刘杰荣 孔祥轩 陈黎丽 张天博 曲金海

【摘 要】为解决当前配网改造工作缺乏支撑平台的问题，结合配网设备改造工作的实际特点，通过应用流程标准化技术和工作流技术，设计并系统构建了基于统一数据流管理机制的中低压配电网分析辅助系统，包括配电网信息管理、现状分析及增容改造三个子模块。实际应用表明，该系统能有效提高中低压配电网设备现状分析和设备改造分析的业务能力，增强配网生产台账数据维护的实用性。

【关键词】配网分析辅助系统；数据流；统一数据管理；协同工作；设备改造

1.引言

配电系统是城市现代化建设的重要基础设施，具有投资大、设备多、结构复杂、对用户供电可靠性影响大等特点。同发电和输电系统相比，我国的配电系统基础还比较薄弱；同发达国家配电系统相比，我国配电系统还存在损耗高、供电质量差、供电可靠性低等显著问题。由于配电系统规模庞大、设备众多，对于我国一个中等规模的城市来说，其配电线路往往达到数百上千条之多，而相关配电设备更是数以万计，采用手工方式很难对设备改造项目的具体设备问题给予跟踪。

近年来，随着电力企业信息化建设的不断深入，各类配电生产信息系统逐步投入运行，这在一定程度上促进了配网运行管理水平的提升，同时也积累了一定量的实际数据。由于缺乏对配网设备的现状情况进行分析的支撑工具，配网基层生产人员和各级管理人员一般很难了解到电网所存在的设备问题数量及所占比例，难以对设备改造项目给出切实有效的审核意见。

为此，本文结合配网设备改造工作的实际特点，首先对各供电分区（A、B、C、D、E、F类）的技术规范进行细化，为区（县）公司与供电所的设备现状分析工作提供明确的技术数据判断标准；然后研发基于统一数据流管理机制的中低压配电网分析辅助系统，基于工作流技术，将配电网设备分析流程固化到信息系统中，使配电网现状分析和配网改造工作能够规范化、制度化和网络化，提升配电网改造建设集约化、一体化管理能力。

2.业务背景

2.1中低压配电网分析工作范围

中低压配电网分析工作按照统一准则、分级管理的原则，建立由供电所-区（县）供电局-地市供电局三级“至下而上”的标准化工作业务流程，明确各级单位、部门相关人员工作职责，明确业务环节走向，规范基础数据填报规则。将现有配电网各方面数据进行清洗和完善，实现对配网现状设备分析，并生成设备问题明细，为申报设备改造项目提供数据支撑，与此同时跟踪和汇总各类设备存在的具体问题解决情况。

2.2配电网分析工作与其他业务部门之间的数据联系

配电网分析工作涉及的业务部门包括上下级生技部、同级计划发展部、基建部、检修部以及生产运行部门和调度管理部门等等，各部门间的业务数据联系如图1所示。

2.2.1上下级生技部门之间的联系

（1）供电所

①供电所的数据分析工程师首先导入配网生产设备信息、馈线和配变的负荷信息。

②基于导入的配网生产设备信息，加工生成各类设备安全隐患，同时完成其他相关信息的维护工作。

③完成配网分析统计及配变增容改造相关工作。

（2）区（县）供电局

①区（县）供电局配网分析工程师完成所属下级单位配网分析成果及相关数据的校核。

②相关工作成果上报地市供电局。

（3）地市供电局

地市供电局配网分析管理人员完成配网设备分析，形成设备问题明细，并将相关成果发给省公司生技部。

2.2.2 与计划发展部之间的联系

（1）向同级计划发展部提供设备现状问题明细。

（2）计划发展部提供能解决设备现状问题的相关电网规划项目的项目编码。

2.2.3 与营销计量之间的联系

（1）获取配变负荷和馈线负荷数据

2.2.4 与基建部之间的联系

（1） 将计划发展部不能解决的设备问题明细提供给基建部。

（2） 基建部提供能解决设备现状问题的相关基建项目的项目编码。

2.2.5 配网分析数据内部流转流程

本文研发的配电网分析辅助系统的核心业务主要包括信息管理、现状分析和改造分析，相关业务数据流程如图2所示。

图2 配网分析任务管理工作流程图

基于上述业务数据流实现的系统功能包括：

（1）信息管理

信息管理包括对所获取的用于配网设备分析的基础数据、中间结果数据和现状设备规模数据的管理，如对于来自配网生产系统的各类设备数据、配变和线路的电压等级信息、设备安全隐患及其他信息等的维护管理。

