配调一体配网自动化系统的设计与实现

张鑫

【摘要】本文围绕调配一体配网自动化系统，首先分析了配网自动化的基本内容，进而详细论述了调配一体配网自动化系统的设计和实现过程，最后，本文论述了调配一体配网自动化系统的未来改造方向，以期能够为我国调配一体配网自动化系统的建设提供参考。

【关键词】调配一体；配网自动化系统；设计；实现

中图分类号：TV文献标识码： A

一、前言

调配一体配网自动化系统的设计必须要符合每一个地区的实际情况，必须要按照当地的配电和用电需要进行系统设计。同时，在构建系统的过程中，要秉承节约成本，提高效率的原则。

二、配网自动化的基本内容

1、基本概念。配网自动化是一个集成化的自动化系统，能够在在线状态下，对配电网各环节设备进行实时监控、协调与管理，进而对整个配电网系统进行优化。配网自动化系统由通信网络、配调自动化主站系统和监控系统等组成。供电局的配网自动化系统则由配电自动化系统和配电设备的管理自动化系统组成，这是两个相对独立的系统，都是通过数据库的映射来对配电测控终端的数据进行实时共享。

2、目标。配网自动化系统的主要目标就是提高城市供电的可靠性，在改善城市的电能质量基础上进而提高电力管理效率和经济运行效率。配网自动化系统主要通过各个组成系统，如配电子站系统、配电主站系统和户外测控终端等，运用计算机网络和科技技术对配电网络进行实时的监督、控制。同时，通过建立基于GIS的DMS系统和建设DA来实现对配电网络的在线与离线、电网信息与用户信息、地理图形和电网结构的有效监控，为配电管理提供了完整的时间与空间相结合的现代数字配电管理，能有效对配电系统进行规划、设计、调度、抢修、营销和客户服务等，使配电系统住进走向现代化，发展为数字化供电系统。

3、系统发展的主要制约因素。配网自动化系统的发展受到诸多因素的影响和制约，主要分为三个制约因素。第一，设备、线路的供应能力不足。供电区域的设备不具备电控能力，线路不具备转供能力，不能很好地满足配电自动化系统的发展条件，这就需要对其进行系统性的大面积网络结构优化，而这需要强大的资金作为后盾。第二，配电设备点多面广。配电网络系统需要在城市的大街小巷进行全面分布，其需要更多的监控设备和资金投入。第三，配网自动化系统的实时需要独立的通信网络。配网自动化系统需要馈线自动化功能作支撑来保证其实施的安全性和有效性，这就需要建立独立的通信网络，这也需要很大的投资。

三、系统的结构设计

配网自动化系统为二层结构,即:

第一层:主站,主要负责某地整个10KV及线路、设备及用户的运行监控和配电运行管理。

第二层:配电终端,主要负责对线路、配电室的开关、配变进行数据采集和控制。即在配电网络中采用环网柜加装FTU并设置实现配电自动化，该层分为FTU和TTU。

第一层主站系统位于某地配电调度中心,主站从各个终端获取配电网的实时信息,从整体上对配电网进行监视和控制,分析配电网的运行状态,对整个配电网络进行有效的管理,使整个配电系统处于最优的运行状态。还具有故障诊断、定位、隔离、恢复供电的功能,实现变电站10KV出线的馈线自动化。它是整个配电网监控和管理系统的核心,主要由以下几部分组成:

1、配电网SCADA子系统

2、馈线自动化子系统(FA)

3、配网高级分析软件(PAS)

第二层配电终端负责环网柜、柱上开关、箱式变和配电变压器监控,具备故障检测、上报功能。

四、主站系统

1、主站系统总体设计

主站系统是整个配网自动化监控和管理系统的核心,主站系统不仅具备数据采集(遥信、遥测)、报警、事件顺序记录、事故追忆、远方控制(遥控)、远方调节(遥调)、计算、趋势曲线、历史数据存储和制表打印、事件记录等常规SCADA功能,还具有配电网络故障诊断、故障隔离、网络重组等功能,支持无人值班变电站接口,实现馈线保护的远方投切、定值的远方设置和修改、线路的动态着色等功能。整个系统主要包括配电网SCADA子系统、配网自动化(DA)模块(完整的DA功能包括变、配电站自动化和馈线自动化)等内容。

