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    國內(nèi)的電能量計量系統(tǒng)經(jīng)過近20 年的發(fā)展，已進入穩(wěn)定成長階段，網(wǎng)省級電網(wǎng)及主要城市的供電網(wǎng)均已配備電能量計量系統(tǒng)。并有向區(qū)、縣供電網(wǎng)發(fā)展的趨勢，占據(jù)了中國電力系統(tǒng)自動化市場總份額的15%[1]，并逐年穩(wěn)步增長。

    電能量計量功能已成為繼SCADA、AGC 功能之后電網(wǎng)調度自動化的又一個基本功能，并在電能作為商品走向市場的進程中發(fā)揮著重要的作用。隨著電力行業(yè)體制改革不斷深化，電網(wǎng)的運營和管理正逐步向市場開放，為了實現(xiàn)公平、公正、公開的電力交易原則，電能量計量系統(tǒng)的重要性比以往任何時候都更加突出，為此，科研設計，制造廠商和各級電力公司均投入了大量的人力財力開展這方面的開發(fā)研究和工程實施工作。電能量計量系統(tǒng)主要實現(xiàn)電廠上網(wǎng)、下網(wǎng)和聯(lián)絡線關口點電能量的計量，分時段存儲、采集和處理，為結算和分析提供基本數(shù)據(jù)。若為計量計費系統(tǒng)，則還包括對各種費率模型的支持和結算軟件。

    1 面臨的問題

    封閉性。國內(nèi)還沒有一套成熟標準去規(guī)范各廠家的產(chǎn)品，難以實現(xiàn)不同廠家產(chǎn)品的互連互換。大量的電能量數(shù)據(jù)大多僅保存在計算機上，利用率不高，沒有統(tǒng)一的標準實現(xiàn)與其它自動化系統(tǒng)的互聯(lián)，難以做到系統(tǒng)的綜合利用。

    數(shù)據(jù)的處理能力。傳統(tǒng)的電能量系統(tǒng)是按照非實時數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的模式設計，但隨著電力市場營運發(fā)展的需要，特別是大電網(wǎng)—級的電力市場對數(shù)據(jù)采集的實時性提出了越來越高的需求。

    2 設計目標

    近幾年來，國內(nèi)和國外出現(xiàn)了許多新標準和新技術，并已在電力自動化其他領域研究和應用，電能量作為電力自動化領域的重要組成部分，有必要引進、吸收從而設計適合電能量領域的新一代系統(tǒng)。

    跨平臺設計。這里所說的“跨平臺”主要是實現(xiàn)兩個目標：代碼級的移植不需要或很少對代碼進行修改就能從一種平臺移植到另一種平臺；其次混合系統(tǒng)聯(lián)機運行時能夠實現(xiàn)異構平臺之間的數(shù)據(jù)交換。

    遵循IEC 61970/61968 CIM標準[4][5]。IEC 61970 CIM/CIS是近幾年IEC起草和討論的標準，國內(nèi)電力自動化廠家和研究機構進行了積極研究和互操作試驗，為系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)交換提供了技術規(guī)范。

    圖模庫一體化設計。該項功能在電力調度自動化系統(tǒng)已經(jīng)開發(fā)成功并成功應用，降低了建立電網(wǎng)拓撲模型的復雜度，提高手工建模的準確性。隨著電能量系統(tǒng)的廣泛應用，用戶在檔案錄入和理論線損方面也提出了較高的要求，有必要開發(fā)和應用這項功能。

    該項功能的開發(fā)有助以后為用戶提供許多派生功能：線路拓撲著色、終端數(shù)據(jù)與線路狀態(tài)一致判斷、自動旁路替代、理論線損計算等；同時為用戶提供了另外一種參數(shù)和檔案錄入的方式，便于圖形化的數(shù)據(jù)統(tǒng)計和查詢。

    與配網(wǎng)自動化系統(tǒng)一體化的設計。前幾年配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的興起和試點，為許多用戶提供了電能量與配網(wǎng)進行一體化設計的想象空間，在許多地方已經(jīng)呈現(xiàn)出臺區(qū)監(jiān)測、計量和就地無功補償一體化的實現(xiàn)方式，因此不排除有未來與配網(wǎng)自動化系統(tǒng)一體化設計的需求。

    分層分布式設計。采用結構分層、功能分布的系統(tǒng)構架，實現(xiàn)模塊化的軟件設計和基于軟總線的“瘦客戶”C/S數(shù)據(jù)訪問方式，提高系統(tǒng)開發(fā)的簡易性和資源充分的共享性。

    安全性。滿足《電網(wǎng)和電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)及調度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡安全防護規(guī)定》中規(guī)定關于電能量系統(tǒng)與其他相關系統(tǒng)安全互聯(lián)的要求[2]，快速的實現(xiàn)數(shù)據(jù)訪問和發(fā)布。

