 Smart Grid 智能电网, 2013, 3, 14-21 http://dx.doi.org/10.12677/sg.2013.31003 Published Online February 2013 (http://www.hanspub.org/journal/sg.html) Development and Application of the Online Monitoring and Billing Management System for Grid-Connected Power Plant Renping Liu1*, Fengying Fan2 1Neijiang Power Bureau Sichuan Power Company, Neijiang 2Rizhao Huaneng Power Plant, Rizhao Email: *liurenpingscep@163.com Received: Sep. 18th, 2012; revised: Oct. 4th, 2012; accepted: Oct. 12th, 2012 Abstract: In order to standardize the electricity purchase of the electric power bureau and improve the intelligence of the power plant monitoring and billing management, the online monitoring and billing management system for the power plant is developed in the paper. Firstly the demand analysis is conducted, then the modules for the system are designed, and the three-layer architecture is adopted. The database of the system is constructed based on the Sybase. C/S and B/S mode are used in the system according to the function of the modules. Finally the online operation of the system is described; the accuracy and the reliability o f the system are verified. Keywords: Grid-Connected Power Plant; Online Monitoring; Electricity Price Management 并网电厂在线监测与结算管理系统开发与应用 刘仁平 1*，范丰英 2 1四川省电力公司内江电业局，内江 2日照华能电厂，日照 Email: *liurenpingscep@163.com 收稿日期：2012 年9月18 日；修回日期：2012 年10 月4日；录用日期：2012 年10 月12 日 摘 要：为了规范电业局的自购电的规范，提高电厂监测的智能化程度，论文设计并开发了并网电厂的在线监 测与结算管理系统。首先对并网电厂的在线监测进行了需求分析，根据其需求进行了系统的功能模块的设计， 进而设计了系统的体系架构，并采用 Sybase 构建了数据库系统，对系统进行了优化，采用 C/S 模式与 B/S 模式 相结合的方式实现了系统。通过实际挂网运行，对系统的准确性、可靠性进行了测试。 关键词：并网电厂；在线监测；电价管理 1. 引言 为规范电业局的自购电管理工作，防范非规范化 操作带来的各种风险，规范购电市场秩序，维护电网 经营企业和发电企业双方的合法权益，进一步深化电 厂电能量采集系统应用，迫切需要建立并网电厂在线 监测与结算管理系统(以下简称：电厂管理平台)，将 电厂运行和管理水平与月度发电量计划挂钩，保障电 力系统安全、稳定、有序运行，为并网电厂上网电量 电费结算提供强大的数据基础，全面系统化管理并网 电厂资料，规范结算管理流程和政策依据，实时为并 网电厂提供发电上网数据与结算考核情况，达到规范 化、公开化、透明化目标[1,2]。 论文首先对并网电厂的在线监测进行了需求分 析，根据其需求对系统的功能模块的设计，进而设计 了系统的体系架构，系统由表示层、应用层与数据层 组成，最后对系统的实现进行了介绍，采用 Sybase *通讯作者。 Copyright © 2013 Hanspub 14  并网电厂在线监测与结算管理系统开发与应用 数据库构建了系统数据库，并对其进行了优化，采用 C/S 模式与 B/S 模式相结合的方式实现。通过实际挂 网运行，对系统的准确性、可靠性进行了测试，结果 表明：系统测量准确度高、速度快、适合推广，加速 电厂监控的智能化。 2. 系统设计 2.1. 