计量自动化终端故障分析统计的设计与研究

贺东明,刘运奎,梁慧谊

(1.广东电网有限责任公司佛山供电局,528000;2.广东电网有限责任公司佛山供电局,528000; 3.广东卓维网络有限公司,528000)

计量自动化终端故障分析统计的设计与研究

贺东明,刘运奎,梁慧谊

(1.广东电网有限责任公司佛山供电局,528000;2.广东电网有限责任公司佛山供电局,528000; 3.广东卓维网络有限公司,528000)

本文论述了计量自动化终端故障分析统计的设计与研究。围绕如何有效快速完成基于实时数据的计量终端故障分析，完成统计为研究目标，就系统业务、数据治理、技术实现、业务及技术难点等内容进行说明。

计量自动化终端故障；分析；统计

0 引言

佛山供电局是广东电网有限责任公司直属特大型企业，负责佛山全市五区的电网规划建设、电网运行维护、电力供应和供电服务工作，目前管理辖区内有203座变电站、23座地方电厂、23000多个专变计量点、23000多个公变计量点以及270万的低压用户。面对庞大数量的计量自动化终端，项目组研究整合各类信息资源，利用信息技术辅助高效运行维护和快速分析故障。

本文就系统业务、数据治理、技术实现、业务及技术难点等内容进行分析。围绕如何有效快速完成基于实时数据的计量终端故障分析，完成统计为研究目标。主要从以下几个方面进行说明：1）从业务角度进行分析，确定业务涉及的业务角色、相关业务活动，以及各活动之间的关系。2）从业务数据流转分析，分析数据治理模式及业务处理逻辑过程；3）从技术角度分析，结合系统数据，提出来整体技术架构；4）对于系统实现过程中遇到的难点，也进行说明。

1 系统设计

1.1 系统业务分析

从不同业务角色说明不同业务场景，业务管理与决策人员总揽全局，监控人员负责监控各类计量业务，运行人员负责异常分析、故障判断及处理，数据采集人员负责各类数据收集。

数据采集人员：负责各类数据的收集、审核、补齐，对收集到的原始数据的正确性、真实性负责。

监控人员：负责对实时线损、计量设备及采集装置定期状态检测、计量终端日常监测等监控监测工作。

运维人员：负责对计量设备及采集装置出现的异常进行分析，完成故障判断及处理。在应用此系统后，系统对采集到的数据自动过滤出计量终端的故障和异常，运维人员对这些故障和异常信息进行处理。

业务管理人员：负责对对各类故障进行分类统计，完成决策分析等工作。决策分析结果，可作为以后终端故障处理、新购终端选项的参考依据。

图2 数据架构图

1.2 系统数据架构

如图2所示，终端故障分析统计所需业务数据从各业务系统中抽取相关档案数据、实时数据、运行数据，对数据进行融合和校验，按终端故障分析统计模型进行存储数据，并转换到数据分析模型。系统定时执行数据分析工作，分析结果用于支撑各种数据应用，如：终端日常监控、终端故障初步诊断、终端故障处理、终端故障分类统计、综合查询等。

图4 应用架构图

1.3 系统技术架构

系统逻辑层次从上到下分为应用展现层、业务逻辑层、数据访问持久层。将应用展现层、业务逻辑层、数据访问持久层相分离，使系统的并行操作、网络计算能力大为提高，系统的整体性能得以优化，并采用先进的软件分层设计思想，进行基于框架的开发，降低了开发难度和成本，同时降低组件的耦合程度，极大增加软件的可维护性。

● 应用展现层：基于Flex的界面技术

Flex 是一个高效、免费的开源框架，可用于构建具有表现力的 Web应用程序，让程序员更快更简单地开发RIA应用，这些应用程序利用Adobe Flash Player和Adobe AIR, 运行时跨浏览器、桌面和操作系统实现一致的部署。在多层式开发模型中，FLEX应用属于表现层。FLEX的语言和文件结构能把应用程序的逻辑从设计中分离出来。

