配电网故障抢修系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型揭示了一种配电网故障抢修系统,系统设有用电采集系统服务器和地调EMS系统服务器，其特征在于：系统通过第一交换机网络连接故障研判系统工作站、故障研判系统服务器、数据中心服务器、用电采集系统服务器和地调EMS系统服务器；本系统能够快速、准确的诊断配电网故障，并能保障有效的抢修故障，可以提升配电网故障处理水平，减少配电网故障导致的停电时间，提高电力系统供电可靠性。
【专利说明】
配电网故障抢修系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及电力电网技术领域，特别是涉及配电网故障诊断及抢修指挥领域。
【背景技术】
[0002]在电力系统中，配电网网架分布点多、面广、设备多，运行环境较为复杂，受外力破坏和自然灾害影响大，因此经常会因为自然原因或者人为原因发生各种故障，从而对电力系统可靠性造成严重影响。
[0003]在配电网建设过程中，由于对配电网的监视、分析、管理需求不同，通常建立了多个配电网相关系统。例如配电网PMS系统(Power Product1n Management System配电网生产管理系统)、配电网GIS系统(Geographic Informat1n System配电网地理信息系统)、DMS系统(Distribut1n Management System配电网管理系统)、电能量系统、营销SG186、用电信息采集系统等。这些配电网相关系统通常根据系统本身的功能对其关心的配电网某些方面进行建模、采集、分析。因此这些系统对配电网建模时既有重复部分，也有不同部分。而其中的重复部分也会因为建模方式的不同造成建立的模型不同。配电网故障抢修指挥系统所需要的基础数据通常来自于其它配电网相关系统，因此需要构建多个与其它配电网相关系统的数据交互接口，同时还需要将从其它配电网相关系统获取的数据进行二次整理，消除配电网相同部分的建模差异，从而形成完整、一致的配电网模型和数据。这种直接从其它配电网相关系统获取数据的方式由于数据交互接口众多且数据来源众多，难以保证数据一致性，因此数据交互接口实现方式较为复杂，数据维护较为困难，不能满足配电网故障抢修指挥系统的故障诊断精确性和抢修指挥实时性要求。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型针对现有配电网故障抢修指挥系统需要与多个配电网相关系统进行模型、数据获取和信息交换造成的模型、数据来源众多，难以保证数据一致性的问题，实现一种基于数据中心的配电网故障抢修指挥系统，简化配电网故障抢修指挥系统与其它配电网相关系统的接口，提高配电网故障原因诊断的精确性和抢修指挥效率。
[0005]为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为:配电网故障抢修系统，系统设有用电采集系统服务器和地调EMS系统服务器，其特征在于:系统通过第一交换机网络连接故障研判系统工作站、故障研判系统服务器、数据中心服务器、用电采集系统服务器和地调EMS系统服务器；
[0006]所述用电采集系统服务器和地调EMS系统服务器用于输出故障信息；所述的故障研判系统服务器用于处理故障信息，并输出抢修建议;所述的故障研判系统工作站用于显示故障信息和抢修建议;所述的数据中心服务器用于集成并重新整合外部系统提供的配电网模型、参数。
[0007]所述的数据中心服务器经第二交换机网络输出信息至磁盘阵列，所述的磁盘阵列用于存储数据中心服务器管理的配电网模型和参数。
[0008]系统设有抢修车GPS单元和抢修终端，所述的抢修车GPS单元和抢修终端与接入第一交换机网络的通信装置信息交互，所述的抢修车GPS单元输出抢修车实时位置信息至通信装置，所述的抢修终端输出抢现场信息至通信装置。
