本发明涉及输电线路分析评价技术领域，特别涉及了一种输电线路设备状态量智能分析平台。
背景技术：
目前，电力系统的控制管理越来越趋向于自动控制，而且自动管控方法已经被应用到了诸如变电站、公变台区等适用于无人值守的场合，同时，随着移动网络技术及相关计算机软件技术的迅速发展，移动终端包括智能手机和智能移动设备也越来越普及，极大的方便了信息的实时录入和管理查询。输电线路作为电力运营的血管和生命线，其运行管理往往涉及到大量的复杂信息，无论是故障状态检修、还是例行日常维护，均需要对线路的各种信息进行综合分析后，做出统一的布置，这样就不利于提高线路的运行管理效率，也在一定程度上加大了工作人员的劳动强度。
申请号为201510069410.6的发明属于电力系统调度自动化领域,尤其涉及一种电力输电网络运行经济性分析评价方法。本发明建立输电网络运行经济性分析评价的数据平台，对电网基础数据进行辨识与修正；实时检测电网运行状态，从多角度分析各因素对全网损耗的影响量化指标；建立电网运行经济性评价体系，对电网当前运行经济性状况进行诊断分析，辅助运行人员找到电网薄弱环节，有针对性地制定降损策略。本发明方法通过研究影响输电网络损耗的因素，自动计算给出影响网损的各因素的量化指标，建立电网运行经济性评价指标，可以直观地对电网当前运行状态进行评估，同时辅助制定降损措施，从很大程度上提高了网损管理的水平，开创了一种电网损耗管理与分析的新模式。
技术实现要素：
本发明主要解决的技术问题是提供一种输电线路设备状态量智能分析平台，将多种类型信息进行整合，并形成公共评价平台，具有功能多样，使用方便，易于推广的特点，为建设智能化输电线路提供保障。
为解决以上技术问题，本发明采取的技术方案如下：一种输电线路设备状态量智能分析平台，所述智能分析平台包括客户端平台、服务器端平台以及连接两者的应用服务器；所述客户端平台分为基层班组终端、基层工区终端和公司管理终端三级结构，各级终端之间采用无线通信模块进行信息互联；所述服务器端平台包括数据库服务器和动态信息采集模块。
所述应用服务器依托数据网络层建立，包括多个功能模块，所述功能模块一方面运行于所述服务器端平台，另一方面对客户端平台的客户请求提供响应。
所述数据网络层包括地理信息GIS网络、营销MIS网络和外部接口数据网络。
所述基层班组终端包括能够安装应用程序且具有网络数据通讯功能的移动终端设备。
所述基层工区终端设置于工区电力调度室，所述服务器端平台与所述公司管理终端均设置于供电公司总中控室。
所述数据库服务器包括数据处理器和数据存储器，所述数据处理器和所述数据存储器之间设置数据适配器，所述数据存储器提供数据信息供所述智能分析平台使用，所述数据信息包括静态数据信息和动态数据信息。
所述静态数据信息包括定时更新的线路档案管理数据、检修用图纸资料信息数据、线路地理信息数据和线路相关技术资料信息数据。
所述动态数据信息包括运行状态动态信息和管理指令动态信息，由所述动态信息采集模块采集，所述动态信息采集模包括电量采集单元、数据集中器和无线电收发电台，所述电量采集单元连接线路电能表。
本发明的智能分析平台主要分为三部分，作为实体组成部分，客户端平台直接面向一线使用者，服务器端平台用于数据汇聚存储与数据计算分析；作为对前两部分的功能支撑，应用服务器连接于两者之间，主要用于一线使用者对数据的具体操作应用；其中，客户端平台分为基层班组终端、基层工区终端和公司管理终端三级结构，各级终端之间采用无线通信模块进行信息互联，基层班组主要配置能够安装应用程序且具有网络数据通讯功能的移动终端设备，工区终端与公司终端主要依靠客户PC终端实现操作。
