(身份证号码：44172119911213XXXX)
摘要：电量采集系统是电力系统自动化信息采集系统， 传统系统已不能满足供电公司相关业务对电量高级应用的需求， 需要进行业务升级。文章提出了基于三层 B/S 体系的电量采集系统设计方法， 通过对 C/S 和 B/S 体系原理上对比分析， 证明了本文提出的方法能更加适应目前电力采集系统的各方面的需求。
关键词：电量采集系统；三层 B/S 体系；升级改造
我国智能电网概念提出以后， 电量采集系统的研究和应用得到了飞速的发展，该系统的应用使电网运行的稳定性、可靠性以及电能计算方面的准确性得到了很大提高。截止于2014年，全国95%以上的变电站电能信息的采集均使用了自动电量采集系统，但大多数都是基于C/S模式的系统。随着电力网络复杂程度的不断提高，以及电网信息化、自动化、网络化要求的不断提高，该模式已经逐渐不能满足系统需求，所以对传统电量采集系统进行升级改造，构建更加智能的电量采集系统显得尤为重要而且非常具有现实意义。
1C/S模式与三层B/S体系理论研究
1.1C/S模式简介
C/S模式是指网络系统，以分布式计算处理网络系统为基础，将复杂的网络应用程序、用户界面GUI应用程序处理和数据库访问相分离，在客户机和服务器之间通过消息传递机制的对话，由客户机请求到服务器，服务器相应处理后向客户交付机制。但是，C/S模式通常是建立在专用的网络上，运用范围较小，通常安全级别较高的信息系统采用该模式，但对于电量采集系统，由于电力网络的不断扩大，C/S模式已然不能满足实际的工程需要，需要寻找更适合实际的数据传输方式。
1.2三层B/S体系理论研究
随着互联网技术的不断发展，信息发布和内容检索更适合应用在Web上进行，目前系统正朝向多级方向发展，而不在是传统的C/S模式。如今的信息网主要将Web技术作为技术的核心，而这种转变在这种新的模式下有了新的意义，这种新型多级分布式结构就称作浏览器/服务器(Browser/Server)体系。B/S模式主要有两个组件组成：浏览器和服务器。所有的应用数据和应用程序都安装在系统服务器上面，浏览器则是安装在客户端上面，由于浏览器具有动态扩展应用程序的功能，浏览器需要通过下载服务器上的程序进行数据应用。服务器由多层结构组成，可以随时根据需要动态扩展应用程序，客户利用浏览器将需要进行的操作信息发送给远程服务器上，服务器会接收到这些操作信息并且做出反映并进行处理，处理的结果会反馈给用户的浏览器。B/S结构对客户端的工作进行了化简，大多数工作主要由服务器来承担数据访问和操作都在服务器上运行，而客户端上只安装少量的应用软件。具有开发和维护成本低，可跨平台操作，网络开销少，不存在数据库瓶颈等优点。
2电量采集系统核心功能设计
2.1基于三层B/S体系的数据服务设计
电量采集系统在设计过程中，根据系统中不同服务所负责的内容将应用进行分类，控制界面部分可以对整个系统的所有功能进行远程控制，功能逻辑组件可以根据逻辑要求进行逻辑封装打包，把整个系统的全部功能根据不同功能之间的相关程度分成不同的基本处理单元，将不同的组件合理的进行组合和封装来使系统能够动态智能的根据应用情况进行扩充。每一个具体的组件都为其他应用对组件的使用提供了相应的程序接口，即其他的程序和功能能够通过Web服务远程实现对系统的操作。主要包括数据管理模块、数据挖掘模块和数据对外接口模块。
.png)
规律一:机组振动最大处随着阶次的不同而发生位置不同，而同一阶次时，机组其他部件处振动相对不大。针对机组振动幅值过大位置，需进一步开展系列减振措施或者避开临界转速，以使振动值在正常工作容许范围内。规律二:随着阶次的增加，不单单机组中各个主部件例如压缩机、烟机、发电机的振动要考虑，而且联轴器的振动也不容忽视，在运行机组时，有必要分析各个联轴器的扭转振动，本机组整体扭振Campell图研究如图13所示，在正常转速内不会发生扭转振动。
