電力負荷管理多層體系的運用

O引言

隨著電子信息產業迅速發展，供電企業為提高電力系統自動化管理水平，陸續建立一些計算機系統，如局域網的MIS系統，客戶服務技術支持系統，調度自動化系統，電力負荷管理系統，配電自動化系統，公用配變監測系統、電壓質量監測管理等等.而部分系統由于使用的技術手段不同，同一系統又由不同的廠家實現不同的計算機系統，而這些計算機系統由于使用的技術不同，它們所擁有的資源很難被其它系統利用，數據也很難共享。雖然通過所采取的數據_飛方式在一定范圍內實現了部分的數據共享和資源共享，但這些嘗試都是不系統的和標準化程度不高的，效果往往難以令人滿意。依靠各個子系統的功能完善、對外接口開發和外部數據讀取己經無法滿足發展需求，特別是對今后可能引進新的先進技術和系統，傳統模式根本無法做到與這些系統的互連互通互用，因此在各個子系統之上建立一個通用的標準化的計算機網絡平臺管理系統勢在必行。通過多層體系結構就能較好的解決上述問題。多層體系結構是一個網絡管理平臺，管理的對象是其它的計算機系統。采用的方法是標準化，使用的技術是的分布式計算技術，實現的是資源的高度共享。所謂高度資源共享就不僅是數據的共享，而包括所管理系統設備和其實現的功能的共享。同時依附這個平臺其它各個子系統通過它對外提供資源共享，而且也是其系統運行的支持環境。作為一個系統它本身將實現網絡的管理功能和其管理的資源和數據的整合和處理功能，這些功能也以同樣方式對外共享。

1分布式系統

分布式系統是形式上分散的兩個或更多的計算機都為了實現一個共同的目標而共同工作的一個軟件實體的集合.用計算機網絡通信鏈接建立的分布式系統具有更大的影響.從最開始這些系統被設計成他的軟件的組件可以在不同的機器上執行。分布式對象體系結構可以劃分為組件體系結構和遠程體系結構，跨語言，跨平臺，跨進程，跨機器，甚至跨開發商的互操作性，使其成為解決大型軟件系統方案的首選.

兩層結構和客戶/服務器通常使用抽象詞“層”來討論客戶/服務器技術。在客戶/服務器意義上講，一層代表一個具有定義好的的特定功能的平臺.第一層包含一個運行主應用程序的客戶工作站，這個客戶的支配程序除了系統要求的所有業務邏輯以外，由所有的用戶接口組成.所以客戶的應用程序負責處理許多核心的功能，所以在二層的環境中的應用程序被稱為胖客戶;第二層里，可以找到應用程序的數據。應用程序的數據通常存儲在某種數據庫里，如印A。王、閱址義瀏所等。客戶應用程序可以有許多個，當需要存儲在數據庫中的信息或數據時就向數據庫發出要求.兩層結構由于存在以下主要缺陷，非常適合規模較小的、部門型的應用程序。

管理方面:當一個二層系統發展超過某一特定點，長時間地維護可能非常困難:

二層結構對數據結構有很強的依賴性，當開發一個修改數據結構的新客戶方的應用程序，因為當前的所有應用程序直接與數據庫服務器本身對話，所以不得不修改為考慮了新的數據庫結構和格式;

數據分析處理在客戶層，存在大量的數據傳送過程，網絡阻塞程度大大提高。

三層結構三層結構是為了緩解在二層結構中遇到的一些問題，和二層結構一樣，三層結構具有一個數據層，它通常運行一個應用管理程序數據的數據庫。然而，在三層的模型中，應用程序被一分為二。客戶仍舊負責維護用戶接口，因為在三層結構中客戶只含有少量的功能，所以這些程序被稱為瘦客戶。大部分的業務邏輯和應用程序規則現在都從客戶層被分離出來并放置于一個中間層運行的服務器上，這樣在二層結構中的管理、維護和系統的升級將集中在中間層服務器上.