[0009]本实用新型基于数据中心实现配电网故障抢修系统的模型建立;基于数据中心实现配电网故障抢修系统的数据获取和信息交换;基于数据中心实现配电网故障原因诊断；基于数据中心实现配电网故障抢修指挥。由于配电网故障抢修指挥系统基于数据中心实现，通过数据中心提供的统一接口对其它配电网相关系统的模型和数据进行访问及信息交换，避免了其它配电网系统建模方法不同导致的配电网故障抢修指挥系统获取的配电网模型不一致问题，避免了因其它配电网系统数据来源众多导致的配电网故障抢修指挥系统获取的数据不一致的问题，避免了因需要和其它配电网系统进行信息交换导致的配电网故障抢修指挥系统对外接口复杂、难以维护的问题。保证了配电网故障抢修指挥系统的配电网模型一致性、数据一致性，简化了配电网故障抢修指挥系统的对外信息交换接口，提升了配电网故障原因诊断的精确性，加强了配电网故障抢修资源的合理分配，最终实现配电网故障停电时间的缩短和电力系统供电可靠性的提高。
【附图说明】
[0010]下面对本实用新型说明书中每幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明:
[0011 ]图1为配电网故障抢修系统结构框图；
[0012]上述图中的标记均为:1、第一交换机网络；2、用电采集系统服务器;3、地调EMS系统服务器;4、故障研判系统工作站;5、故障研判系统服务器;6、数据中心服务器;7、第二交换机网络;8、磁盘阵列。
【具体实施方式】
[0013]如图1所示，配电网故障抢修系统系统通过第一交换机网络I连接故障研判系统工作站4、故障研判系统服务器5、数据中心服务器6、用电采集系统服务器2和地调EMS系统服务器3，进行数据交互。
[0014]用电采集系统服务器2和地调EMS系统服务器3用于输出故障信息，是提供配电网模型、参数的外部系统服务器；
[0015]故障研判系统服务器5是处理设备，用于根据工作人员输入的故障用户判断故障原因，并给出抢修建议。
[0016]故障研判系统工作站4是执行设备，主要设有显示单元(显示器)和输入单元(键盘)，用于工作人员输入故障用户信息，并展示返回的结果。
[0017]数据中心服务器6也是出了设备，用于集成并重新整合外部系统提供的配电网模型、参数。
[0018]数据中心服务器6经第二交换机网络7输出信息至磁盘阵列8，磁盘阵列8用于存储数据中心服务器6管理的配电网模型和参数。
[0019]为提高系统抢修信息的准确性，系统设有抢修车GPS单元和抢修终端，抢修车GPS单元和抢修终端与接入第一交换机网络I的通信装置信息交互，抢修车GPS单元输出抢修车实时位置信息至通信装置，抢修终端输出抢现场信息至通信装置，则可以在故障研判系统工作站4显示上述数据，并存储于磁盘阵列8。
[0020]抢修车GPS单元提供抢修车的实时位置结合GIS系统可以对抢修车的状态进行实时监控，如抢修车的出发时间，预计到达现场时间，实际到达现场时间。同时在安排抢修任务时，可就近安排抢修完且离新抢修任务地点较近的抢修车。实现了抢修资源的实时监控和优化调度。抢修终端可以向故障抢修指挥系统提供抢修状态反馈，则故障抢修系统可以展示故障预计修复时间、故障实际修复时间、抢修位置、故障设备状态等信息。为抢修指挥人员了解故障抢修情况提供更多信息，根据这些信息可以更合理的安排抢修资源。
[0021]故障研判系统服务器5包括模型建立模块、数据获取及信息交换模块、故障原因诊断模块和故障抢修指挥模块:
[0022]模型建立模块，用于基于数据中心实现配电网故障抢修系统的模型建立，包括建立站、线、变、户关系模型，建立配变与馈线带电状态模型，建立抢修资源模型；
[0023]数据获取及信息交换模块，用于基于数据中心实现配电网故障抢修系统的数据获取和信息交换，包括更新电网中厂站、馈线、配变和用户之间的关系，更新配电网馈线带电状态与配电网配变带电状态，更新配电网抢修资源与配电网厂站、馈线的关系，更新配电网抢修资源使用情况；
[0024]故障原因诊断模块，用于基于数据中心实现配电网故障原因诊断，包括查找配电网故障报修用户所在的配变、馈线和厂站，确定故障原因是馈线故障、配变故障还是用户故障；
[0025]故障抢修指挥模块，用于基于数据中心实现配电网故障抢修指挥，包括确定本次配电网故障抢修的相关配电网抢修资源，确定本次配电网故障抢修的可用配电网抢修资源。
