國網(wǎng)浙江省電力公司電力科學(xué)研究院、深圳市中電電力技術(shù)股份有限公司的研究人員李培、馬智泉、楊昊睿、王昕，在2017年第10期《電氣技術(shù)》雜志上撰文指出，隨著電網(wǎng)電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)規(guī)模的快速擴(kuò)展，傳統(tǒng)的文件式臺賬管理方法難于管理、缺失率高、管理效率和質(zhì)量低下等缺陷更加凸顯。

因此，有必要對臺賬管理業(yè)務(wù)領(lǐng)域和流程進(jìn)行細(xì)分，構(gòu)建一套基于B/S架構(gòu)的電能質(zhì)量臺賬管理系統(tǒng)，覆蓋多個與電能質(zhì)量監(jiān)測相關(guān)的業(yè)務(wù)范疇，通過主流瀏覽器實(shí)現(xiàn)面向全網(wǎng)用戶的功能發(fā)布，靈活滿足不同用戶不同場景下的業(yè)務(wù)需求，協(xié)助管理人員實(shí)現(xiàn)對臺賬的高效管理。

隨著電網(wǎng)電能質(zhì)量監(jiān)測終端應(yīng)用規(guī)模的快速擴(kuò)展，電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)正處于從技術(shù)平臺到“技術(shù)+管理”平臺的轉(zhuǎn)型階段，臺賬作為掌握電力生產(chǎn)設(shè)備情況的一種重要管理手段，其合理化、規(guī)范化、系統(tǒng)化、精細(xì)化管理尤為重要。

面對已接入系統(tǒng)的大量電能質(zhì)量監(jiān)測終端，傳統(tǒng)的文件式臺賬管理方式逐漸顯得力不從心，因此，有必要基于電能質(zhì)量管理模式和流程，通過完善的信息關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)，構(gòu)建一套電能質(zhì)量臺賬管理系統(tǒng)，對電能質(zhì)量監(jiān)測及相關(guān)范疇的設(shè)備臺賬信息進(jìn)行數(shù)字化、科學(xué)化的全過程周期管理，及時掌握主要電網(wǎng)設(shè)備的運(yùn)行情況，進(jìn)行預(yù)先管控，減少管理人員的重復(fù)性工作，大幅提升管理效率和管理水平[1][2]。

1臺賬信息分類

結(jié)合目前國內(nèi)電網(wǎng)公司對電能質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)測、管理的業(yè)務(wù)需要，并縱向關(guān)聯(lián)其他相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域，對系統(tǒng)應(yīng)包含的臺賬信息進(jìn)行歸類整合如下[3][4][5][6][7]：1）監(jiān)測點(diǎn)臺賬：已接入的電能質(zhì)量監(jiān)測點(diǎn)臺賬信息；2）監(jiān)測終端臺賬：安裝在變電站現(xiàn)場的電能質(zhì)量監(jiān)測終端臺賬信息；3）非線性負(fù)荷臺賬：已接入或待接入系統(tǒng)的非線性負(fù)荷臺賬信息；4）治理設(shè)備臺賬：電網(wǎng)中已安裝電能質(zhì)量治理設(shè)備臺賬信息；5）電網(wǎng)設(shè)備臺賬：安裝電能質(zhì)量監(jiān)測裝置的變電站其他主要電氣設(shè)備臺賬；6）檢定裝置臺賬：用于對電能質(zhì)量監(jiān)測裝置進(jìn)行入網(wǎng)檢測或出廠檢測的檢定裝置臺賬信息；7）用戶臺賬：需授權(quán)用戶的臺賬信息。

11CDX008-5電能計(jì)量管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與安裝 ￥20.8 領(lǐng)2元券

2系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 設(shè)計(jì)原則

電能質(zhì)量臺賬管理系統(tǒng)以技術(shù)先進(jìn)、結(jié)構(gòu)合理、安全穩(wěn)定、易于維護(hù)、簡單實(shí)用作為基本設(shè)計(jì)原則[8][9][10][11][12]。具體包括：

1）統(tǒng)一性原則：統(tǒng)籌設(shè)計(jì)系統(tǒng)功能架構(gòu)，保證實(shí)現(xiàn)效果前后一致，嚴(yán)謹(jǐn)有序。

