电力负荷管理多层体系的运用范文

O引言

随着电子信息产业迅速发展，供电企业为提高电力系统自动化管理水平，陆续建立一些计算机系统，如局域网的MIS系统，客户服务技术支持系统，调度自动化系统，电力负荷管理系统，配电自动化系统，公用配变监测系统、电压质量监测管理等等.而部分系统由于使用的技术手段不同，同一系统又由不同的厂家实现不同的计算机系统，而这些计算机系统由于使用的技术不同，它们所拥有的资源很难被其它系统利用，数据也很难共享。虽然通过所采取的数据_飞方式在一定范围内实现了部分的数据共享和资源共享，但这些尝试都是不系统的和标准化程度不高的，效果往往难以令人满意。依靠各个子系统的功能完善、对外接口开发和外部数据读取己经无法满足发展需求，特别是对今后可能引进新的先进技术和系统，传统模式根本无法做到与这些系统的互连互通互用，因此在各个子系统之上建立一个通用的标准化的计算机网络平台管理系统势在必行。通过多层体系结构就能较好的解决上述问题。多层体系结构是一个网络管理平台，管理的对象是其它的计算机系统。采用的方法是标准化，使用的技术是的分布式计算技术，实现的是资源的高度共享。所谓高度资源共享就不仅是数据的共享，而包括所管理系统设备(通信信道、存储设备等)和其实现的功能的共享。同时依附这个平台其它各个子系统(如负荷管理系统等)通过它对外提供资源共享，而且也是其系统运行的支持环境。作为一个系统它本身将实现网络的管理功能和其管理的资源和数据的整合和处理功能，这些功能也以同样方式对外共享。

1分布式系统

分布式系统是形式上分散的两个或更多的计算机都为了实现一个共同的目标而共同工作的一个软件实体的集合.用计算机网络通信链接建立的分布式系统具有更大的影响.从最开始这些系统被设计成他的软件的组件可以在不同的机器上执行。分布式对象体系结构可以划分为组件体系结构和远程体系结构，跨语言，跨平台，跨进程，跨机器，甚至跨开发商的互操作性，使其成为解决大型软件系统方案的首选.

1.1两层结构和客户/服务器通常使用抽象词“层”来讨论客户/服务器技术。在客户/服务器意义上讲，一层代表一个具有定义好的的特定功能的平台.第一层包含一个运行主应用程序的客户工作站，这个客户的支配程序除了系统要求的所有业务逻辑以外，由所有的用户接口组成.所以客户的应用程序负责处理许多核心的功能，所以在二层的环境中的应用程序被称为胖客户;第二层里，可以找到应用程序的数据。应用程序的数据通常存储在某种数据库里，如印A。王、阅址义浏所等。客户应用程序可以有许多个，当需要存储在数据库中的信息或数据时就向数据库发出要求.两层结构由于存在以下主要缺陷，非常适合规模较小的、部门型的应用程序。

(l)管理方面:当一个二层系统发展超过某一特定点，长时间地维护可能非常困难:

(2)二层结构对数据结构有很强的依赖性，当开发一个修改数据结构的新客户方的应用程序，因为当前的所有应用程序直接与数据库服务器本身对话，所以不得不修改为考虑了新的数据库结构和格式;

(3)数据分析处理在客户层，存在大量的数据传送过程，网络阻塞程度大大提高。

1.2三层结构三层结构是为了缓解在二层结构中遇到的一些问题，和二层结构一样，三层结构具有一个数据层，它通常运行一个应用管理程序数据的数据库。然而，在三层的模型中，应用程序被一分为二。客户仍旧负责维护用户接口，因为在三层结构中客户只含有少量的功能，所以这些程序被称为瘦客户。大部分的业务逻辑和应用程序规则现在都从客户层被分离出来并放置于一个中间层运行的服务器上，这样在二层结构中的管理、维护和系统的升级将集中在中间层服务器上.

1.3N层结构N层的客户/服务器指的是这样一种体系结构，客户与中间服务器交互，这些中间服务器又与其他中间服务器交互。换言之，N层的系统不是将结构限制在三个定义好的层，而是随意混合匹配所需要的服务。N层结构的实现主要靠分布式对象技术，分布式对象技术是面向对象编程和客户/服务器技术的结合。分布式对象技术的核心是位置的透明性，分布式的真正价值在于分布式计算机和面向对象的设计、分析及编程的精心结合。这意味着叨P(面向对象编程)的所有优点一复杂事物的管理，一个服务的封装，协同工作的能力，灵活性及代码的重要性一都能在一个系统中提供，这个系统也提供客户/服务器的所有优点:使用简便，资源共享，严格的服务封装，灵活性等.

