1.1 论文的研究背景及意义
二十一世纪以来,我国经济水平不断提高,电力用户对电力供应提出了更好的要求。就目前电力公司供电实际来讲,故障停电和计划停电是影响供电可靠性的最重要因素[1]。国家电网公司下属供电公司大都从很早就开展了综合停电管理工作,进而提高本公司计划停电管理水平。但在故障停电的管理方面开展的工作比较滞后,与国际先进水平相比差距比较明显,特别是从抢修响应速度、抢修质量、现场处理速度等方面来看,仍有大量工作可做。具体表现为:一是现有信息系统之间协同作业能力不足;二是配网停电恢复时间过长;三是对抢修人员抵达现场的速度,以及抢修工作情况无法有效监控;四是不能统一有效的调配有限的抢修资源。因此,提高城市供电优质服务水平和提高核心区供电可靠性的有效手段,就是建立智能互动抢修指挥服务系统,同时也是配电网智能化建设的重要应用[2]。国网天津市电力公司是国家电网公司的全资子公司,负责天津地区电网规划、建设、运营和供电服务。公司供电面积 1.19 万平方公里,供电服务人口超过 1400 万。 “十一五”以来,天津电网累计投资超过 700 亿元,电网资产增长 2.16 倍,先后建成生态城智能电网、城市智能配电网等一批国际国内有影响力的示范工程,电网整体水平进入国网系统前列;2015、2016 年将分别建成立足引领未来 10 年电网发展方向的智能电网创新示范区和入津特高压工程。外环线以内中心城区、滨海新区核心区等全部 A 类地区电网达到世界一流水平。同时,完成天津有电以来最大规模体制机制变革,实现企业转型升级;全面导入卓越绩效模式,以调度控制、运营监测“两大中心”在线时时监控电网和企业运营情况,实施到岗到人到事的全员绩效考核,持续提升发展质效。从 2009 年到2014 年,公司资产总额由 395 亿元增加到 705 亿元,增长 78.5%;年售电量由 472 亿千瓦时增长到 653 亿千瓦时,增长 38.3%;利润由-5.15 亿元增长到 14.2 亿元。近些年以来,依照国家电网公司“三集五大”体系深化建设方案要求,配网抢修指挥业务由“大检修”体系调整至“大运行”体系。业务管理体系的调整意味着工作模式的转变,抢修指挥业务纳入调控体系管理,转变配网抢修指挥简单机械的工作模式,通过分析调控运行数据与故障报修数据,合理开展现场抢修力量的布置和设备大修技改计划,提高配网抢修工作效能,提高配网设备健康水平、配电设备运行可靠性与供电服务满意度[3]。
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1.2 现状及存在问题
为了积极探索适合“大检修”管理模式,提高配网投资效益,为今后其它地区稳步分阶段、分步骤开展智能配网工作提供参考,国网公司生技部发布了《配网生产抢修指挥平台功能规范》,主要目的是强化配网生产抢修指挥,进一步提高配网抢修效率,持续提升供电可靠性和优质服务水平,按照“统一标准、规范建设” 的工作原则,依据国际、行业、企业有关标准,以有效指导国网公司系统各单位规范开展配网生产抢修指挥平台建设工作。通过整合调控体系信息资源和改进配网抢修故障研判工作方式,以期提高现场抢修工作效率和客户服务满意度。在实际工作开展中发现,天津电力公司在配网抢修指挥平台建设方面仍然面临以下几个方面的问题:天津电力公司原有系统包括:EMS(调度自动化系统)、DA(Distribution Automation配电自动化系统)、生产管理系统(PMS)、地理信息系统(GIS)、客户服务系统、客户信息系统、用电信息采集系统、可视监控系统等。由于历史原因,各系统分别由不同公司开发,编程语言开发平台不一,各系统间很难相互融合,个别系统中数据利用率不高。
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第二章 城市核心区智能互动抢修服务指挥系统设计
2.1 关键技术
GIS 技术和相关产业的产生于发展的根本动力是解决环境资源等全球性问题。上世纪 60 年代中期,在 Canada 建立了世界上第一个 GIS 系统,在此之后美国 HarwardUniversity 建立了 SYMAP&GRID 等系统[20]。自此,GIS 系统便开始在社会经济和生活中发挥自己的作用。目前在发达国家中如:日本、欧美、北美等,大部分已建立起洲际间活国家级的 GIS 信息系统,以及各种局部性、专题式 GIS 系统。我国在上世纪 80 年代也开始着手对 GIS 系统进行研究,经过我国科研工作者 20 年的不懈努力,GIS 系统在我国取得了飞速的发展,尤其是开展了大量基础性研究实验工作在在计算机辅助绘制地图等方面,无论在技术理论方法,还是在实践经验方面都有了一定的积累和进步。目前GIS 系统产业年增长率为 35%左右,并以出现很多成功软件,如 ARC/INFO、MAPINFO以及 GENAMAP 等,广泛应用于环境保护和城市规划建设等方面。相信随着社会经济和科学技术的不断发展,GIS 系统的发展将越来越快。模拟 GIS 系统包括地图(模拟图形数据库)、专题图和地形图,以及描述地理的文献著作(模拟属性数据库)。以上两者构成 GIS 系统的基本概念模型。然而这时的 GIS系统还处在模拟式阶段,存储方式为纸张的信息系统。对系统数据的管理、存储、分析等极为不规范,且效率低。随着电子计算机技术的发展,数字化 GIS 系统成为必然趋势。