需求分析 根据电厂电能采集特点以及自购电的要求，对于 并网电厂的在线监测与结算系统应该具有以下功能： 1) 实现换表数据与现有“电能量采集系统”一致； 2) 实现电厂监测点 96 点负荷、96 点电量、月每 日电量数据与现有“电能量采集系统”一致； 3) 实现购电计划编制、上网曲线编制、超计划发 电管理、电厂监测、上网电量报表、电量结算等功能 [2]； 4) 并网电厂用户可通过查询系统查询电厂档案、 计费参数、执行电价、实时负荷曲线、实时电量曲线、 月每日电量数据、上网计划、超计划发电、月购电计 划、月结算单等数据； 5) 实现“用户短信订阅”、“客户经理重点用户设 定”、“电能量分析系统数据短信群发”、“公共短信群 发”功能； 6) 实现公网与内网数据实时同步功能； 7) 系统实现对省级统调电厂、独立小水火电厂、 自备电厂、余电上网电厂的全方位管理。 2.2. 系统功能模块设计 根据系统的需求，对系统的功能模块设计如图 1 所示。主要由应用服务器、档案管理、实时监测、电 价管理、购电计划管理、上网计划管理、电费结算、 短信管理平台与系统维护模块构成。以下是各个功能 模块的详细介绍。 2.2.1. 应用服务器 应用服务器实现数据的管理功能，包括数据同步 接口、数据统计程序、短信群发程序。 2.2.2. 档案管理 档案管理包括并网电厂基本信息、计费参数设 置、主接线图三部分： 1) 并网电厂基本信息包括：并网电厂名、并网 Figure 1. Schematic diagram of the system 图1. 系统的功能结构框图 Copyright © 2013 Hanspub 15  并网电厂在线监测与结算管理系统开发与应用 电厂号、局属、并网电厂地址、联系电话、联系邮箱、 设置：以计量点为单位，下设表计1、 表计 种方式。主接 线图提供 2.2.3. 实时监测 包括：负荷监测、负荷统计两部分。 其中： 2.2.4. 电价管理 电厂设置，电价参数设置应包括电 价版本、 2.2.5. 上网、购电计划 供购电计划录入功能。上 网购电计 数据，进行自动计算上网 电量、 核 实际上网值与 24/96 点负荷曲线对比，计算出合格与不合格电量值，每日、 月统计合 包括人员资料和权限分配两部份，该模 配和人员资料管理，实现权限 灵活分配 架设计 块，系统采用三层结构，具体 包括：1) 表示层；2) 应用层；3) 数据层。图 2为系 统的体系 ntation Logic) 实现用户购电计划、上网曲线、超计划发电管理、 计报表、数据统计 分析、 应用层(Application Logic) 实现数据处理、数据整合，并接受和响应客户机 据层(Database) 接受和响应应用层的请求，并根据各种请求对数 se 的数据库实现 系统选用Sybase 大型关系数据库，Sybase 数据库 角色(ROLE)分工的安全保密管理； 远端数据 为了提高系统的速度，通过重新修改配置变量与 优化。 发电机容量、变压器容量、并网电厂状态(投运、停用)、 结算考核方式(曲线/按月)、结算日、结算时间点(24 点/96 点)、是否全购、电厂性质(代购代销、保护性电 厂)、电厂能源类别(水电、火电)建档人员、建档日期 等信息。 2) 计费参数 2……，每个表计信息应包括：计量方式、CT、 PT、倍率、电表类别(有功/无功/多功能表)、表计状态 (投运、停用)、电价类别、是否丰枯浮动、是否峰谷 浮动、是否考核无功电量等信息。 主接线图提供绘制和文档导入两3) 采用第三方组件，提供在线绘图功能。 实时监测模块 负荷监测用于查询电厂监测点计划功率、实际 功率、超功率曲线，通过曲线用户可直观看出电厂运 行情况。 电价管理分为 电价类别(水电/火电)、电价编码、电价(5 位 小数)、丰枯浮动比例、峰谷浮动比例等。 上网、购电计划模块提 划由计划主管部门月初提出，调度部门根据 每月购电计划，根据实际情况编制各并网电厂上网负 荷曲线(一次功率值，单位：kW)，对按曲线考核方式 结算的并网电厂，应每日下午 16:00 前在负控管理系 统中将次日 24/96 点负荷曲线设置给各厂站，以作为 考核的依据，同时告知各电厂次日负荷曲线。负荷曲 线能按日、月、年等查询统计。 1) 上网电量电费结算 系统自动采集发电上网 拒购电量、结算电量，并产生结算工单。系统 实现结算工单的上下级单位和各部门间的流程化审 批。并网电厂企业能通过外部INTER 公网查询各时 期结算考核情况。 2) 日负荷曲线计划考 通过实时采集数据，实时将 格与不合格电量。 2.2.6. 系统维护 系统维护 块主要用于系统权限分 。 2.3. 系统构 根据系统的功能模 结构图。 2.3.1. 表示层(Prese 电厂监测、上网电量结算、电量统 档案同步、数据同步接口管理的客户机和浏览 器。 2.3.2. 请求。 2.3.3. 数 据库进行相应的操作。 3. 系统实现 3.1. 基于 Syba 3.1.1. Sybase数据库的优点 具有以下优点： 1) 支持海量数据存储，数据处理效率高，性能稳 定可靠； 2) 支持共享 SQL 和多线索服务器体系结构； 3) 支持基于 4) 支持分布式数据库能力。可通过网络方便读写 库里的数据，具有良好的对称复制技术。 3.1.2. Sybase数据库的优化 段调整数据库的方式对数据库进行了 通常情况下 SQL Server会给变量以合理的缺省 Copyright © 2013 Hanspub 16  并网电厂在线监测与结算管理系统开发与应用 Figure 2. Architecture diagram of the system 图2. 