2.1.1数据管理模块设计。该模块负责的功能是将各个终端数据采集器采集到的数据进行统一的加工和处理，为后续数据的使用提供可靠、准确的数据。数据管理主要有4个功能模块组成：数据过滤：为保证数据的正确性，当数据在存到数据库之前要经过相应的检查，对不正确的数据可根据需要保留原始信息，供系统分析使用。数据检查：数据的完整性和正确性是极其重要的，系统会提供检测的分析手段，当数据正常时，系统采集数据；当数据出现错误时，系统会检测到数据的异常，此时系统将自动对数据进行补采，并且提供异常数据报告。数据计算、分析：用户可自行对数据进行计算统计和分析，主要途径是配置或者是编写相应的公式。数据存储管理：数据的存储上会对数据进行分析，会按照类别对数据进行分类，以将其应用于各个不同的应用上，对数据进行统一的管理。
2.1.2数据挖掘模块设计。按照系统应用的数据特点分类，采集系统的数据可分为基础数据、原始数据和统计数据三大类。基础数据包括公共代码、标准数据、组织机构、电网资源信息等，为规范标准的数据字典，在通常情况下，在系统初始化时，这些导入方式为一次性导入，并且要求与营销系统保持同步状态。原始数据主要包括信息档案数据、用户用电数据、运行管理数据、管理过程数据。统计数据指在以上数据基础上，根据应用需要通过计算、加工、处理生成的数据。主要有采集质量统计数据、预付费管理统计数据、有序用电管理统计数据、综合用电分析数据、重点用户监测数据、异常用电分析数据、电能质量监测数据、配变监测数据、线损、变损分析数据、上下网电量统计数据等。
2.1.3数据对外接口模块设计。与营销业务系统连接的方式是通过接口技术，要遵循相应的统一的规范，以保证系统可以保障成为营销系统的数据支持并做好后台的保障工作。电力现场数据采集系统做为一个独立的运行系统，需要与相关的系统进行互联互通，实现数据共享，消除信息孤岛，充分发挥数据的价值。目前系统与其他系统的接口方式非常之多，一般来说，接口方式主要为文件方式、规约方式、中间件方式、中间数据库方式以及WebService方式等。
2.2电量采集器终端信息采集硬件设计
数据的采集和采集到数据的传输是抄表技术的最根本目标，所以，抄表系统需要具有能够整合各种类型设备的系统。目前最新研制出来的智能电表用户用电信息采集装置不但能够准确的读取很多国产设备采集的数据，而且也能够采集部分国外的设备。电量采集系统采集器是由多个模块组成的，在安装使用过程中，可以根据不同的实际需求，选择不同的模块进行组装以符合采集器的实际应用条件，这种方式不但对设备运行的可靠性有了很大的提高，而且大大降低了采集器的制作成本。整个数据采集器硬件模块主要MCU、RAM、RTC、323/458、Modem、Etherner、GPRS/GSM几个模块。
2.3电量采集器终端信息采集软件设计对采集器硬件设计结束后，下一步就需要对采集器的内部软件进行设计。根据上面对采集器各个硬件功能的分析，软件终端系统共包括六大辅助运行模块。数据采集装置与各个电表之间通信模块是根据一个采集装置可以对应多个电表用电信息数据的设计结构，由于每一个电表都对应自己的独一无二的标签地址，数据采集器可以根据电表的地址分别单独控制不同的电表，电表收到传输数据的信号以后，将其采集到的用电数据通过通讯线路上传给采集器。定时任务模块在系统中主要的任务是对各项操作的执行时间进行设定，所有模块的运行时间界定都是以该模块为标准，如设定时间使数据采集器采集到的数据整理和上传的时间，以便主站在规定的时间内获得电量数据。数据采集装置同上级设备的通信模块能够和一千台左右的数据采集设备进行消息数据的交互，由于定时器的存在，数据采集装置可以自动对采集到的数据进行整理，并且在设定的时间上传给上一级计算机。