2）先進(jìn)性原則：本著“立足現(xiàn)狀、適當(dāng)超前”的原則，采用開放式體系結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)化軟件設(shè)計(jì)，保證軟件的開放性、可擴(kuò)展性，適應(yīng)電網(wǎng)發(fā)展、新技術(shù)發(fā)展和設(shè)備的升級換代。

3）安全性原則：遵循信息化軟件安全管理規(guī)程，保證信息安全。

4）標(biāo)準(zhǔn)性原則：軟件具有良好的互聯(lián)互通性，采用的編解碼協(xié)議、接口協(xié)議、傳輸協(xié)議等遵循國際標(biāo)準(zhǔn)、國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)和相關(guān)規(guī)范。

5）兼容性原則：充分考慮系統(tǒng)擴(kuò)容及功能擴(kuò)展。系統(tǒng)對運(yùn)行環(huán)境（硬件設(shè)備、操作系統(tǒng)等）具有較好的適應(yīng)性。

6）易用性和可推廣性原則：基于B/S（Browser/Server,瀏覽器/服務(wù)器）架構(gòu)實(shí)現(xiàn)臺賬管理功能發(fā)布，并通過人性化的交互體驗(yàn)設(shè)計(jì)保證系統(tǒng)的易用性和可推廣性。

2.2基本性能要求

系統(tǒng)基本性能要求如下：1）要求WEB信息發(fā)布模塊滿足客戶端并發(fā)數(shù)不小于 100 個且性能不劣化；2）要求不超過1萬條目數(shù)的臺賬查詢時間小于3 秒；3）臺賬功能切換及管理操作響應(yīng)時間≤3s；4）支持超過一百萬條的臺賬條目的存儲、展示、管理操作，并且查詢管理時間≤1min；5）臺賬檢索時間≤10s。

2.3用戶權(quán)限設(shè)計(jì)

系統(tǒng)采用基于角色定義的多級用戶分級授權(quán)機(jī)制，根據(jù)業(yè)務(wù)范疇差異，從操作權(quán)限、可訪問功能界面、可訪問臺賬條目三個角度針對性滿足不同層次、不同領(lǐng)域用戶的個性化需求，保證指定用戶只能管理所轄區(qū)域的臺賬數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)信息定向投放，分工明確，有效保障信息不外泄，并且設(shè)計(jì)全閉環(huán)審核機(jī)制，保證每一步管理操作都有審核確認(rèn)環(huán)節(jié)，確認(rèn)信息無誤后數(shù)據(jù)才會正式入庫，保證臺賬數(shù)據(jù)流可追溯，大幅提升信息準(zhǔn)確率[13]。

角色定義包括管理員、高級用戶和普通用戶，不同角色代表不同的操作權(quán)限[9]，例如普通用戶只能簡單瀏覽所轄區(qū)域的功能頁面，無任何編輯權(quán)限；高級用戶可對所轄區(qū)域的臺賬條目進(jìn)行新建和編輯，但是無權(quán)刪除，而且新建條目需經(jīng)過審核才正式入庫；管理員用戶具備完整的管理權(quán)限。

新建用戶流程如下圖1。

圖1新建用戶流程

新建用戶時，通過功能授權(quán)確認(rèn)可訪問功能界面，通過區(qū)域授權(quán)確認(rèn)管理區(qū)域，并需在新建用戶結(jié)束時，選擇上級審核用戶，以便確認(rèn)審核機(jī)制的數(shù)據(jù)流向。

2.4基于中間件技術(shù)的數(shù)據(jù)接口設(shè)計(jì)

中間件（Middleware）可以幫助用戶靈活、高效地開發(fā)和集成復(fù)雜的應(yīng)用軟件，尤其可以支持并簡化那些復(fù)雜的分布式應(yīng)用程序[14]。

本文中采用基于中間件技術(shù)的數(shù)據(jù)接口設(shè)計(jì)，為應(yīng)用程序提供相對穩(wěn)定的高層應(yīng)用環(huán)境，簡化了軟件拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，有效實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)庫之間的信息隔離，保證功能框架的穩(wěn)定性和可擴(kuò)展性。

基于中間件技術(shù)的數(shù)據(jù)接口具備以下優(yōu)點(diǎn)：1）中間件屏蔽了底層應(yīng)用程序及數(shù)據(jù)庫的復(fù)雜性，減少程序設(shè)計(jì)的復(fù)雜性。2）精簡了開發(fā)工作量和開發(fā)周期，減少了系統(tǒng)維護(hù)、運(yùn)行和管理工作量。3）可以有效保證系統(tǒng)的生命周期和可擴(kuò)展性。