層結構N層的客戶/服務器指的是這樣一種體系結構，客戶與中間服務器交互，這些中間服務器又與其他中間服務器交互。換言之，N層的系統不是將結構限制在三個定義好的層，而是隨意混合匹配所需要的服務。N層結構的實現主要靠分布式對象技術，分布式對象技術是面向對象編程和客戶/服務器技術的結合。分布式對象技術的核心是位置的透明性，分布式的真正價值在于分布式計算機和面向對象的設計、分析及編程的精心結合。這意味著叨P的所有優點一復雜事物的管理，一個服務的封裝，協同工作的能力，靈活性及代碼的重要性一都能在一個系統中提供，這個系統也提供客戶/服務器的所有優點:使用簡便，資源共享，嚴格的服務封裝，靈活性等.

實現無論是二層、三層還是N層的結構，用戶接口改變將總是要求客戶重新配置，而使用妮B瀏覽器就可以解決這個問題，瀏覽器只包含絕對的零應用程序用戶接口或業務邏輯。當需要時所有的用戶接口和業務邏輯都可以從倆EB服務器上以動態的蛋m幾，衛WAAI平比TS，ActiveX控件，VBScript等形式下載。事實上，將切田作為客戶/服務器的基本結構使用解決了軟件的分布問題.在鑄田之上的存在份工應用服務，數據庫服務等，又使他B成為了客戶與數據庫服務的中間層，多層結構體系使髓B應用成為Internet最成功的解決方案。

2系統結構電力企業網絡管理平臺是運行在本企業己建成計算機網絡上，通過統一的接口標準來改造已建成的計算機系統，整合他們的資源。通過這個統一接口暴露各子系統的資源，實現各資源的共享。同時滿足橫向的和縱向的以及自身的系統和系統互連，資源共享的要求。按管理對象分別實現。實現提取數據、按照實際的流程或算法進行基本的電量統計和網損統計，抄表數據的智能分析，計劃考核等功能，并通過死B服務器發布經系統加工、處理、統計后的數據信息或輸出各類報表。同時它可以對其他子系統進行功能調用，工況監視和異常報警。各相關工作人員通過授權可通過局域網登陸舵B服務器查詢數據信息，并可打印查詢結果。下面以供電企業的電能量管理系統為例，如圖1所示:圖1供電企業的電能t管理系統

采集系統的三層實現從上圖可以看出，在這個大的系統實現中，每個子系統都要求實現對象的接口，因此各子系統本身就是一個小的三層結構。下面就以負荷管理系統為例，介紹子系統的三層結構體系。圖2負荷管理系統如上圖所示負荷管理系統中RDBs作為服務層提供數據服務:在中間層由應用服務器和WEB服務器組成，為各類客戶請求提供服務:而原有的負荷管理系統后臺程序、MIS系統、電能量管理系統等都作為客戶層.由于三層分布式體系結構提供的任何粒度上的透明使用機制，客戶層只要提出做什么，而無需關心如何做，這樣使整個系統的數據共享和資源共享得到空前的提高。

軟件結構.對于負荷管理系統來說，可根據系統設置定時將抄表數據通過接口調用抄表系統的數據服務接口將抄表數據存入數據倉庫，抄表自動化系統和其他子系統也可以通過負荷管理系統的服務接口讀取負荷管理的其他數據，這些操作當然要有統一的權限，在授權的情況下才可以進行，另外在授權的情況下，還可以通過負荷管理系統提供的服務直接通過負控終端抄表或控制終端的負荷控制操作，運用相同的原理，對于其他子系統理論的上同樣具有類似的功能這就是所說的提供功能的服務。同樣針對不同的終端規約和抄表規約，對于后臺客戶層應用來說是完全透明的，只要調用相關規約解析接口就可以完成操作，正是由于使用三層分布式結構體系，如有關規約修改和更新只要在服務端所在應用服務器完成即可，而無需大規模的現場更新程序。對于負荷管理系統使用的通信方式使用中間層通訊服務，后臺操作對于使用通訊請求無需知道通信信道的物理位置和通信方式。這種設計結構方式使信道資源能夠真正的共享出來，不僅僅滿足負荷管理系統的需求，同時也為其他系統提供信道服務;反過來負荷管理系統的客戶層應用也可以利用其他信道來進行數據采集，目前已經實現了不同信道之間的中繼路由功能。