服务器端平台包括数据库服务器和动态信息采集模块，数据库服务器包括数据处理器和数据存储器，两者之间连接数据适配器，数据存储器提供数据信息供智能分析平台使用，数据信息包括静态数据信息和动态数据信息，其中，静态数据信息包括定时更新的线路档案管理数据、检修用图纸资料信息数据、线路地理信息数据和线路相关技术资料信息数据，动态数据信息包括运行状态动态信息和管理指令动态信息，由动态信息采集模块采集，动态信息采集模包括电量采集单元、数据集中器和无线电收发电台，电量采集单元连接线路电能表，这样就有效的将线路整合信息数据进行有序分类及储存，做到数据库服务器的有效储存与实时更新，便于数据处理器依据应用服务器的指令与功能交换，对数据进行调用、对比与实时分析，从而对线路及其设备状态量信息进行评价。
应用服务器依托数据网络层建立，包括多个功能模块，功能模块一方面运行于所述服务器端平台，另一方面对客户端平台的客户请求提供响应；功能模块包括用户登录模块、信息查询模块、信息对比模块、状态分析模块，各个模块均根据不同权限设置信息的创建、保存、修改、删除和查询服务；数据网络层包括地理信息GIS网络、营销MIS网络和外部接口数据网络，外部接口数据网络主要用于连接电网相关服务系统或用户网络，包括配电网自动化系统、配电网线损系统、配电网条图系统以及95598用户服务系统，这主要是为了一方面对服务器端平台存储的输电线路本体数据提供参考对照，另一方面将外部网络或系统的运行信息作为动态数据信息进行采集与存储，以便于客户端调取查询；其中比较重要的为用户登录模块，这是为保证电力信息安全而设置的权限模块，包括客户端的登录界面以及服务器端平台的管理员角色设置模块、管理员权限设置模块，其功能包括用户注册，创建用户记录，判断用户角色，为用户展示不同登录界面；在对一些重要参数进行修改或查询时，为了加强安全性，还可以通过服务器端平台和运营商接口信息连接，以便通过短信验证等方式保护用户账号的安全性。
本发明平台的有益效果在于将线路档案管理静态信息、生产管理的动态信息、检修用图纸资料信息、线路地理信息、线路相关技术资料信息以及输电运行线路状态信息和评价系统、检修策略等有机地结合在一起，形成一套集基层班组、基层工区、公司使用三级管理模式为一体的公共评价平台，既将状态检修纳入进科学的评价体系，又将日常生产技术管理融入其中。该平台的运用过程可以贯穿整个生产流程，优化线路生产管理体系。不仅提高了线路运行管理的技术水平，减轻职工的劳动强度，同时为开展线路状态检修提供技术保障，为建设智能化输电线路奠定了坚实的基础。
附图说明
为更清楚的说明本发明各实施例的技术方案，使用附图和实施例一起解释本发明。
图1为本发明的输电线路设备状态量智能分析平台的工作原理图。
具体实施方式
下面对本发明具体实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，通过结合附图对本发明的优选实施例进行说明：
根据图1所示，本发明包括客户端平台1、服务器端平台6以及连接两者的应用服务器；客户端平台分为基层班组终端2、基层工区终端3和公司管理终端4三级结构，各级终端之间采用无线通信模块5进行信息互联；服务器端平台包括数据库服务器7和动态信息采集模块8；应用服务器9依托数据网络层建立，包括多个功能模块，功能模块一方面运行于服务器端平台，另一方面对客户端平台的客户请求提供响应；数据网络层包括地理信息GIS网络、营销MIS网络和外部接口数据网络；基层班组终端包括能够安装应用程序且具有网络数据通讯功能的移动终端设备；基层工区终端设置于工区电力调度室，服务器端平台与公司管理终端均设置于供电公司总中控室；数据库服务器包括数据处理器和数据存储器，数据存储器提供数据信息供智能分析平台使用，数据信息包括静态数据信息和动态数据信息；静态数据信息包括定时更新的线路档案管理数据、检修用图纸资料信息数据、线路地理信息数据和线路相关技术资料信息数据；动态数据信息包括运行状态动态信息和管理指令动态信息，由动态信息采集模块采集，动态信息采集模包括电量采集单元、数据集中器和无线电收发电台，电量采集单元连接线路电能表。