1.4WEB实现无论是二层、三层还是N层的结构，用户接口改变将总是要求客户重新配置，而使用妮B浏览器就可以解决这个问题，浏览器只包含绝对的零应用程序用户接口或业务逻辑。当需要时所有的用户接口和业务逻辑都可以从俩EB服务器上以动态的蛋m几，卫WAAI平比TS，ActiveX控件，VBScript等形式下载。事实上，将切田作为客户/服务器的基本结构使用解决了软件的分布问题.在铸田之上的存在份工应用服务，数据库服务等，又使他B成为了客户与数据库服务的中间层，多层结构体系使髓B应用成为Internet最成功的解决方案。

2系统结构电力企业网络管理平台是运行在本企业己建成计算机网络上，通过统一的接口标准来改造已建成的计算机系统，整合他们的资源。通过这个统一接口暴露各子系统的资源，实现各资源的共享。同时满足横向的和纵向的以及自身的系统和系统互连，资源共享的要求。按管理对象分别实现。实现提取数据、按照实际的流程或算法进行基本的电量统计和网损统计，抄表数据的智能分析，计划考核等功能，并通过死B服务器经系统加工、处理、统计后的数据信息或输出各类报表。同时它可以对其他子系统进行功能调用，工况监视和异常报警。各相关工作人员通过授权可通过局域网登陆舵B服务器查询数据信息，并可打印查询结果。下面以供电企业的电能量管理系统为例，如图1所示:图1供电企业的电能t管理系统

2.1采集系统的三层实现从上图可以看出，在这个大的系统实现中，每个子系统都要求实现对象的接口，因此各子系统本身就是一个小的三层结构。下面就以负荷管理系统为例，介绍子系统的三层结构体系。图2负荷管理系统如上图所示负荷管理系统中RDBs作为服务层提供数据服务:在中间层由应用服务器和WEB服务器组成，为各类客户请求提供服务:而原有的负荷管理系统后台程序(用户接口应用程序)、MIS系统、电能量管理系统等都作为客户层.由于三层分布式体系结构提供的任何粒度上的透明使用机制，客户层只要提出做什么，而无需关心如何做，这样使整个系统的数据共享和资源共享得到空前的提高。

2.2软件结构.对于负荷管理系统来说，可根据系统设置定时将抄表数据通过接口调用抄表系统的数据服务接口将抄表数据存入数据仓库，抄表自动化系统和其他子系统也可以通过负荷管理系统的服务接口读取负荷管理的其他数据，这些操作当然要有统一的权限，在授权的情况下才可以进行，另外在授权的情况下，还可以通过负荷管理系统提供的服务直接通过负控终端抄表或控制终端的负荷控制操作，运用相同的原理，对于其他子系统理论的上同样具有类似的功能这就是所说的提供功能的服务。同样针对不同的终端规约和抄表规约，对于后台客户层应用来说是完全透明的，只要调用相关规约解析接口就可以完成操作，正是由于使用三层分布式结构体系，如有关规约修改和更新只要在服务端所在应用服务器完成即可，而无需大规模的现场更新程序。对于负荷管理系统使用的通信方式使用中间层通讯服务，后台操作对于使用通讯请求无需知道通信信道的物理位置和通信方式。这种设计结构方式使信道资源能够真正的共享出来，不仅仅满足负荷管理系统的需求，同时也为其他系统提供信道服务;反过来负荷管理系统的客户层应用也可以利用其他信道来进行数据采集，目前已经实现了不同信道之间的中继路由功能。

3多信道集成负荷管理系统使用了多层体系结构，随着现在通信技术的发展，无线、有线、光纤、Modem拨号，GPRS几SM等通信方式的出现，要求负荷管理系统支持多信道的同时应用，该项平台就是TeleAsk网络通信平台，信道物理结构对于上层应用程序来说是透明的，数据通信只要调用TeleAsk提供的信道服务即可。由TeleAsk平台进行统一管理和调度，充分实现了信道共享和重用，大大提高了信道的利用率，并且避免了信道的重复建设。在提供信道服务的同时，TeleAsk作为一个软件管理平台，同时提供了权限管理、网络安全管理、数据传送管理、数据结构管理等服务。TeleAsk软件管理平台在通信功能上有以下特点:

