电能平衡测算和电能就地不平衡时解决方案

电能平衡测算和电能就地不平衡时解决方案
1.1电能平衡测算和电能就地不平衡时解决方案
电能平衡测算和电能就地不平衡时解决方案，通过监测、统计、计算等手段，揭示企业在整个生产过程中各个用电环节的电能使用情况，分析用能合理性及不必要的损失，使企业电能利用率提高到一个新的水平。

安彩光伏新材料公司分布式光伏发电项目电量平衡系统，对厂区内的用能介质进行采集监控以及能耗统计分析、损耗率计算、能耗预测、能效指标分解等，建立光储充+智慧照明微电网管理模型，采集设备与系统的电流、温度、功率、功率因素、有功电度、无功电度等用电信息，建立厂区电能平衡信息管理系统。

运维团队、企业管理人员可随时查看厂区用能数据、发电量数据、能效指标数据以及告警信息，快速响应厂区电量平衡管理系统的异常情况；平台预置了多项关键指标数据的告警功能，包括数据采集异常告警、能耗越限告警电压电流三相不平衡告警等。

1.1.1电量管理相关功能介绍
1.1.1.1首页
厂区全览提供了整体用能、发电情况。

通过能量累积、能耗分布饼图展示厂区总用能量及各区域、设备的用能占比；厂区概览展示了装机容量、告警数量，以及电表数量及其在线率；实时曲线图展示了负荷功率实时曲线；能耗指标和环保/节能指标展示了与厂区能效、环保效益相关的指标数据。

首页界面
1.1.1.2数据视图
能流总览是通过将厂区内多种能源的流向图与GIS系统进行融合，为用户提供了能源地图视角，通过能源地图可以清晰直观的看到厂区内各建筑单位、储能系统、光伏系统、充电桩系统、智慧照明系统等的用能情况。

数据视图界面
1.1.1.3在线监测
电能在线监测可实时和定时采集现场设备的各电参量及开关量状态（包括三相电压、电流、功率、功率因数、频率、电能、温度、开关位置、设备运行状态等），将采集到的数据或直接显示、或通过统计计算生成新的直观的数据信息再显示（总系统功率、负荷最大值、功率因数上下限等），并对重要信息量进行数据库存储。

具体的前端展现形式可以自定义选择，可以是折线图，柱状体，气泡图等。

在线监测界面
1.1.1.4电量平衡
对安彩光伏新材料公司分布式光伏发电项目内有功电能的输送、转供、分布、流向进行分析、计算和研究，建立厂用电范围内输入电能、有效电能和损失电能之间的平衡关系，便于运维人员了解厂区的用电水平，寻找节电的正确方向和途径。

针对全厂各个用电系统，分别绘制有功电能平衡图，使电能输入、消耗、输出等流向分布更明晰。

针对各个用电系统，绘制了电能因果图，深入直观的阐述了影响电能损耗的各个因素，提高了运维效率。

电量平衡界面
1.1.1.5用电设备能效管理
用电设备能效管理模块可以分析的能耗形式可以是单一能源也可以是综合能源，也可以细分为月度模型，年度模型；包含：电能质量分析，整体用能分析以及光伏/储能的投切配合。

系统可以记录变压器负载率和损耗；电缆损耗和线损率；光伏效率和机组能效比；储能电池效率；照明容量、数量和年耗电量；整流设备损耗和用电量等用电设备信息。

能效优化界面
1.1.1.6电能管理与报表打印
系统提供的报表工具能够支持自动生成或用户定制常规的能源报表和综合报表。

报表工具在生成报表后其格式可以灵活调整，故在设计阶段可以充分根据用户需求，制定报表内容、数量及格式。

如果系统自动生成的报表不能满足用户需求，用户可以定制报表。

能源报表界面
1.1.1.7能源预测
能耗预测模块用于分析各能耗设备，引入机器学习框架，通过对历史样本数据的采集与训练，形成多种关联与回归模型，实现了厂区或单个用能设备能耗与能耗影响因子的数据表达式；
能耗预测界面
1.1.1.8事件记录和故障报警
系统对所有用户操作、开关变位、参量越限及其它用户实际需求的事件均具有祥细的记录功能，包括事件发生的时间位置，当前值班人员事件是否确认等信息，对开关变位、参量越限等信息还具有声音报警功能，同时自动对运行设备发送控制指令或提示值班人员迅速排除故障。

