XML和关系型数据库方式实现的数据访问接口进行快速封装，并建立面向管理层的分析查询系统；所述统计报表包括电网报表，分为日报、月报、季报和年报。
9.如权利要求1所述的一种用于电网工程技术经济性分析评论的网络系统，其特征在于:所述专家评论单元针对所述数据分析单元的各类参数，提出经济性分析方案与治理方案，所述经济性分析方案包括针对电网电流和电压相关特性的分析。
【文档编号】G06Q50/06GK104299051SQ201410531497
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年10月10日 优先权日:2014年10月10日
【发明者】徐京哲, 李大鹏, 张俊波, 周铁军, 李勇杰, 郝海风, 张华
申请人:国家电网公司, 国网河南省电力公司经济技术研究院, 江西博微新技术有限公司