基于PDA的实时在线配电抢修及巡线管理系统在新乡配网中的应用分析

2012-02-21侯博文

装备制造技术 2012年11期

侯博文

（河南省电力公司新乡供电公司，河南新乡 453000）

随着中国经济的高速发展，电力已经深入到经济发展的方方面面，成为不可或缺的一种资源，一旦在社会生产中出现停电事故，便会造成巨大的经济损失，在这种情况下，保证配电网的安全运行就显得格外重要。即便如此，在配电过程中，由于种种原因，也难免会出现一些异常情况，这就需要配电抢修能够做到快速高效，才能将损失减少到最低。为了防患于未然，配电网的日常巡线工作也是非常重要的。

供电公司日常的一个重要工作就是配电工作，而配电抢修和巡线管理工作又是配电工作中最重要的工作内容，该工作大部分是在户外进行的，在工作的同时需要携带大量的纸质图纸以供户外查询。随着城市建设的快速发展，配电网络日益庞大复杂，仅仅依靠纸质图纸来进行配电工作的弊病已经日显突出，如工作效率低、户外精确定位困难、后续工作处理耗时耗力等。在目前这种情况下，我们经过大量的考察和分析，一致认为基于PDA的实时在线配电抢修及巡线管理系统能够很好的解决以上问题，从而大大提高配电抢修和巡线管理的工作效率，继而节省配电工作的人力、物力、财力。

1 公司配电工作现状简介

新乡供电公司配电服务中心主要承担新乡市区10 kV配电线路、配电设备及低压接户线的运行、维护、检修工作。

客户服务中心主要负责专用客户业务报装、勘察等管理工作。

新乡供电公司集团公司各部门主要负责配电工程施工与大的抢修工作。

1.1 配电工作与变电运行专业和变电检修专业比较

（1）工作现场分散不集中，且都为室外作业。

（2）工作地点不确定，对抢修人员的道路熟悉程度要求高。

（3）接线方式复杂无标准接线模版，倒闸操作多运行方式变换频繁。

（4）每一项现场工作各有特点，典型作业少，重复性工作少。

（5）与客户接触频繁，直接关乎优质服务的承诺执行情况。

1.2 现阶段工作模式存在的不足

（1）配电专业的资料管理，仍是将资料存放在班组（中心）资料柜内或台式电脑中，给现场作业人员的及时调阅资料带来极大的不便。

（2）与95598、调度、中心、用户联系仍是电话，获取的信息再以纸笔方式记录。此工作模式在度夏等工作高峰期，容易造成记录的漏记或错记。

（3）为方便现场作业，抢修人员经常随车携带一本10 kV单线负荷图（一季度更新一次）或普通的记事本。但纸质资料易损坏、丢失，并且线路接线方式、设备的变更不能得到及时更新。

（4）当故障报修时，现场情况完全依赖95598接线员的电话口述或传呼短信息。

（5）在事故处理时，设备情况及运行方式完全依赖调度员的电话令。

（6）现场工作的开展完全依赖于作业人员的工作经验和责任心。

（7）工作票办理程序落后、繁琐。

2 与配电自动化的集成

基于PDA的实时在线配电抢修及巡线管理系统要解决的问题是电力故障、监控调度中心和抢修资源之间的有效配置问题。

2.1 与其它系统之间的信息共享

（1）系统信息的集成

基于PDA的实时在线配电抢修及巡线管理系统作为配电生产工作管理的一部分，和配电自动化系统、GIS系统、客户服务中心等系统有十分紧密的联系，许多基础数据可以直接取自相关的系统，从而实现资源共享、减少投资的目的。

基于PDA的实时在线配电抢修及巡线管理系统和其它系统之间的关系，如图1所示。

图1 新乡基于PDA的实时在线配电抢修及巡线管理系统与其它系统的数据共享

配网故障信息获取：信息源包括客户服务系统以及配电自动化系统，电力在抢修实时调度系统与之互连，这样调度员就能根据它们提供的信息准确获取故障信息、判断故障点并尽快做出抢修决策。