    3 系統(tǒng)組成

    該系統(tǒng)由六個子系統(tǒng)組成：前置機子系統(tǒng)、平臺子系統(tǒng)、圖形子系統(tǒng)、WEB和報表子系統(tǒng)、業(yè)務處理子系統(tǒng)、高級應用子系統(tǒng)。各部分子系統(tǒng)各施其職、相互配合，并能根據(jù)用戶的需求靈活地進行組態(tài)，滿足各類的投資需求。

    前置機子系統(tǒng)兼容多種通訊方式（PSTN、SMS、CDMA、GPRS、專線MODEM、串口、并口、快速以太網(wǎng)），以規(guī)約庫的方式動態(tài)加載不同規(guī)約對象與終端進行通訊，將終端或表計電量數(shù)據(jù)采集到主站系統(tǒng)。

    平臺子系統(tǒng)包括網(wǎng)絡部分、商用數(shù)據(jù)庫部分、實時數(shù)據(jù)庫部分、數(shù)據(jù)庫部分。網(wǎng)絡部分主要實現(xiàn)雙網(wǎng)雙機、判優(yōu)切換、進程管理、數(shù)據(jù)傳輸軟總線、對時、網(wǎng)絡負載平衡、節(jié)點資源的監(jiān)視，并為上層應用提供可靠、高速的傳輸。商用數(shù)據(jù)庫部分主要實現(xiàn)異種數(shù)據(jù)庫的統(tǒng)一接口，確保多數(shù)據(jù)庫存儲的快速性和可靠性。實時數(shù)據(jù)庫主要完成部分基于事務的內(nèi)存數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)快速安全的數(shù)據(jù)檢索和查詢，支持多種數(shù)據(jù)訪問方式，提供周期掃描、事件觸發(fā)等多種數(shù)據(jù)運算的方式，為業(yè)務處理提供開放的應用環(huán)境。

    圖形子系統(tǒng)提供易開發(fā)、易維護的跨平臺（X Window/MS Windows）圖形環(huán)境，完成如下主要功能：實現(xiàn)開放的圖元定義和繪制模式?；贗EC61970/61968 CIM規(guī)范定義各種對象。支持以XML為載體的CIM模型的導入和導出。實現(xiàn)圖模庫一體化設計，為未來的高級應用（拓撲分析、潮流計算、線損計算、負荷預報）提供基礎框架。支持圖形系統(tǒng)的WEB發(fā)布和數(shù)據(jù)顯示。

    WEB和報表子系統(tǒng)。具備EXCEL的報表管理功能，為用戶提供方便的報表制作、查詢、定時和召喚打印，具備WEB發(fā)布能力，顯示一次接線圖、聯(lián)絡圖、潮流圖、工況圖、曲線、餅圖、棒圖、報警信息、歷史斷面、報表數(shù)據(jù)查詢等。

    業(yè)務處理子系統(tǒng)。根據(jù)不同的應用提供不同的數(shù)據(jù)處理服務，如報警處理、安全權限控制、數(shù)據(jù)統(tǒng)計、命令時效處理、完整性校驗、采集任務的生成等?？傊瑸閳D形和其他應用子系統(tǒng)提供中間接口。

    高級應用子系統(tǒng)。電能量系統(tǒng)的高級應用主要包括理論線損計算、統(tǒng)計線損計算和負荷預報模塊[3]。基于拓撲的線損計算可分為準時線損計算和離線線損計算，為用戶當前的運行方式提供決策依據(jù)。

    4 結束語

    本文根據(jù)未來電力市場的發(fā)展和電力企業(yè)體制改革的要求，設計了新一代滿足電能量需求的開放式平臺，并對平臺系統(tǒng)所備的主要特征、基本結構和所采取的技術手段進行了描述?？梢灶A見，該系統(tǒng)平臺的開發(fā)，對推動電能量系統(tǒng)的進一步應用具有非常重要的意義。

參考文獻：
[1] 曾辛.電能計量計費在中國省和地區(qū)的發(fā)展與應用.環(huán)球表計，2005：1.
[2] 中華人民共和國國家經(jīng)濟貿(mào)易委員會第30號令.電網(wǎng)和電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)及調度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡安全防護規(guī)定,2002,(5).
[3] 寧文元，李運平.華北電網(wǎng)電力市場技術支持系統(tǒng)建設構想. 中國科協(xié).2004年學術年會電力分會場暨中國電機工程學會2004年學術年會論文集:653-654.
[4] Draft IEC 61970: Energy Management System Application Program Interface(EMS-API) Part 301: Common Information Model (CIM) Base,2003.
[5] IEC 61968:System Interfaces For Distribution Management –Part 1: Interface Architecture and General Requirements.