[0026]数据中心(数据中心服务器6)是实现支持配电网运行业务中模型、数据和信息交换的一体化数据平台。其中，模型指配电网运行业务的模型维护，通过源端建模技术，实现了对多个配电网相关系统的配电网模型统一维护;数据指与配电网模型相关的实时、历史、事件等数据;信息交换指将原有网状的系统间两两直接接口的数据共享模式转变为各系统围绕数据中心进行信息交换，所有需要获取的共享数据，均由一体化运行数据中心提供。数据中心为配电网相关系统提供了统一的模型维护，数据存储和访问以及信息交换方式，保证了配电网模型和数据的一致性，简化了信息交换方式，可以满足配电网故障抢修指挥系统的故障诊断精确性和抢修指挥实时性要求。
[0027]故障研判系统服务器5是基于数据中心的配电网故障信息进行抢修指挥，模型建立模块基于数据中心实现配电网故障抢修系统的模型建立，建立站、线、变、户关系模型，建立配变与馈线带电状态模型，建立抢修资源模型;数据获取及信息交换模块基于数据中心实现配电网故障抢修系统的数据获取和信息交换，更新电网中厂站、馈线、配变和用户之间的关系，更新配电网馈线带电状态与配电网配变带电状态，更新配电网抢修资源与配电网厂站的关系，更新配电网抢修资源使用情况;故障原因诊断模块基于数据中心实现配电网故障原因诊断，包括查找配电网故障报修用户所在的配变、馈线和厂站，确定故障原因是馈线故障、配变故障还是用户故障；故障抢修指挥模块基于数据中心实现配电网故障抢修指挥，包括确定本次配电网故障抢修的相关配电网抢修资源，确定本次配电网故障抢修的可用配电网抢修资源。由于配电网故障抢修指挥系统基于数据中心实现，通过数据中心提供的统一接口对其它配电网相关系统的模型和数据进行访问及信息交换，避免了其它配电网系统建模方法不同导致的配电网故障抢修指挥系统获取的配电网模型不一致问题，避免了因其它配电网系统数据来源众多导致的配电网故障抢修指挥系统获取的数据不一致的问题，避免了因需要和其它配电网系统进行信息交换导致的配电网故障抢修指挥系统对外接口复杂、难以维护的问题。保证了配电网故障抢修指挥系统的配电网模型一致性、数据一致性，简化了配电网故障抢修指挥系统的对外信息交换接口，提升了配电网故障原因诊断的正确率，加强了配电网故障抢修资源的合理分配，最终实现配电网故障停电时间的缩短和电力系统供电可靠性的提高。
[0028]基于上述配电网故障抢修系统，抢修指挥方法如下:
[0029]S100:基于数据中心实现配电网故障抢修系统的模型建立。
[0030]配电网故障抢修系统需要针对其功能实现建立相关的配电网模型，如配电网厂站、馈线、配变和用户之间的关系模型，配电网馈线带电状态与馈线出线开关之间的关系模型，配电网配变带电状态与配变量测值之间的关系模型，配电网抢修资源与配电网厂站的关系模型。通过建立配电网中不同对象之间的关系模型，为配电网故障原因诊断和抢修指挥奠定了基础。基于数据中心建立配电网故障抢修模型，保证了模型来源的唯一性，避免了直接从多个配电网相关系统获取模型导致的模型不一致问题。
[0031]配电网故障抢修系统的模型建立主要包括以下实体:
[0032](I)变电站:一个变电站通常包含多条馈线。因此变电站和馈线对应关系为1:N。
[0033](2)馈线:由电源母线分配出去的配电线路，直接到负荷的负荷线。馈线通常包含多个馈线段、开关、刀闸、配变等设备。因此馈线和配变的对应关系为1:N。
[0034](3)配变:配电变压器。通常在馈线的末端，用于向一个或多个用户供电。因此配变和用户的关系为1:N。
[0035](4)用户:一个电力用户。
[0036](5)出线开关:一条馈线中与变电站内母线最近的开关。一条馈线只有一个出线开关。因此出线开关和馈线的关系为1:1。
[0037](6)停电计划:为了使未来一段时间有计划的停电所编制的停电计划，与之对应的是非计划停电，如故障停电、临时停电等。
[0038](7)抢修资源:每个抢修人员、抢修车辆等用于抢修的人或设备。
[0039]根据配电网故障抢修系统需要，抢修系统的模型包括以下参数:
[0040](I)变电站:变电站ID(作为变电站的唯一标识)、变电站名。