（2）故障的定位

其一，是根据客户服务系统提供的信息人工进行定位；

其二，是利用配电自动化系统的实时监测与报警功能及时获取故障信息。

（3）制定抢修决策

利用地理数据，以及从配电自动化系统传过来的电网结构数据、拓扑数据、实时数据，可以在电力抢修实时调度系统将可能出现故障的设备在屏幕上，以高亮度显示出来，将受影响的区域也以高亮度显示出来，并统计失电用户总数。可以从系统中调出与事发现场电路设备一一对应的接线分布图，查到各种设备的属性数据和所处位置以及开关的开合状态，并由此初步确定事故原因及事故处理决策。

（4）抢修车辆实时定位

在抢修决策制定后，控制中心通信服务器以Polling方式立即向所有装有GPSPDA的抢修车辆发出定位请求，PDA得到请求后，立即将当前抢修车辆的GPS位置和状态由GPRS网络发回监控中心。

（5）最优抢修车选择

系统根据电力故障特点、抢修车配置及二者的距离远近在全区进行最优抢修车辆搜索。选择的原则是路线最短、车辆处于空闲状态及备品备件满足。然后通过GIS数据库的网络分析得到最佳抢修车行车路径。

（6）抢修进度追踪

调度中心实时发派抢修工单并利用大屏幕电子地图对抢修车辆进行监控调度和指挥。对发生异常和故障的车辆实施增援救助和抢修。通过对抢修现场信息的综合分析,智能化的制定现场抢修决策，完成抢修任务，抢修任务完成后抢修工单被传回控制中心进行工单归档。

2.2 与配电自动化系统的集成

新乡供电局已经建设有配电自动化系统，因此，基于PDA的实时在线配电抢修及巡线管理系统必须充分利用现有的配电GIS、配电自动化的资源，与配电自动化有效集成，实现基于PDA的实时在线配电抢修及巡线管理系统功能。

图2 新乡配电自动化系统与基于PDA的实时在线配电抢修及巡线管理系统的集成

结合新乡供电局配电自动化系统的结构，设计如下与配电自动化集成在一起的基于PDA的实时在线配电抢修及巡线管理系统。

3 系统结构

3.1 硬件结构

系统主体结构主要包括抢修车辆（带PDA）、前置通信服务器、监控中心等部分。系统硬件结构，如图3所示。

图3 系统硬件结构

其中，

（1）DAS网络：指配电自动化系统的网络，电力抢修实时调度系统从DAS网络获取的实时数据。

（2）MIS网络：指电业局的MIS系统网络，在电力抢修实时调度系统可以向MIS网络发布车辆的实时状况。

（3）GIS数据服务：提供GIS数据和电力设备的属性数据。

（4）应用服务器：存放车辆调度系统数据存储及调度应用服务。

3.2 软件结构

系统软件结构，如图4所示，

图4 系统软件结构

说明：

抢修车辆的PDA获取GPS数据后，通过GPRS网络传输给前置机服务器，车辆调度系统访问前置机服务器获取车辆GPS数据并在GIS图上显示车辆当前的位置；车辆调度系统通过短信或者电话的方式通知抢修车辆执行抢修任务，抢修车辆在抢修的过程中，通过PDA的IE浏览器查看缺陷设备情况，处理完毕后，填写处理情况和缺陷单并提交到车辆抢修中心。

4 系统功能介绍

系统功能模块主要包括PDA、前置通讯、应用服务、监控工作站等几大模块。系统利用分布于实时地理信息上的设备详细情况、实时运行状态和设备间的动态拓扑关系来实现对配电网设备的静态管理、动态管理、运行维护等，并为配电生产管理提供基础信息。下面以系统的管理功能、PDA功能、前置通讯功能为例，来阐述系统的功能。