(1)采用先进的纠错与检错技术，保证数据传输的正确性和可靠性;

(2)统计通讯成功率，便于将来使用中与终端设备的规约调试和网络通讯调试、前置机界面中应可查看各种缓冲区的数据、并可将某一时刻的数据界面打印或存为便于查看分析的文本文件:

(3)简单的手动发送报文，方便灵活的系统设置;

(4)支持多线程，队列缓冲技术;既提高了运行效率，又增加了模块的稳健性;

(5)具有基于信道的主备功能，握手协议，提高系统的可靠性:

(6)信道各份，通讯成功率高达98%以上。

(7)由中间服务完成网络和各种信道通信规约转换，对上层的应用系统是透明的。示意下图:多通道通讯示意图对于上层应用软件，不需要处理各种信道的差异，例如有线电话需拨号连接，GsM短信单条信息长度有限制，无线通讯需要有RTs电台建立时间。乌鲁木齐电业局负荷管理系统现在采用的就是先进的多层体系结构系统，同时支持多种信道的负荷管理设备，此系统为推动DsM(需求侧管理)迈向现代高效提供了强大的技术支持.它做为实现DsM(需求侧管理)现代化的重要技术手段，无论对电力企业本身，还是对整个社会而言，都具有明显的经济效益和社会效益，其实现的各种功能:

(1)远方自动抄表实现客户的远方自动抄表，解决了人工抄表所带来的错抄、估抄、漏抄等问题，提高了劳动生产率，节约了大量的抄表人工成本，带来直接的经济效益。

(2)负荷电量分析和预测电力负荷预测的准确性主要取决于基础资料、预测方法、预测手段等，这其中基础资料的正确、丰富尤其重要。而电力负荷管理终端设备的基本功能就是能实现实时数据的采集，它所采集的用户侧数据是必不可少的一手基础资料，而且及时准确.它不但能够采集用户的负荷、电量、电压、电流等各类用电数据，而且通过远方抄表功能可实现每天各用户24个(有的甚至可以达到96个)点的采集值。系统丰富的数据资源可以对不同类型用户的历史数据分别建立各自的负荷结构类型，实现对每个用户进行单独分析预测。

(3)反窃电电力负荷管理终端设备在线监视功能可以及时发现窃电行为，其基本原理就是在同一回路的不同点分别采集电量信息并上传主站，主台软件对2个不同采集点的电量值相比较，结合该用户实时数据和历史数据进行分析，如果两个点的采集误差超出正常范围时，很容易判断窃电行为发生。

(4)谐波监测利用现有的电力负荷管理终端设备将用户侧的高次谐波信息上传主站(有条件的用户还可利用该系统就地监测高次谐波)，这些有较高危害的谐波就始终处于监控之下，一旦有异常，可以及时准确知道，得到及时处理，减少可能带来的危害和损失。

(5)配变综合监测为了实现提高配网自动化，提供线路运行状况，优化配电网运行方式，提高供电质量和降低线损，减少故障巡查，通过现有的GP一zD3公用配变终端设备采集其数据，并用现有的通道上传主站进行统一分析、处理.

(6)购电控制随着电力体制的不断改革，传统的“先用电、后付钱”的电力买卖形式也将成为历史.电力负荷与电能量管理系统通过负荷管理终端预付费购电功能可实现客户“随时用电、随时付钱”的愿望。负荷管理中心将企业预购电量定值及超额电量定值下发到负荷管理终端，终端将根据客户的电量使用情况逐步扣减预置电量，并定时将剩余电量情况等信息上传至主站，主站就可方便地对客户进行电费催缴或者有选择地进行负荷控制。

4结束语

在通信技术、信息技术、自动化技术不断发展成熟的今天，充分利用现有的电力负荷管理系统通信和处理能力，将各项促进DsM进步的新功能融入到该系统中来，走系统集成的道路，以较小的经济代价来实现大系统的运作，而且从技术上真正起到促进电力营销迈向现代化。