系統(tǒng)中基于中間件的數(shù)據(jù)接口主要包括：電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)接口、生產(chǎn)管理系統(tǒng)接口、營銷管理系統(tǒng)接口和手動錄入接口，這四個數(shù)據(jù)接口都是基于封裝好的DLL(Dynamic Link Library，動態(tài)鏈接庫)文件實(shí)現(xiàn)信息交互，如需對數(shù)據(jù)接口進(jìn)行優(yōu)化，直接修改DLL文件即可，無需變更功能架構(gòu)。

這種基于中間件技術(shù)的數(shù)據(jù)交互結(jié)構(gòu)具備良好的可擴(kuò)展性，后續(xù)可以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)營需要靈活擴(kuò)展。

2.5基于SPA的信息呈現(xiàn)模塊設(shè)計(jì)

SPA (singlepageweb application-單頁WEB應(yīng)用) 將所有的活動局限于一個WEB頁面，僅在頁面初始化時加載相應(yīng)的HTML、CSS和Java，加載完成后，SPA不會因?yàn)橛脩舨僮鞫M(jìn)行頁面的重新加載或跳轉(zhuǎn)，而是利用 Java控制頁面動態(tài)變換，從而實(shí)現(xiàn)UI與用戶的交互。

本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了基于SPA的信息呈現(xiàn)模塊設(shè)計(jì)，提供流暢的用戶體驗(yàn)，避免了不必要的頁面跳轉(zhuǎn)和重復(fù)渲染，大幅提升了WEB服務(wù)器的性能。

3系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)

3.1功能架構(gòu)

系統(tǒng)采用模塊化功能設(shè)計(jì)，基于SQL Server 2008企業(yè)版數(shù)據(jù)庫創(chuàng)建不同臺賬類型的數(shù)據(jù)存儲表、存儲過程、索引和視圖，分別實(shí)現(xiàn)各種臺賬信息的獲取、存儲、查詢，最終基于WEB方式實(shí)現(xiàn)面向用戶的臺賬管理功能發(fā)布，電力綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)內(nèi)的用戶都可以通過主流網(wǎng)頁瀏覽器便捷的實(shí)現(xiàn)全部臺賬管理業(yè)務(wù)流程[9][11][14][15]。

系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)如下圖2。

圖2系統(tǒng)功能架構(gòu)

七種臺賬類型通過基于中間件技術(shù)的不同數(shù)據(jù)接口，將臺賬信息存儲至SQL Server數(shù)據(jù)庫，之后WEB功能發(fā)布模塊基于WEB Service實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)查詢和寫入。

按照劃分的7種臺賬類型，臺賬信息的獲取方式分別是：

1）監(jiān)測點(diǎn)臺賬和監(jiān)測終端臺賬的信息來源是電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)，通過專用數(shù)據(jù)接口方式獲取。

2）非線性負(fù)荷臺賬和治理設(shè)備臺賬的信息來源是營銷管理系統(tǒng)，通過專用數(shù)據(jù)接口方式獲取。

3）電網(wǎng)設(shè)備臺賬的信息來源是PMS生產(chǎn)管理系統(tǒng)，通過專用數(shù)據(jù)接口方式獲取。

4）檢定裝置臺賬和用戶臺賬的信息來源是電能質(zhì)量專責(zé)，需要通過完全手動的方式進(jìn)行獲取。

3.2臺賬參數(shù)

每個臺賬條目都包含大量參數(shù)，不同臺賬類型之間通過相近參數(shù)建立耦合關(guān)系，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)不同類型臺賬信息之間的快速關(guān)聯(lián)跳轉(zhuǎn)和數(shù)據(jù)集成。

具體臺賬參數(shù)包括：

1）監(jiān)測點(diǎn)臺賬顯示電能質(zhì)量監(jiān)測線路的相關(guān)參數(shù)，例如：編號、名稱、電站、電壓等級、接線方式、監(jiān)測對象類型、運(yùn)行狀態(tài)、PT/CT變比、最小短路容量、供電設(shè)備容量、用戶協(xié)議容量等。