系统的体系结构图 值，配置变量分别存储在 master..s aster..syscurconfigs 系统表中，系统管理员(SA)可以 放置数据库对象 于不 3.2. 采用 C/S 和B/S 组合的系统结构 根据系统能需求，本系统采用 C/S 和B/S 相 ， 优势 2) 提供了 更安全 的模 式。3) 量。4) 对于相同的任务，C/S 完成的 速度总比 B/S 快，使得 C/S 更利于处理大量数据。 可 相关信息。 析报表。 灵活的修改报表 的格 cel 无缝 ysconfigures 和降低了网络通信 m 通过运行sp-configure和re-configure命令来修改配置 变量调整系统性能和存储分配[3,4]。 在一个大的、多数据库和/或多硬盘的 SQL Server 环境中，仔细地分配数据库的空间和 同的物理设备上会提高系统的性能。一般来说， 将使用频率较高的表放在 1个物理设备上，而把它的 非聚簇索引(Noneclustered Index)放在第 2个物理设备 上，将其事务日志放在第 3个物理设备上，可以改善 系统的性能。 的功 结合的模式，充分发挥了两种体系结构的技术特点 互补[5,6]。既解决了数据采快速处理的需要，也满 足集群用户并行使用的特点，确保系统浏览查询灵活 快捷，维护方便简单。 系统的应用服务器采用 C/S 模式，C/S 模式的优 点在于：1) 交互性强。 对于其他客户端涉及到的功能模块采用 B/S 模 式，B/S 模式的优点在于：1) 简化了客户端。2) 用户 的操作变得更简单。3) 适用于网上信息发布。 3.3. 系统其它特点 1) 充分采用计算网络技术与计算机分布技术，完 成数据的交换，实现数据资料共享。 2) 利用先进的技术手段，及时、准确、全面、 靠的采集用电数据及其 3) 实现对所收集的信息和数据迅速进行处理，及 时提供管理所需要的各种统计汇总与分 4) 报表系统自动灵活，可用户定制报表和数据分 析。用户通过自动报表生成工具，可 式和统计内容，自行设计新的报表，对定制的 分析主题可实现决策辅助。所有报表均支持与 Ex 链接。 3.4. 系统界面 图3为系统的主要界面。 Copyright © 2013 Hanspub 17  并网电厂在线监测与结算管理系统开发与应用 (a) 登录界面 (b) 主界面 (c) 并网电厂档案 Copyright © 2013 Hanspub 18  并网电厂在线监测与结算管理系统开发与应用 (d) 测量点档案管理界面 (e) 电价管理界面 Copyright © 2013 Hanspub 19  并网电厂在线监测与结算管理系统开发与应用 Copyright © 2013 Hanspub 20 (f) 实时监测界面 (g) 结算单 Figure 3. The interface of the system 图3. 系统主要界面图 4. 应用效果 该系统目前已经挂网运行，取得了良好的效果， 实现了电厂的自动监测与结算，以下是详细介绍 1) 档案管理清晰，完善率达到 100%。通过对统 调电厂、自备电厂、小水火电厂的全面清理核查，辖 区内的 32 家并网发电企业的基础档案、参数配置、 购售电合同、并网调度协议等得以全面、正确地补充 与完善，进一步规范了并网电厂基础管理工作，极大 地方便电力企业和发电企业的查询和管理。 2) 结算考核准确，流程审批通畅，正确率达到 99.8%。系统实时结算考核结果，经过 工连续三个 踪对比，正确率高，避免了人为结算的失误。结 算工单通过系统自动流转，各环节审批迅速，交互性 强，工作效率大大提高。 3) 无纸化办公，有效节约企业成本。改变了以前 通过纸质方式传递合同(协议)、工作票、结算工单等 基础资料，现通过系统一次性导入管理，方便使用者 查询和管理，极大地节约了企业成本费用。 人 。 月跟  并网电厂在线监测与结算管理系统开发与应用 4) 系统运行稳定，可靠性达到 98.6%。在经过全 面系统测试后，通过三个月系统试运行，内外网系统 运行状态良好，响应迅速、交互性强。 5) 数据采集实时，正确率达 99.6%。系统运行的 高可靠性保证了实时采集和传输数据，方便了供电企 业和发电企业实时查询、了解发电机组运行与上网电 量情况，做到了供电企业、发电企业经济效益与社会 效益的最大化。 6) 经济调度，节约能源，发供电企业沟通及时， 供电企业社会认可度大幅提升。发电企业、供电企业 通过本系统实时交互发电与上网电量信息、电力短信 公告等方式相互沟通，做到了经济合理调度，极大地 节约了发电能源，拒购电量现象不再使购售双方关系 紧张，得到发电企业的充分肯定，社会认可度大幅提 升。 5. 结论 在线监测系统进行了设计，根据系 统的需求设计了系统的功能模块采用三层体系结构 对系统进行了实现。系统采用 Sybase 数据库构建了系 统数据库，并对其进行了优化，采用 C/S模式与 B/S 模式相结合的方式实现。通过实际挂网运行，对系统 的准确性、可靠性进行了测试，结果表明：系统测量 准确度高、速度快、适合推广，加速电厂监控的智能 化。 参考文献 (References) [1] 李雪梅. 浅谈电力价格调整与电价管理[J]. 北方经济, 2007, 24: 83-84. 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