3多信道集成負荷管理系統使用了多層體系結構，隨著現在通信技術的發展，無線、有線、光纖、Modem撥號，GPRS幾SM等通信方式的出現，要求負荷管理系統支持多信道的同時應用，該項平臺就是TeleAsk網絡通信平臺，信道物理結構對于上層應用程序來說是透明的，數據通信只要調用TeleAsk提供的信道服務即可。由TeleAsk平臺進行統一管理和調度，充分實現了信道共享和重用，大大提高了信道的利用率，并且避免了信道的重復建設。在提供信道服務的同時，TeleAsk作為一個軟件管理平臺，同時提供了權限管理、網絡安全管理、數據傳送管理、數據結構管理等服務。TeleAsk軟件管理平臺在通信功能上有以下特點:

采用先進的糾錯與檢錯技術，保證數據傳輸的正確性和可靠性;

統計通訊成功率，便于將來使用中與終端設備的規約調試和網絡通訊調試、前置機界面中應可查看各種緩沖區的數據、并可將某一時刻的數據界面打印或存為便于查看分析的文本文件:

簡單的手動發送報文，方便靈活的系統設置;

支持多線程，隊列緩沖技術;既提高了運行效率，又增加了模塊的穩健性;

具有基于信道的主備功能，握手協議，提高系統的可靠性:

信道各份，通訊成功率高達98%以上。

由中間服務完成網絡和各種信道通信規約轉換，對上層的應用系統是透明的。示意下圖:多通道通訊示意圖對于上層應用軟件，不需要處理各種信道的差異，例如有線電話需撥號連接，GsM短信單條信息長度有限制，無線通訊需要有RTs電臺建立時間。烏魯木齊電業局負荷管理系統現在采用的就是先進的多層體系結構系統，同時支持多種信道的負荷管理設備，此系統為推動DsM邁向現代高效提供了強大的技術支持.它做為實現DsM現代化的重要技術手段，無論對電力企業本身，還是對整個社會而言，都具有明顯的經濟效益和社會效益，其實現的各種功能:

遠方自動抄表實現客戶的遠方自動抄表，解決了人工抄表所帶來的錯抄、估抄、漏抄等問題，提高了勞動生產率，節約了大量的抄表人工成本，帶來直接的經濟效益。

負荷電量分析和預測電力負荷預測的準確性主要取決于基礎資料、預測方法、預測手段等，這其中基礎資料的正確、豐富尤其重要。而電力負荷管理終端設備的基本功能就是能實現實時數據的采集，它所采集的用戶側數據是必不可少的一手基礎資料，而且及時準確.它不但能夠采集用戶的負荷、電量、電壓、電流等各類用電數據，而且通過遠方抄表功能可實現每天各用戶24個點的采集值。系統豐富的數據資源可以對不同類型用戶的歷史數據分別建立各自的負荷結構類型，實現對每個用戶進行單獨分析預測。

反竊電電力負荷管理終端設備在線監視功能可以及時發現竊電行為，其基本原理就是在同一回路的不同點分別采集電量信息并上傳主站，主臺軟件對2個不同采集點的電量值相比較，結合該用戶實時數據和歷史數據進行分析，如果兩個點的采集誤差超出正常范圍時，很容易判斷竊電行為發生。

諧波監測利用現有的電力負荷管理終端設備將用戶側的高次諧波信息上傳主站，這些有較高危害的諧波就始終處于監控之下，一旦有異常，可以及時準確知道，得到及時處理，減少可能帶來的危害和損失。

配變綜合監測為了實現提高配網自動化，提供線路運行狀況，優化配電網運行方式，提高供電質量和降低線損，減少故障巡查，通過現有的GP一zD3公用配變終端設備采集其數據，并用現有的通道上傳主站進行統一分析、處理.

購電控制隨著電力體制的不斷改革，傳統的“先用電、后付錢”的電力買賣形式也將成為歷史.電力負荷與電能量管理系統通過負荷管理終端預付費購電功能可實現客戶“隨時用電、隨時付錢”的愿望。負荷管理