2）監(jiān)測終端臺賬顯示已安裝在變電站的電能質(zhì)量監(jiān)測裝置信息，例如：編號、名稱、電站、設(shè)備型號、生產(chǎn)廠家、設(shè)備狀態(tài)、裝置級別、出廠編號、檢定日期等。

3）電網(wǎng)設(shè)備臺賬顯示已安裝電能質(zhì)量監(jiān)測裝置的變電站其他主要電力設(shè)備參數(shù)，其下又分為主變壓器、電壓/電流互感器、電力電容器、靜態(tài)無功補(bǔ)償器（SVC）、靜態(tài)無功補(bǔ)償發(fā)生器（SVG）、交流/直流濾波器、換流閥、換流變壓器、平波電抗器等。

4）非線性負(fù)荷臺賬顯示電網(wǎng)中已統(tǒng)計(jì)到的非線性污染源負(fù)荷情況。例如：負(fù)荷名稱、所屬地區(qū)、用戶類別、供電變電站、供電方式、GIS坐標(biāo)等。

5）治理設(shè)備臺賬顯示電網(wǎng)中已安裝的電能質(zhì)量治理設(shè)備信息，例如：設(shè)備類型、生產(chǎn)廠家、出廠編號、安裝位置、補(bǔ)償容量、治理前監(jiān)測指標(biāo)、治理后監(jiān)測指標(biāo)等。

6）檢定裝置臺賬顯示用戶用于實(shí)現(xiàn)電能質(zhì)量監(jiān)測裝置入網(wǎng)檢測和定期巡檢的檢定裝置信息，例如Fluke 6145A，Omicron CMC 256plus等，臺賬參數(shù)包括：裝置型號、生產(chǎn)廠家、出廠編號、精度級別、最新校準(zhǔn)日期等。

7）用戶臺賬顯示系統(tǒng)內(nèi)所有用戶的參數(shù)信息。例如：用戶名、用戶組、角色、可訪問功能界面、可訪問臺賬條目、單位、聯(lián)系方式、上級審核用戶等。

3.3 臺賬管理流程

根據(jù)實(shí)際的管理業(yè)務(wù)需要對臺賬管理流程進(jìn)行細(xì)分[10][11][15][16]，如下圖3。

圖3 臺賬管理業(yè)務(wù)流程

其中：

1）新建：創(chuàng)建一個新的臺賬條目。

2）刪除：刪除一個或多個臺賬條目。

3）編輯：修改臺賬條目的任意屬性。

4）日志：即時記錄所有臺賬管理操作日志記錄，包括：操作用戶名、操作內(nèi)容、操作時間等，實(shí)現(xiàn)全部業(yè)務(wù)流程透明化管理和全維度信息追溯，保證系統(tǒng)信息安全、運(yùn)行可靠。

5）檢索：通過快速搜索和詳細(xì)搜索迅速定位要查找的臺賬條目。

6）自動同步：通過專用的底層數(shù)據(jù)接口自動從第三方信息系統(tǒng)獲取臺賬數(shù)據(jù)并寫入臺賬數(shù)據(jù)表，并且在同步過程中進(jìn)行數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性和唯一性判斷，避免異常數(shù)據(jù)入庫，并且該同步過程為雙向并行，可將現(xiàn)有臺賬管理系統(tǒng)中的新增條目反向同步至第三方信息系統(tǒng)。

7）手動錄入：通過彈框方式將已獲取的臺賬信息通過手動操作的方式逐一錄入。

8）區(qū)域授權(quán)：針對不同用戶進(jìn)行分級區(qū)域授權(quán)，以便確定指定用戶的可訪問節(jié)點(diǎn)范圍及訪問權(quán)限。

9）審核：普通用戶和高級用戶進(jìn)行新建、刪除、編輯等涉及數(shù)據(jù)變更的操作時，未審核之前變更信息存儲在本地的臨時數(shù)據(jù)文件，需經(jīng)過管理員用戶的審核，變更信息才會正式寫入數(shù)據(jù)庫。

3.4 臺賬業(yè)務(wù)流程關(guān)聯(lián)

監(jiān)測點(diǎn)作為整個電能質(zhì)量臺賬管理系統(tǒng)的業(yè)務(wù)核心，有序銜接了其他五種臺賬類型，不同臺賬類型業(yè)務(wù)流程關(guān)聯(lián)如圖4。