事件记录和故障报警界面
1.1.1.9信息管理
信息管理支持新建用户、删除用户、编辑用户信息等功能；支持给不同的用户赋予不同的操作权限，操作权限由模块操作权限和报表操作权限两部分权限组成。

信息管理界面
1.1.2电能平衡测算和电能就地不平衡时解决方案系统结构说明
系统采用了大量领先技术，其总体框架如下图所示：
总体框架
系统采用运行服务双总线设计，完全满足一体化运行智能系统各项标准要求，如下图所示。

系统从底层到所有应用采用一体化设计，总体上采用基于SOA的双总线架构，高速数据总线保证实时应用效率，标准集成总线能实现异构系统集成。

以IEC 61970为基础构建了应用数据库，另一方面，按照统一模型服务的需求，定义了全景视图，依靠该视图可以获得整个平台内所有信息，即使信息存在于第三方系统，也可以通过代理服务进行转化，保证所有应用集成化运行。

双总线体系结构
为了集成各个子系统的信息和应用，需要建立总线架构的集成平台，基于该总线架构集成平台，子系统接入时只要支持标准接口即可，即使没有现有的接口标准，增加也比较容易。

新加入的子系统只要和应用集成平台建立连接即可实现模型、数据的共享，以及业务逻辑的复用。

而对于目前已经存在的成熟系统，不可能完全推翻重建，因此比较可行的系统架构的方案是将已有系统内部总线和应用集成总线进行接口转换，将系统已有的应用功能和数据对外开放，而不需要修改原有的功能。

新开发功能和第三方系统基于应用集成平台的标准数据和服务总线，实现各个专业系统集成运行。

系统一体化设计还表现在各子系统都基于统一支撑平台完成，增加系统及功能对系统改变较少，只需增加少许软件就能满足增加新系统的要求，同时各个系统在统一界面和统一运行管理下集成，满足电网和应用需求不断发展的需要。

如下图所示。

系统应用体系结构
系统实时数据总线体系结构中，共包括5个层（layer），自底向上分别是：
1）硬件平台
可以是现今流行的各种硬件平台，如可以是RISC体系结构的计算机，也可以是CISC体系结构的计算机；可以是32位机，也可以是64位机。

2）操作系统平台
操作系统可以选用多种现今流行的操作系统，如几种主流的UNIX，LINUX 和Microsoft Windows等。

3）通用中间件层
通用中间件层包括操作系统屏蔽中间件层和CORBA中间件层。

正是由于操作系统屏蔽中间件层的存在，才使得系统能够运行在多种操作系统和硬件平台上，具有很好的可移植性。

CORBA中间件层的存在，使得系统具有应用组件技术所带来的优越性，如可伸缩性、异构系统、可互操作性等。

4）统一支撑平台层
统一支撑平台层构筑在通用中间件层之上，为各类电力系统应用软件的开发和运行提供统一的支撑平台。

统一支撑平台层主要包括数据库管理、网络管理、系统管理、报警、人机界面等多个子系统。

5）智慧能源管理系统应用软件层
智慧能源管理系统应用软件层构筑在统一支撑平台层之上，实现各类系统应用软件，如FE、SCADA、AGC、AVC、DMS、AM/FM/GIS、电能平衡应用等。

1.1.3系统领先的技术优势
1）灵活分布式采集技术
灵活分布式数据采集技术实现常规RTU/PMU等的分散式数据采集与交换、与外部相关业务系统的信息交换及各类数据的预处理功能，逐步实现数据采集处理的综合化，支持所有监控对象的数据采集，通过统一的支撑平台或服务总线，为上层应用提供统一的数据支撑。

系统采用灵活扩展设计，可以根据数据特点和规模建立独立的采集应用，而其应用程序是一样的，采集进程启动时带入应用名称。

前置、SCADA、报警采用多对多设计，例如：可以有两个前置应用，其数据统一由一个SCADA应用处理，而且统一由一个报警处理；也可以有两个前置应用，对应两个SCADA，对应两个报警运行，灵活分布式采集，可以有效解决跨安全区统一采集和不同通道性质的数据统一采集。