硬件平台:服务器采用了支持RISC技术的SUN系列服务器、IBM、HP服务器,工作站则采用了DELL系列PC、联想、HP的工作站。

操作系统内核:采用UNLX、Windows NT和Windows2003、Windows 2008、Linux多操作系统的混合平台。主站服务器采用高实时性、高可靠性的UNIX操作系统,前置系统的服务器采用Windows NT系统以满足稳定性和可操作性,所有工作站采用性能价格比高的PC机,安装Windows2003、2008,全面考虑运行维护人员的可操作性。

网络:采用分流/冗余的双网机制,遵循ISO—OSI七层网络参考模型、TCP/IP、X.25、PPP等。采用跨网解决方案,实时部分采用专用局域网,管理部分宜采用虚拟网络或路由器方式与现有的MIS网共用,在逻辑上应保证整个系统的安全性、一致性和实时性.

数据库:历史库采用关系型商用数据库Oracle,实时库采用面向对象的内存数据库。采用商用数据库和实时数据库相结合的数据库系统体系结构可同时满足对数据的可靠管理和电力系统对数据实时性的要求。

图形人机接口:X-WINDOW, Windows系统，UNIX系统、Solaris系统、Linux系统。系统同时支持多种通讯规约:

(一)新部颁CDT规约

(二)IEC-870-5-101

(三)应用层支持远动通讯协议正IEC-870-5-104

主站系统的建设符合国际和国内的相关标准,支持互联网技术,具有良好的人机操作界面,支持色彩丰富的画面,具备很高的系统安全和保密性。主站系统具有一套远程维护软件,厂家可以拨号远程维护主站。系统提供可靠的安全管理机制,采用分层、分级的管理模式,与其它系统互联也建有可靠的安全隔离机制,安装了必要的防火墙。

2、系统配置图

图1配调自动化系统配置示意图

3、主站配网自动化与调度自动化功能要点

（一）数据采集；

（二）数据传输与交换,包括与地调SCADA/EMS系统、客服系统、MIS系统等的交互；

（三）数据处理,包括坏数据检测、工程量转换、制表、数据的计算和统计等各项功能；

（四）控制功能,特别考虑控制方式和联锁条件的设计；

（五）事件/事故报警处理,重要报警可启动事故追忆,可自动推出相关画面,并能事故重演。故障事项可以启动配网调度工作站中DA控制操作与自动处理界面GIS系统故障处理功能；

（六）人机界面的多功能性和灵活性,如:支持图形的线路动态着色功能和潮流方向标志功能:

（七）报表管理与打印输出；

（八）系统设备管理、监视与维护；

（九）系统容量及性能指标的严格要求；

（十）其它重要功能要求,如权限管理、历史数据库存储、实时数据库和商用数据库相结合、web浏览功能、智能化网络管理功能及系统容错措施。

五、配调一体配网自动化系统的改造方向

配网自动化系统规划设计的四点原则 ：

1、配网自动化系统的设计应在配电规划的基础上，根据当地的实际供电条件、供电水平、电网结构和负荷性质，因地制宜地选择方案及其设备类型。

2、应将用户对供电可靠性要求较高的区域作为首期实施自动化的区域，在实施前必须经过电网改造，使供电半径趋于合理，网架结构得到加强。

3、以辐射网络供电为主且未具备互连条件的区域，可按就地智能化目标来规划并组织实施。

4、配网自动化系统主站原则上应与调度自动化系统一体化设计。电网规模较大，而且基础条件成熟的地区，可以进行统一规划、分别建设。

六、结束语

综上所述，调配一体配网自动化系统的设计首先要明确系统包含的各个要素，从而有点有面的展开系统的设计工作。在系统具体应用过程中，要尽量优化系统的运行过程，精简系统的结构，提高系统运行的效率。

【参考文献】

[1]李凌，馈线自动化技术方案研究[J]，电力勘测设计，2011（04）

[2]贾俊国，农村电网配电自动化系统建设模式的探讨[J]农村电气化，2012（03）

[3]赵亮.电力配网自动化通信系统的发展分析，2010．