圖4臺賬業(yè)務(wù)流程關(guān)聯(lián)

根據(jù)實(shí)際業(yè)務(wù)流程搜尋不同臺賬管理功能之間的共性與關(guān)聯(lián)點(diǎn)，這六種臺賬功能通過編號、變電站、監(jiān)測對象名稱、安裝位置、負(fù)荷名稱等參數(shù)實(shí)現(xiàn)了彼此之間的跨功能關(guān)聯(lián)跳轉(zhuǎn)，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)集成、信息融合和業(yè)務(wù)流程糅合。

4 系統(tǒng)應(yīng)用

基于本文所研制的電能質(zhì)量臺賬管理系統(tǒng)，已于2016年在浙江省電力公司電力科學(xué)研究院實(shí)現(xiàn)并投入實(shí)際應(yīng)用。

系統(tǒng)部署后，基于WEB Service接口實(shí)現(xiàn)了與浙江電網(wǎng)電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)、生產(chǎn)管理系統(tǒng)、營銷管理系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)雙向交互。目前已將其他系統(tǒng)內(nèi)的臺賬相關(guān)數(shù)據(jù)同步至SQL Server數(shù)據(jù)庫，并可按照設(shè)定間隔自動更新。

目前已錄入系統(tǒng)的臺賬數(shù)據(jù)包括：①從電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)獲取的652條監(jiān)測點(diǎn)臺賬和328條監(jiān)測終端臺賬；②從生產(chǎn)管理系統(tǒng)獲取的10萬多條電網(wǎng)設(shè)備臺賬；③從營銷管理系統(tǒng)獲取的186條非線性負(fù)荷臺賬和355條治理設(shè)備臺賬；④電能質(zhì)量專責(zé)通過手動錄入方式創(chuàng)建的3條檢定裝置臺賬和55條用戶臺賬。

電能質(zhì)量臺賬管理系統(tǒng)已實(shí)現(xiàn)WEB方式信息發(fā)布，地市級用戶可以通過瀏覽器快速開展所轄區(qū)域的臺賬管理工作。

相對于傳統(tǒng)離散文件式臺賬管理方法，本文所研制的電能質(zhì)量臺賬管理系統(tǒng)具備良好的應(yīng)用價值和推廣前景，體現(xiàn)在以下方面：

1）通過易用的交互設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)自動同步機(jī)制，大幅提升了臺賬管理效率。

2）打破了所有臺賬數(shù)據(jù)都需通過電力科學(xué)研究院統(tǒng)一管理的現(xiàn)狀，目前臺賬管理業(yè)務(wù)已分?jǐn)傊粮鞯厥泄╇娋郑娏茖W(xué)研究院僅負(fù)責(zé)對系統(tǒng)內(nèi)臺賬條目新增或刪除進(jìn)行審核，實(shí)現(xiàn)專人專責(zé)，有效提升臺賬準(zhǔn)確度和管理效率。

3）通過不同類型臺賬數(shù)據(jù)之間的業(yè)務(wù)聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)多個信息系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)共享和互聯(lián)互通，管理人員可通過引導(dǎo)式操作快速掌握關(guān)注信息。

4）結(jié)合相關(guān)設(shè)備臺賬信息，可以協(xié)助管理人員快速有效的進(jìn)行電能質(zhì)量典型問題分析、電能質(zhì)量治理效益評估、故障原因定位。

5結(jié)論

針對目前電能質(zhì)量臺賬管理散亂、信息斷層等情況，本文研究并設(shè)計(jì)了一套基于B/S架構(gòu)的電能質(zhì)量臺賬管理系統(tǒng)，通過將實(shí)際臺賬管理業(yè)務(wù)領(lǐng)域和流程進(jìn)行細(xì)分，實(shí)現(xiàn)了臺賬管理全業(yè)務(wù)流程覆蓋，基于大數(shù)據(jù)分析技術(shù)對不同臺賬類型實(shí)現(xiàn)信息關(guān)聯(lián)和數(shù)據(jù)融合，打破數(shù)據(jù)壁壘和信息孤島，可以靈活滿足不同用戶不同場景下的業(yè)務(wù)需求，并通過易用的交互設(shè)計(jì)，協(xié)助管理人員實(shí)現(xiàn)對臺賬的高效管理。