● 业务逻辑层：基于柔性化设计的架构技术

采用柔性化设计架构技术，使各个模块之间紧密联系、相互制约、信息资源共享和互动，将电网的各种信息资源按照统一的规范和统一的技术标准进行集成，在电网设备基础信息基础上，设计能够应用于不同专业的业务运转，形成一个统一的、和谐的、整体的平台。

柔性化设计架构是在数据、应用、表现三层框架基础上搭建一个具备柔性特征的系统框架，通过将物理组件、逻辑组件和应用组件进行灵活组装及柔性化封装成相应的功能，快速响应用户的需求变化，更换相应的组件按用户角色功能和数据动态加载，从而减少数据冗余、优化性能效率，提高功能适应性，以满足和适应不同用户角色、不同的业务场景的需求。

● 数据访问持久层：基于Hibernate实现的数据访问技术

Hibernate是当今最流行的持久化组件，经过无数企业应用的洗礼，它已成为事实上的Java持久化标准。数据持久层在Web应用系统开发中，主要应用于业务逻辑和数据逻辑的松散耦合，提高软件可重用性。

1.4 系统应用架构

如图4所示，系统分为4大模块，具体为：基础查询模块、故障判断与分析、统计报表、用户管理。

表1

2 判断模型设计

2.1 主要判断依据简述

根据多年的计量自动化设备运行维护经验，梳理出专变终端、配变终端和厂站终端常见的设备缺陷和判断依据如下表1。

2.2 主要难点解析

1）海量数据存储和分析效率。传统的数据存储方式一般为存储到关系数据库中，近年实时数据库技术兴起，实时数据库逐步应用到数据实时性要求较高的领域。

传统的关系数据库在对象关系管理方面优于实时数据库，而且价格相对便宜；实时数据库在数据并发处理方面存在绝对优势，但价格相对较贵。因此，本软件的建设采用两者结合的方式进行。关系数据库存储对象信息及关系，用于存储终端故障分析判断结果以及其他信息；实时数据库存储终端的量测、时点数据。

2）判断依据的设定。相同的判断规则下，用于分析判断的原始数据数量越大，分析判断的结果就越接近真实。但是，由于每日量测数据采集的时点相对固定（每15分钟采集一次并送回主站），量测数据量越大，所需的时间跨度就越大，时间过长，可能会影响终端运维的时效性。因此，选取合适的判断依据，在准确性和及时性之间选取一个平衡点，有助于及时准确地判断终端故障。

3 总结

数据是各种分析判断评价的依据，“一切用数据说话”，是精细化管理的主要原则之一。佛山供电局经过多年的信息化建设，已经建成电力营销系统、计量自动化系统等各类专业信息管理系统和海量实时数据库，打通各专业系统的信息，充分利用现有的数据资源，实现终端故障的分析和统计应用，提升了基层班组的工作效率，保证了对计量装置的运维管理到位，对化解近几年计量运维人员减少、工作要求不断提高，装置数量不断增加的矛盾有所帮助。

[1] Jeff Tapper，Michael Labriola 等著，高强，刘跃邦等译.Adobe AIR权威指南[M].北京：人民邮电出版社，2009

[2] Marc Leuchner，Todd Anderson，Matthew Wright 等著，吴集，蒋平等译.AIR范例精解[M].北京：清华大学出版社，2009

[3] 陈菁菁.Tomcat原理与Java Web系统开发[M].北京：清华大学出版社，2009

[4] 郑千忠等.Flex 4.0 网络大讲堂[M].北京：清华大学出版社，2013

Design andResearchon Analyze and Statistic of Measurement Automation Terminal Faults

He Dongming,Liu Yunkui,Liang Huiyi
(1.Foshan Power Suppl Bureau,Guangdong Grid Co., Ltd.528000；2.Foshan Power Suppl Bureau,Guangdong Grid Co., Ltd.528000；3.Guangdong Topway Network Co., Ltd. 528000)

In this paper,design and research on analyze and statistic of measurement automation terminal faults is discussed,with the target of how to analyze faults based on real-time data effectively and quickly，and how to compile statistics.The contents of business, data management, technology,business and technical difficulty of the system are described.

measurement automation terminal；analyze；statistic

（本论文由广东电网有限责任公司计量自动化终端质量综合分析评价平台研究项目资助。）