客户端平台的主要表现形式为能够安装应用程序且具有网络数据通讯功能的移动终端设备，包括MCU处理器、嵌入式数据存储器和天线模块。在具体实施时，MCU处理器可以载入Google公司的Android操作系统，这是为智能终端打造的真正意义上的开源且系统完整的移动平台，而且不存在不同设备上的兼容性问题。Android提供丰富的类库支持且大部分为开源代码，如采用嵌入式数据库SQLite。利用Android操作系统作为使用终端的应用平台，由于操作系统与应用软件免费，终端造价更低；同一平台克服格式问题，功能更多元化；使用者决定功能，比个人电脑更人性化、更贴近使用者。
服务器的具体实现可以依托计算机平台，包括单台计算机服务器以及多台服务器组成的数据服务器网络，服务器的操作系统优选为Windows XP、Windows 2003 Server、开发工具与建模工具优选为Visual Studio 2010、数据库采用ORACLE数据库、编程语言优选为C#、版本管理优选为Microsoft Visual SourceSafe 2005；系统运行的硬件环境最低要求为奔腾P 2.0G、内存1G、20G硬盘，具有双串口及以太网接口，优选为酷睿双核、内存4G、硬盘320G及以上，具有双串口（扩展双串口）及以太网接口；软件运行环境可优选为WindowsXP/Windows7操作系统平台。软件编程主要涉及到数据的收集、统计、整合、设定，均为比较常见的C#封装子程序，Visual Studio 2010主要负责平台框架对子程序模块的调用、存储以及成表，便于数据的分析与管理。
服务器端平台包括数据库服务器和动态信息采集模块，数据库服务器包括数据处理器和数据存储器，两者之间连接数据适配器，数据存储器提供数据信息供智能分析平台使用，数据信息包括静态数据信息和动态数据信息，其中，静态数据信息包括定时更新的线路档案管理数据、检修用图纸资料信息数据、线路地理信息数据和线路相关技术资料信息数据，动态数据信息包括运行状态动态信息和管理指令动态信息，由动态信息采集模块采集，动态信息采集模包括电量采集单元、数据集中器和无线电收发电台，电量采集单元连接线路电能表，这样就有效的将线路整合信息数据进行有序分类及储存，做到数据库服务器的有效储存与实时更新，便于数据处理器依据应用服务器的指令与功能交换，对数据进行调用、对比与实时分析，从而对线路及其设备状态量信息进行评价，这种评价主要是对各类数据的分析及对比处理，形成状态量的指标图或指标列表，指标图包括曲线图、饼图、棒图，指标列表包括RTF文档、EXCLE表格、HTML文件、PDF文件、文本文件、JPG图片文件；当客户端需要对这些分析结果进行访问时，数据处理器便进行数据的封装和转换，通过GID组件服务器，对Web Service、RDF XML和关系型数据库方式实现的数据访问接口进行快速封装，并建立面向客户端的分析查询模块；并生成统计报表，供不同层级、不同权限等级的客户端进行查询，这些统计报表为输电线路设备状态量报表，可以分为日报、月报、季报和年报。