2）超大容量运行技术
系统基于应用模块化设计，同时应用模块可建立多份，通过配置多份应用集群，实现超大容量系统运行。

通过多次测试表明系统单个SCADA可以支持100万点实时数据处理能力，通过配置5个SCADA集群可实现500万点以上实时数据处理能力。

大容量运行方案
3）基于SOA架构双总线技术，
系统从底层到所有应用采用一体化设计，总体上系统采用基于SOA的双总线架构，高速数据总线保证实时应用效率，标准集成总线能实现异构系统集成。

以IEC 61970为基础构建了应用数据库，另一方面，按照统一模型服务的需求，定义了全景视图，依靠该视图可以获得整个平台内所有信息，即使信息存在于第三方系统，也可以通过代理服务进行转化，保证所有应用集成化运行。

基于SOA的双总线架构
4）全景视图建模技术
系统对象是唯一的，但各个子系统都从不同角度观察系统，建立各自的数据模型。

这些模型都能从不同侧面反映系统的部分特性。

但为了各个子系统的扩展性和运行效率，不可能把所有系统运行在一个大模型中，本系统通过模型虚拟定义技术，建立公共模型，反映系统的全貌，实现了子系统模型整合与共享。

全景视图是一个逻辑上的全模型，而实现上是由独立的应用系统模型组合而成，从而综合了分布式建模可扩展性和集中式建模数据一致性的优点。

综合信息视图定义工具对各应用模型进行组合，并把应用内部属性开放为公共属性。

全景视图把分布于各个子系统的模型、实时数据、历史数据进行统一描述，可保证子系统运行独立性和可扩展性，同时可随着子系统模型扩展在线扩展全景模型。

全景视图提供标准化的数据访问接口为一个子系统访问其他子系统信息提供了方便，相关运行信息一旦接入就可被其他系统共享，避免各个子系统对模型重复维护和重复采集，保证了模型和数据一致性。

全景视图把电网不同时间维度采集的信息统一管理，整合静态、动态、暂态过程数据，为全过程的分析控制提供了数据基础。

5）异构服务器集群负载均衡技术
系统实现了异构服务器集群冗余技术，当前主流操作系统服务器都可以混合构成服务器集群，从而对未来硬件更新和功能扩展提供了方便性。

前置服务器集群每台服务器负载均衡，同时互为备用，当任意一台服务器故障后，其值班通道按照负载均衡的原则自动切换到其它服务器节点。

基于分布式应用集群架构，该集群除了实现1主多备的高可靠性外，实现了服务器集群负载均衡技术，具体体现在以下几个层次。

1、系统层面：系统由多个应用组成，包括前置采集，SCADA，历史统计等。

传统的架构下需要N*2各节点以保证N个应用的可靠性，此时系统由一半的节点是空闲的。

本系统允许各应用交叉部署，例如SCADA和前置采集共用3
台主机，其中1台为SCADA主机（前置采集备机）1台为前置采集主机（SCADA 备机），另一台同时作为SCADA和前置备机。

从而通过3节点实现两个功能的3冗余，在系统层面实现设备的充分利用。

2、数据库层面：数据库接口会自动根据各服务器的连接情况，自动分配连接到不同的节点。

例如4个服务器，40个客户端，数据库会自动为每个服务器分配10个连接，从而降低了单个节点的负载。

3、应用层面：应用也可以均衡的分布在多个节点。

如前置，每个前置负责10万点的采集，4个节点可完成40万点的采集处理要求。

6）服务器混合运行技术
系统网络和实时数据库、画面、应用可分布于不同机型（SUN、HP、IBM等多种机型和各种PC服务器），支持UNIX、LINUX、WINDOWS操作系统的混合主备运行，发挥各种操作系统优势。

系统完全由支撑平台自动识别机型，通过平台异构实现系统异构，异构平台对应用屏蔽，应用功能无须对不同操作系统进行特别处理。

系统在分发数据库时，会自动识别所在节点的操作系统类型，自动转换数据库实体文件。

对于同步报文，由网络管理自动根据操作系统类型转换报文。

对应用进程来说，全部采用C++编程，不需要为特定操作系统进行特别处理，只要在该操作系统上重新编译即可。

混合服务器能力为系统不断扩展提供了大力支持，系统可不断加入新的应用和节点，而且不会受限于原来硬件，保持了系统长久的生命力。