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2.2 系统架构设计
以 SGEA(国家电网公司信息化架构)为指导思想,在现有业务系统的基础上,基于 IEC61968 信息交换、集成技术,以生产和抢修指挥为应用核心,遵循 IEC 61968/61970等国际标准。在完善天津电力公司现有系统配网相关数据的基础上,将 EMS(调度自动化系统)、DA(Distribution Automation 配电自动化系统)、PMS(生产管理系统)、GIS(地理信息系统)、客户服务系统、客户信息系统、用电信息采集系统、可视监控系统等系统相互融合。实现计划停电、故障停电专业管理,辅助故障报修图形化决策,以及风险预警与管控、报修管理、到岗到位监控、抢修质量监督等应用[19]。平台总体架构如图2-5 所示。根据系统总体架构设计及现实使用情况,综合考虑挂接到智能互动抢修服务指挥系统中所有功能服务都需要以 Plug-in(插件)形式挂接入系统,将系统按照用户、组件、基础服务分为三层,具体分层情况如下:1. 面向用户使用功能的应用层;2.各自独立服务的组件层;3. 实现服务功能的基础服务层。基础服务层:实现服务功能的基础服务层,主要利用 JMS(Java Message Service:消息服务)进行信息传递,利用 JDBC(Java Database Connection:数据库连接)进行数据的存储、读取。多系统应用间的信息交互和相互调用利用服务总线实现(总线基于IEC61968 标准)。这样做的目的是使上层组件层的服务在调用基础服务时,不需要考虑下层系统的开发平台和语言,只利用服务总线提供的统一接口和调用方法即可。
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第三章 智能互动抢修服务指挥系统主要功能开发....... 20
3.1 松耦合架构模式的智能互动抢修服务指挥系统....... 20
3.2 基于灵活用户集技术的配用电业务系统信息融合........... 22
3.3 多端发起、协同参与的配电故障自动研判系统...... 24
3.4 可精确定位的停电范围可视化实现.......... 26
3.5 移动作业平台的在线手持终端相关功能开发.......... 30
第四章 智能互动抢修服务指挥系统的应用与成效....... 36
4.1 班组设置、管理体系和系统数据方面的准备工作.......... 36
4.1.1 结合公司机构调整组建专业管理班组........... 36
4.1.2 梳理相关专业管理规范,建立适应新模式的管理体系和责任体系.... 38
4.1.3 提高配网抢修平台系统数据完善率,推进系统功能实用化........ 39
4.2 系统应用效果...... 40
4.2.1 快速定位故障,提升抢修速度....... 40
4.2.2 开展抢修数据分析功能,拓展设备改造立项渠道....... 40
4.2.3 应用智能抢修 PDA 终端,提升抢修工作效能...... 41
第五章 结论与展望........... 44
5.1 结论...... 44
5.2 展望...... 45
第四章 智能互动抢修服务指挥系统的应用与成效
2015 年 5 月至 9 月,本文所研发的智能互动抢修服务系统已经在城南供电分公司、滨海供电分公司所辖区域等高可靠性示范区建设并试运行,通过符合配电自动化信息交互标准的信息交互总线实现配网生产抢修指挥平台与营销系统、95598、配电自动化、用电信息采集、PMS、GIS 等相关系统的信息交互,在信息融合贯通的基础之上,实现配电生产和抢修的综合应用。
结合公司“五位一体”协同机制落地工作,以智能互动抢修服务指挥系统建立为契机,天津公司在配网抢修业务体系中深化业务流程,规范现场抢修班组人员岗位职责、管理制度和标准,强化配网抢修指挥体系积累数据利用。天津公司同期开展配网抢修“五个一”工程建设,将现场抢修队伍按照业务分类及责任区域进行了重新划分,此项工作已于近期完成了初期评价试运行,在试运行地区取得了良好的效果。根据国网公司“三集五大”体系深化建设要求,天津公司在各地市公司层面将配网抢修指挥业务整体划转至各地市公司调控中心,由调控体系对抢修指挥业务进行专业化管理,体现出对配网抢修指挥专业建设工作的重视,也为配网抢修指挥工作依托调控体系丰富运行数据进行故障研判和抢修资源调派工作打下了基础。依照