为了保证信息的安全可靠性，在服务器端平台中设置了数据适配器，它通过数据总线来连接两个数据处理源，实现导入、导出功能，安全认证功能、加密解密功能、数据传输功能。数据适配器也采用分层设计，用来区分不同状态量的数据，这样数据适配器的可扩展性更强。数据适配器能根据用户定义的规约将导出的数据发送到数据总线上，同时根据规约到数据总线接收需要的数据。数据适配器应该提供编程接口数据总线作为数据收发/转发的网关和邮局，专门负责基于网络的处理器与存储器之间的数据传递。数据源通过适配器将源数据发送到总线上，总线根据数据转换规约将源数据转换成目的数据，目的子系统则通过数据适配器到总线上获取已转换好的目的数据。数据总线应该配置一个规约库，用以存放各子系统数据格式的描述，并提供一个配置规约的工具以及编程接口。
数据处理器负责控制数据适配器的工作，同样也应该配置一个规约库，用于存储适配器工作的规约以及数据智能路由的规则，并提供一个配置规约的工具，以及相应的编程接口。数据处理器最终生成的状态量分析报告，一般以通用报表的形式进行展现，这种形式方便灵活，可以基于统一的数据处理平台，提供报表绘制和生成功能，用于灵活方便的报表定义，并能提取不同数据源的数据，经清洗、加工、布局后，以预定的格式呈现给客户端用户。在实际应用中，应用服务器需要在数据处理器中构建通用报表系统，包括方便实用的报表设计器和报表运行系统，报表系统应包含三个组成部分：报表设计器、报表展示构件和报表服务；通用报表系统满足以下功能要求：提供可视化报表设计界面，完成各种报表的设计工作，支持对报表资源进行统一管理。对于饼图、柱状图等图形页面能够定义数据源、标题、系列的属性，对于各类报表则能够可视化的定制报表样式、定义数据源。数据源定义过程支持脚本开发，提供SQL脚本的编写功能。数据源定义应该支持关系数据库、XML文件等多种类型的数据源，并可以在设计过程中预览报表运行效果，完成报表的发布部署和管理。
应用服务器依托数据网络层建立，包括多个功能模块，功能模块一方面运行于所述服务器端平台，另一方面对客户端平台的客户请求提供响应；功能模块包括用户登录模块、信息查询模块、信息对比模块、状态分析模块，各个模块均根据不同权限设置信息的创建、保存、修改、删除和查询服务；数据网络层包括地理信息GIS网络、营销MIS网络和外部接口数据网络，外部接口数据网络主要用于连接电网相关服务系统或用户网络，包括配电网自动化系统、配电网线损系统、配电网条图系统以及95598用户服务系统，这主要是为了一方面对服务器端平台存储的输电线路本体数据提供参考对照，另一方面将外部网络或系统的运行信息作为动态数据信息进行采集与存储，以便于客户端调取查询；其中比较重要的为用户登录模块，这是为保证电力信息安全而设置的权限模块，包括客户端的登录界面以及服务器端平台的管理员角色设置模块、管理员权限设置模块，其功能包括用户注册，创建用户记录，判断用户角色，为用户展示不同登录界面；在对一些重要参数进行修改或查询时，为了加强安全性，还可以通过服务器端平台和运营商接口信息连接，以便通过短信验证等方式保护用户账号的安全性。数据网络层基于不同类型的电力网络，可以将功能模块的应用建立在大范围数据的基础上，并能将不同网络或系统的运行动态信息作为本平台的分析数据参考。以GIS网络、营销MIS网络和95598用户服务系统进行互联构成的数据网络层为例，可以实现当95598接到用户来电后，GIS系统能准确定位故障用户所在位置，并通过与管理模块即营销MIS系统的互联，调取该号码的匹配用户号和所在输电线路信息，然后GIS地理信息系统与输电线路状态量分析平台互联，联查并获得详细线路及台变设备运行状况，将其存储在状态分析报表中。这样就将状态分析进行了具体化，建设一个以供电公司为核心，通过采用先进的计算机信息技术、网络技术和软件技术实现从客户服务、业务处理到工作质量监督、辅助决策支持的全过程的现代化体系，实现工作处理的自动化、网络化，达到提高工作效率、提高管理水平和服务质量的目的，实现国家电力有限公司对电力现代化工作提出的“技术性、实用性、安全性、可扩展性”的要求。