（2）现状分析

①根据拓扑关系对当前配电网各类设备以馈线（变电站）为单位汇总其规模，如架空线路长度、电缆线路长度、公变台数及容量、专变台数及容量等信息。

②对配电网各类设备现状所存在的问题进行分析，并以报表的形式形成设备问题明细，为设备项目改造的生成提供数据支撑。

（3）改造分析

相关业务部门根据设备问题明细创建能够解决相应问题的项目信息（项目编码）。系统按照项目类型（基建、技改、修理）和改造年份两个维度汇总项目能够解决设备问题数量及占比，方便管理人员总体把握掌握项目的实施成效情况。

3.总体框架

采用基于.NET平台的C/S架构，客户端具体包括界面规则层、业务逻辑层、数据储存层，服务端端主要提供数据库服务（数据存储采用oracle数据库）。分别运行在客户端计算机、数据库服务器二个硬件物理组成部分上，如图3所示。

图3 系统总体框架

系统设计采用组件化的分层结构设计思想，设计的组件具有预制性、封装性、透明性、互操作性、通用性等特征，便于快速地组装完成不同的业务功能。系统支持基于软件和硬件代理的应用集群，保证在应用集群下所有应用节点保持应用的一致性。

根据信息系统安全性的要求，系统功能设计为基于网络版的客户端方式，系统访问和功能全程使用进行软加密控制。

4.系统功能

本文开发的中低压配电网分析辅助系统，主要用于支撑配电网现状设备问题的分析及设备改造情况的跟踪，具体模块包含：信息管理、现状分析和改造分析。

以下简要介绍各模块的主体功能。

4.1信息管理

为支撑配电网现状分析与改造工作，信息管理模块主要实现现有配电网各方面数据（如生产系统等）的接口、数据清洗和数据完善功能。

信息管理模块首先获取现有的配网生产管理信息系统（MIS）中的主要设备信息，如架空线路、电缆线路、配电变压器、电容器以及各类开关设备的信息等。考虑到配电网现状分析与改造业务工作的需要，信息管理模块还提供对这些设备的属性完善编辑功能，如针对“断路器柜”设备提供添加“是否为不能操作且无法进行维修的短路器柜”（默认为“否”）、“需更换柜内电压互感器数量”（默认为“0”）等相关信息的功能，以解决配网生产管理信息系统中缺乏描述设备现状性能问题的相关信息这一问题，提高数据的实用性。

此外，信息管理模块还从数据采集与监视控制系统（SCADA/EMS）获取10kV馈线和配变负荷数据，同时获取具有10kV出线的变电站主变信息。

4.2 现状分析

现状分析模块以信息管理模块中获取得到的各类设备数据为基础，通过设置分析条件（如馈线和配变重/过载、馈线和台区电压不合格、各类设备运行年限过长设置），辅助完成对配电网现状各方面可能存在问题的分析诊断。以设备问题明细报表的形试给出，为申报设备改造项目提供数据支撑。

4.3 改造分析

改造分析模块以设备改造项目信息和增容改造项目明细为基础，跟踪项目解决设备问题的情况。该模块提供按项目类型（基建、技改、修理）和改造年份两个维度，以馈线（变电站）为单位统计和汇总所有项目总体上能够解决的设备问题数量及占比。

5.系统在佛山市南海供电局的实际应用

目前中低压配电网分析系统已在佛山市南海供电局及下属部分供电所上线试点运行，开展中低压配网改造分析工作。

系统试点运行半年以来，已辅助完成该局5个批次的配网问题梳理和配网改造项目上报工作，大大提升了配网分析工作的工作效率，同时也在一定程度上解决了配网设备问题上报不全面、不准确、不规范、不统一等问题，提高了相关工作的效率。

6.结论

为解决当前配网改造工作缺乏支撑平台的问题，结合配网设备改造的实际工作特点，基于工作流技术，本文设计并系统构建了基于数据流管理业务流转的中低压配网分析系统。该系统通过网络数据库计算机技术，实现了业务数据的有效闭环流转，形成了一个综合实用的配网分析支撑平台。依托该系统良好数据维护机制，结合计算机快速计算、大容量存储的优势，该系统可以为配电网的设备分析和设备改造工作提供了有效支撑工具，提高信息共享效率和配电网分析管理工作的科学性。在广东佛山南海供电局的应用表明，该系统能够提高配电网现状分析和设备改造分析工作的规范化和工作效率。

参考文献：

[1] 杨泓，李刚，韩建军，等.城市配电网规划及存在问题分析 [J] 内蒙古电力技术，2009，27（5）：1-5.

[2] 杨超杰.对城市配电网管理现状探讨[J] 广东科技，2008.08，194：98-100.

[3] 杜旭，葛少云，李小宇，等.应用一体化工作流的电网规划管理信息系统 [J] 电力系统及其自动化学报，2013，25（1）：120-123.

[4] 杜旭，刘正超，罗凤章，等.广东电网一体化规划信息系统研究与应用 [J] 电力系统及其自动化学报，2011，23（5）：151-156.