[0041](2)馈线:馈线ID(作为馈线的唯一标识)、馈线名、馈线带电状态(用于确定整条馈线是否带电)、对应的出线开关ID、所属的变电站ID(用于确定馈线属于哪个变电站)。
[0042](3)配变:配变ID、配变名、配变带电状态(用于确定配变是否带电)，配变A相电流Ia、配变B相电流I b、配变C相电流I c、配变A相电压Ua、配变B相电压Ub、配变C相电压Uc (配变的三相电压和三相电流值用于作为配变的是否带电的一种判据)，配变所属的馈线ID(用于确定配变属于哪条馈线)。
[0043](4)用户:用户ID、用户名、用户所属配变ID(用于确定用户属于哪个配变)。
[0044](5)出线开关:出线开关ID、出线开关带电状态，出线开关所属馈线ID(用于确定出线开关属于哪条馈线)。
[0045](6)停电计划:计划停电线路、计划停电范围、计划停电开始时间、计划停电结束时间。
[0046]抢修资员资源:抢修人员名、抢修人员负责的抢修区域，抢修人员的工作状态，抢修车辆ID，抢修车辆的使用状态。
[0047]S200:基于数据中心实现配电网故障抢修系统的数据获取和信息交换。
[0048]配电网故障抢修系统需要针对其功能实现获取相关数据并进行信息交换，如更新电网中厂站、馈线、配变和用户之间的关系，更新配电网馈线带电状态与配电网配变带电状态，更新配电网抢修资源与配电网厂站、馈线的关系，更新配电网抢修资源使用情况。基于数据中心获取配电网故障抢修系统所需数据并进行信息交换，简化了数据获取及信息交换接口，避免了直接从多个配电网相关系统获取数据导致的接口复杂，数据不一致的问题。
[0049]故障抢修系统的数据获取和信息交换是在SlOO步骤完成对故障抢修系统的建模后，对模型数据的修改和更新，以反映配电网中变电站、馈线、配变、用户关系的变化，配电网设备状态的变化、配电网配变量测的变化、停电计划的变化。通过数据获取和信息交换模块使得SlOO步骤建立的故障抢修系统模型能够真实反映配电网的实时状态。
[0050]具体数据获取和信息交换内容如下:
[0051](I)变电站、馈线、配变、用户、出线开关的关系。某馈线所属变电站的关系变化、某配变所属馈线的关系变化、某用户所属配变的关系变化、某馈线和出线开关对应关系的变化，变电站个数的变化、馈线个数的变化、配变个数的变化、用户个数的变化。
[0052](2)配电网设备的停带电状态。出线开关的停带电状态变化，馈线的停带电状态变化、配变的停带电状态变化。其中馈线的停带电状态与出线开关的停带电状态一致，并由出线开关的停带电状态决定，即馈线对应的出线开关带电，则馈线带电，反之亦然。配变的停带电状态更新由多源数据决定，即配变的停带电状态有两个数据源，第一个数据源为用电采集系统提供的配变的三相电压和三相电流值(该值通常15分钟更新一次，包含所有的配变数据)，第二个数据源为用电采集系统推送的配变停上电事件信息(即某几个配变带电状态由停电转带电或由带电转停电)。两个数据源都可以判断配变的带电状态，第一个数据源的数据可以用于定时更新所有配变的带电状态，全面的反映的所有配变带电状态，但由于其数据值更新时间周期较长，不能实时反映配变的带电状态变化;第二个数据源可以实时反映配变的带电状态变化，但由于其只推送带电状态发生变化的配变停带电信息，而不推送带电状态未发生变化的配变停带电信息，不能得到所有配变的带电状态。因此，为得到所有配变的实时带电状态信息，对两个数据源进行综合利用，对用电采集系统提供的配变的三相电压和三相电流值进行定时更新，若配变的三相电压和三相电流值小于对应的门槛值则配变停电，反之带电，在用电采集系统提供的配变的三相电压和三相电流值两次定时更新之间的时间段内若有用电采集系统推送的配变停上电事件信息，则根据推送信息更新发生停带电状态变化的配变“带电状态”参数。
[0053](3)配电网配变量测值。配变的三相电流、三相电压值。用于画面展示以及作为配变带电状态的判据。
[0054](4)停电计划。包括停电计划的各参数，用于判断停电事件是属于计划停电还是故障停电。
[0055]抢修资员。包括抢修人员的增删，抢修人员负责抢修区域的变化(如负责哪些馈线的抢修)、抢修人员工作状态的变化(如抢修中，未抢修)，抢修车辆的增删，抢修车辆的使用状态(如使用中，未使用)。