地理信息系统GIS的应用扩展了传统电力系统的功能，也可以配合车载全球定位系统GPS，极大加强配电管理与定位故障处理的功能。不仅实现了当前线路及设备的状态分析，还可以辅助制定供用电方案，计量装置、负控终端和客户的图形化定位功能，并为企业其他系统提供图形化数据支持，更进一步地，还可以通过全球定位系统GPS的实施，建立紧急抢修110车辆监控管理系统，可以迅速定位故障位置、统一调度报修车辆、迅速快捷地排除故障。
本发明平台的功能实现，主要是依靠数据采集、数据比对后所进行的综合分析，依托分析结果形成报表文件，最终形成针对输电线路状态检修和优化的控制体系，具体实施如下。
实施例一
本发明在某市供电局的输电电网改造项目中得到应用，信息采集覆盖涉及改造的4个县，共1658个公变台区，经过输电线路设备状态量信息的采集、分析与论证，从管理与经济角度，发现某县电网输电线路存在供电半径过长、城农线路交错、日常维护与检修不易等问题：
针对不合理的线路结构，综合线路设备的状态量信息，主要措施在于要进行合理设计、改善线路的布局和结构；避免或减少城农网线路的交错、重叠和迂回供电，减少供电半径太大的现象；并且对线路设备进行选择性更换，例如采用子母变压器，合理选用变压器容量。避免“大马拉小车”现象。城农网改造应注意合理分配变压器台数与容载比，一般负荷在65%～75%时效益最高，30%以下算“大马拉小车”。可根据负载波动及对季节性波动的负载，选择二台容量不等变压器经济运行，即子母变压器，以满足不季节不同时间农网对电量的需求；针对配变单端供电情况，应适当将配变安装在负荷中心处，这样可使低压线路由一路输出变为几路输出，从而提高电压质量，降低了低压线损；农网配变多为生活、动力及农排混合供电，因而存在有峰谷负荷相关悬殊，低谷用时间内配变二次电压升高以及配变的实际电能转换效率低的问题，而如果安装使用了配变节能自动相数转换开关，就可以解决上述问题，从而有效地降低了变压器、线路的空载、轻载损耗；在某些合适的台区，将电压简化一级，这样可减少一级设备，减少运行管理和检修工作，减少线损。平台通过对输电线路设备状态量的报表分析，结合专家评价方案，得出合理的改进措施与技术论证，经过改造后的重新评测，其电能损耗量降低55%以上，取得了有效的成果。
实施例二
本发明在某县供电局的农用电网线路改造项目中得到应用，经过输电线路设备状态量信息的采集、分析与论证，从管理与经济角度，发现该县农用电网的主要电能损失在于输电线路设备运行中的电量损失以及设备变压器电源侧的功率因数过低，所以，可以通过平台数据的调取，合理计算设备最优状态时的运行负载系数，通过参数控制，使设备处于最佳的经济运行区；还可以对变压器运行电压分接头进行优化选择，在满足变压器负载侧电压需要的前提下，用定量计算方法，按电源侧电压的高低和按工况负载的大小，对变压器运行电压分接头进行优化选择，从而降低变压器损耗，提高其运行效率；由于线路变压器使用范围较广，根据不同的运行方式与电网结构，需要考虑一些特殊的运行方式，以达到经济运行。如三绕组与双绕组并列、两侧并列与另一侧分列及负载有备用电源等等不同的组合运行方式，达到最佳的经济运行。
根据平台分析和方案设计，该县供电局主要采用线路设备的降损改造，该改造项目不用大量投资，在某些情况下还能节约投资，如节约电容器投资和减少变压器投资等。所以，取得了有效成果，电网损失电量较改造前一年减少4280千千瓦时，全县综合售电电价按每千千瓦时完成680元计算，相当于增加企业效益291万元。