3某供电公司电量采集系统升级改造
3.1系统建设情况概述
某供电公司电能量采集主站系统，是于2005年建设的，实现了所辖区域内的所有关口表计的计量。随着电网快速发展，硬件方面，系统服务器设备老化严重，内存和存储容量偏小，随着历史数据的不断增加，服务器长时间超负荷运行，数据库也无法满足电网发展下大规模数据量的存储要求；软件方面，现运行的电量采集系统主要完成了数据采集和一些简单应用的功能，系统采用C/S的技术架构模式，不能进行功能扩展及数据共享，系统已不满足运行要求，需要进行架构升级。
3.2系统主站和采集器终端设计
电量采集系统采用的是集群系统，它是由双机或者多机数据库服务器组建而成的，利用并行处理方式将所有机器组装成一个计算机集群，该集群同时共用一个或者几个计算机磁盘组成的一个大型阵列，这种搭建方式不但能够很好的平衡各个机器的所承担的数据处理量，而且同时多余的磁盘能够作为其他磁盘的备用，这种方式大大提高了整个系统的安全性和可靠性。
3.3系统网络构建及安全防护设计
该供电公司网络总体拓扑结构选择星型拓扑，由市公司汇聚层、县公司汇聚层和接入层组成。市公司汇聚层汇接所辖县公司节点及市区110kV，35kV变电站。县公司汇聚层汇接管辖范围内的变电站，110kV及35kV变电站组成网络的接入层。在变电站的调度的网络建设上，110kV，35kV变电站主要采用的是传统的路由技术组网，在变电站内，不将VPN的划分考虑在内，业务终端在实时的VPN内并与地区调度的数据网相互连接，在省内，在市县之间，有相应的通道进行相互连接，各个省份之间通过逻辑隔离设备进行相互连接，从而实现与110kV及35kV变电站之间的业务数据的传输任务。该公司同时对系统的网络安全进行了防护设计，当外部边界发生攻击或者是侵入的情况下，能够防止这种攻击，防止一次事故和二次系统发生崩溃的情况；保证数据的保密性，防止其他没有通过授权的用户访问数据，非法访问获得非法信息。重点做到了抵御黑客、病毒等通过各种形式对系统发起的恶意破坏和攻击，能够抵御集团式攻击，重点保护电力实时闭环监控系统及调度数据网络的安全，防止由此引起电力系统故障。
4结论
本文从电量采集系统的整体结构出发，对系统的组成及架构建设，基于三层B/S体系的电量采集系统进行了分析研究，并且以某供电公司电量采集系统的升级为例，将本文研究的内容运用到实践当中。系统具有开放式的网络体系结构，保证了系统的可扩性和与其他网络系统的互联性(开放性)；采用群集系统，大幅度提升系统的可靠性，消除系统停机时间；具有开放的数据库和数据结构，以适应计费系统政策多变的特性和二次可开发能力，提供了灵活而安全(安全性)的数据管理机制，保证了数据的及时性，连续性及一致性；基于三层B/S体系，很好地满足了电能量采集系统对开放性的要求，为未来电子商务技术在电力市场中地更广泛的应用打下良好的基础，并可以通过不同硬件平台的混合配置和不同应用组件的拆分组合针对不同的用户的需求，来组建出满足各种级别用户的不同的系统；系统具有自诊断和对数据的自校核能力，保证了数据的准确性，完整性。
参考文献：
[1]电力自动化系统中电量采集和计量的运用[J].蔡彩云.南方农机.2019(24)
[2]10kV配电站电量采集及远传系统的实现与应用[J].黄显环.机电信息.2016(33)
[3]电力自动化系统中电量采集和计量的运用[J].刘爽,曹展千.民营科技.2017(08)
[4]基于智能电网环境的电量采集系统研究[J].苏晓梦,郭洁.科技风.2017(16)
[5]基于物联网的电量采集及分析系统设计[J].陈宏钢. 科技经济导刊. 2017(20)