[0056]S300:基于数据中心实现配电网故障原因诊断。
[0057]配电网故障抢修系统需要针对其功能实现配电网故障原因诊断，由于配电网设备众多，结构复杂，配电网的故障原因诊断较为困难。配电网故障抢修系统可在建立的配电网抢修模型及获取的相关数据基础上，根据报修的用户信息、配变和馈线的带电状态信息，确定故障范围，诊断出故障原因。基于数据中心的配电网模型建立和数据获取保证了模型和数据的准确性，提高了配电网故障诊断的精确度。
[0058]具体操作时需输入信息:停电报修用户的用户ID，系统输出信息:该用户信息:用户的参数、用户停电原因，是否计划停电。用户所属配变信息:配变参数。配变所属馈线信息:馈线参数。若是计划停电，还有相关停电计划信息:相关停电计划参数。
[0059]故障原因诊断流程如下:
[0060](I)根据输入的用户ID以及SlOO模块建立的模型以及S200模块提供的配电网模型实时参数信息，查找某用户(设其为用户A)所属的配变(设其为配变B)及其带电状态、配变所属的馈线(设其为馈线C)及其带电状态，馈线所属变电站(设其为变电站D)。
[0061 ] (2)若配变B带电，则停电原因为用户侧停电。若配变B停电且馈线C带电，则停电原因为配变停电，若配变B停电且馈线C停电，则停电原因是馈线停电。
[0062]依次搜索停电计划中的每条计划，若馈线C、变电站D的名称出现在该停电计划的“计划停电线路”中，且用户A的名称出现在该停电计划的“计划停电范围”中，且用户的停电时间在该停电计划的计划停电时间范围内，则该停电是计划停电，无需抢修、否则是非计划停电，需要抢修。
[0063]S400:配电网故障抢修系统需要针对其功能实现配电网故障抢修指挥，在诊断出配电网故障原因后，需要根据配电网抢修资源与配电网厂站的关系确定本次配电网故障抢修的相关抢修资源，再根据抢修资源使用情况，确定本次配电网故障抢修的可用抢修资源，从而进行故障抢修指挥。基于数据中心的抢修指挥可实时获取本次配电网故障的可用抢修资源，有效利用抢修资源，避免了故障抢修时的无序指挥和资源浪费。
[0064]通过S300模块提供的需抢修用户所在的馈线及变电站，以及抢修人员抢修区域，获取故障所在区域的抢修负责人员。
[0065]通过抢修人员的抢修状态，从故障所在区域的抢修负责人员中选择可用抢修人员，如处于未抢修状态的工作人员。
[0066]从抢修车辆中选取未使用的抢修车辆作为可用的抢修车辆。
[0067]从过以上几点避免进行抢修指挥时，待派遣的抢修人员不负责相关抢修区域、待派遣的抢修人员正在从事其它抢修业务、待派遣的抢修车辆正在使用中等问题。
【主权项】
1.配电网故障抢修系统，系统设有用电采集系统服务器和地调EMS系统服务器，其特征在于:系统通过第一交换机网络连接故障研判系统工作站、故障研判系统服务器、数据中心服务器、用电采集系统服务器和地调EMS系统服务器； 所述用电采集系统服务器和地调EMS系统服务器用于输出故障信息；所述的故障研判系统服务器用于处理故障信息，并输出抢修建议;所述的故障研判系统工作站用于显示故障信息和抢修建议;所述的数据中心服务器用于集成并重新整合外部系统提供的配电网模型、参数。2.根据权利要求1所述的配电网故障抢修系统，其特征在于:所述的数据中心服务器经第二交换机网络输出信息至磁盘阵列，所述的磁盘阵列用于存储数据中心服务器管理的配电网模型和参数。3.根据权利要求1或2所述的配电网故障抢修系统，其特征在于:系统设有抢修车GPS单元和抢修终端，所述的抢修车GPS单元和抢修终端与接入第一交换机网络的通信装置信息交互，所述的抢修车GPS单元输出抢修车实时位置信息至通信装置，所述的抢修终端输出抢现场信息至通信装置。
【文档编号】G06Q50/06GK205540938SQ201620223993
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年3月21日
【发明人】夏友斌, 俞鹏, 宋铭敏, 潘文虎, 凤飞, 沈新村, 周启杨, 苏志鹏, 王鹏, 代业文, 汪超
【申请人】国网安徽省电力公司芜湖供电公司, 国家电网公司