4.1 管理功能

（1）抢修管理

PDA用户通过IE登陆到配电抢修及巡线管理系统主界面并常时在线，当配电抢修中心接到抢修任务时，迅速制订抢修策略并下发抢修单，然后通过服务器发布到各个PDA用户，PDA用户就可以及时看到属于自己的抢修任务，然后迅速赶往抢修地点，抢修完毕后，通过PDA及时填写抢修情况并提交到后台服务器，监控中心就能及时的了解现场的抢修情况，以便做出进一步的处理，从而大大提高了工作效率。

抢修管理流程如图5所示。

图5 配电抢修流程

（2）巡线及缺陷管理

首先，配电巡线管理中心人员通过配电巡线管理系统制订巡线任务，并分配给不同的PDA巡线工作人员；然后，PDA用户通过IE登陆到配电抢修及巡线管理系统主界面并常时在线，然后登陆到巡线管理子系统，打开巡线管理任务列表并找到自己的巡线任务，之后根据巡线任务的内容进行巡线，巡线完毕，填写巡线任务单并提交到后台服务器。巡线及缺陷管理流程如图6所示。

图6 巡线及缺陷管理流程

4.2 PDA功能

PDA主要由GPS接收模块、GPRS模块、WINDOWS MOBILE操作系统及灵图导航软件组成。能与监控中心进行信息与语音的双向传输。

当监控中心下达定位信息召唤命令时，启动GPS接收模块接收卫星信号，并将GPS数据通过GPRS模块发送给前置机服务器。

GPRS模块用于接收监控中心命令，并将车辆GPS数据上传至监控中心。当GPRS模块登陆上GPRS网络后，其自动连接到前置机服务器，并保持和维护链路的连接，随时监测链路的连接情况，一旦发生异常则自动重新建立链路。

WINDOWS MOBILE操作系统支持GPS数据获取程序的运行，GPRS通讯程序的运行以及灵图导航软件的运行。灵图导航软件可以根据用户指定的地点，实时导航车辆的运行。

4.3 前置通讯功能

前置机通讯服务器作为各个PDA数据的接收端和提供端，需要在当地电信公司申请一个固定的网络地址，PDA通过GPRS向这个固定的网络地址发送数据。

前置机通讯服务器作为Socket服务器，PDA作为Socket客户端，Socket服务端平时以给定的端口号处于等待连接的状态。Socket客户端根据服务端提供的端口号和服务端的网络IP地址主动连接服务器。当连接成功后，PDA通过GPRS网络向前置机通讯服务器发送数据，前置机通讯服务器根据PDA提供的通讯协议对数据进行分析，然后保存到内存中供车辆监控系统使用。前置机通讯服务器接收车辆监控系统对PDA下发的数据，然后根据PDA提供的通讯协议把数据打包并通过GPRS网络发送给PDA。

前置机通讯服务器也作为监控系统的车辆实时数据服务器，前置机通讯服务器作为Socket服务器，车辆监控系统作为Socket客户端，通过局域网连接。Socket服务端平时以给定的端口号处于等待连接的状态，Socket客户端根据服务端提供的端口号和服务端的主机IP地址主动连接服务器，当连接成功后，Socket客户端就会按照一定的格式向服务端发送数据请求或数据，服务端根据客户端发送的数据请求给客户端发送相应的数据或者接收并转发客户端发送过来的数据。

前置机通讯服务器还把对PDA的设定数据（如跟踪设定数据等）保存到数据库和内存中，数据库中保存的设定数据供前置机通讯程序初始化读取用，内存中保存的设定数据供其他的监控系统工作站同步显示用；前置机通讯服务器还把从PDA接收的报警数据和车辆GPS信息数据及时地保存到数据服务器的数据库中，作为历史数据查询用。

在前置机通讯服务程序采用多线程编程技术，根据监控工作站的数据请求，给各个监控工作站发送数据，Socket连接的建立和断开都由Socket客户端决定，前置机通讯服务程序只需响应客户端的数据请求即可。

前置机服务器还作为抢修和巡线管理系统的WEB服务器，PDA通过IE浏览器进入抢修和巡线管理系统，从而进行抢修情况的实时填写。