浅谈关于配电自动化主站建设的研究

庞国华

摘要：我国经济的不断发展，我国对电力系统及其自动化技术提出了相应的要求，主站建设作为配网自动化的核心部分，其主要目的是使配电网的结构得到优化，配电设备技术等级得到改善。供电可靠性、供电质量、线损率等技术经济指标也将得到明显的改善；能够为该区域配电网下一步的规划、建设提供科学决策；能够提高配电员工的工作效率，减少运行成本，树立良好的社会形象，增强供电企业的综合效益。

关键词：配电自动化主站建设系统体系

中图分类号： U665 文献标识码： A

1主站系统体系结构

1.1基础平台层

由于工作站和服务器的操作系统全部都是采用符合POSIX和OSF标准的UNIX操作系统。而在基础平台层主要包括操作系统、数据库等，所以商用数据库采用目前国际流行的 Oracle 数据库。数据库支持数据的快速访问和处理，支持冗余双服务器热备用机制，冗余服务器之间自动镜像保持数据一致性等要求。

1.2支撑平台层

采用分布式系统开发和运行中间件、基于 CIM 的数据库访问中间件以及图模库一体化管理中间件三部分构成配电自动化应用支撑平台。支撑平台层为上层应用的设计和运行提供开发平台和运行环境，定义电力系统模型的基本结构，为应用间共享的信息提供公共语言以及图模库一体化管理等。

1.3应用功能层

建立在支撑平台之上，实现主站系统对配电网监控以及系统丰富的应用分析。涵盖系统支持平台、SCADA、FA、WEB 发布、配电自动化扩展应用分析、配网仿真系统及调控一体化应用等功能（如图2）。

图2配电终端主站系统应用结构示意图

1.4系统结构

配电自动化系统按分层分布式体系结构设计，为两层结构：配电主站：主要负责北碚配网设备的运行监控和配电运行管理。配电终端：主要负责对开闭所、环网柜、柱上开关、配变等一次设备的数据采集和控制，实现对一次设备的运行监控。

2主站系统功能

2.1调控一体化支撑平台

支持软件包括公共支撑软件和平台支撑软件。公共支撑软件包括关系数据库软件、动态信息数据库软件、CORBA 中间件等。

2.2调控一体化应用功能

在确保配电网安全运行的前提下，以配网自动化为基础，以配网调控一体化智能技术支持系统为手段，优化配网运行、检修、抢修等配套机制，跨区域调配抢修资源，实现配网调度、监视和控制的统一集中管理，提升配网故障异常应急响应速度，提高配网供电可靠性。

2.3图模库一体化维护

2.3.1 10kV 电网模型数据导入

配电调控一体化系统通过GIS系统获取10kV配网图模数据，把配电调度图形系统中的电网模型和图形，按照IEC61968的消息格式，基于统一数据模型基础上构建新的数据交换格式，采用CIMXML/RDF格式的模型数据和SVG的图形数据，通过配置在通信接口服务器上的适配器发送到信息交换总线，配电自动化主站通过总线获取图模数据并完成数据模型和图形的更新。

2.3.2上级电网模型数据导入

变电站内模型由调度EMS系统的主站维护人员在EMS上通过作图工具和数据库维护工具建立电网模型，然后通过与调度EMS系统的接口转换到配电调控一体化系统中。

2.3.3 电网数据模型拼接

配电自动化主站系统通过配电调度图形系统数据交换流程获取10kV配网图模数据，通过上级EMS系统数据交换流程获取了主网图模数据，然后在图模库一体化平台上实现馈线模型与站内模型拼接，从而在配电调配一体化系统中可以得到从110~10kV完整的配电网络模型，为配网调度的指挥管理准备完整的电网模型及拓扑资料。

2.4馈线自动化

主站根据各配电终端检测到的故障信息，结合变电站的继电保护信号、开关跳闸等故障信息，确定故障类型和发生位置。

故障定位：主站根据配电终端传送的故障信息，快速自动定位故障区段，并在调度员工作站显示器上自动调出该信息点的接线图，以醒目方式显示故障发生点及相关信息。

故障区域隔离：主站进行故障定位并根据故障定位结果确定开闭所、环网箱及配电站的隔离方案，故障隔离方案可以自动或经调度员确认后进行。

2.5 WEB

发布功能实现SCADA数据及时发布功能。配电运行相关人员通过浏览器能够浏览配电网的实际运行状态。

2.5.1 配网特色管理功能

系统联络图和线路单线图之间可以方便的切换，并且相关的操作如置数、挂牌等操作可以在任意类型的图形上操作并自动同步。责任区管理：在运检部分别设立不同权限的工作站，并能分别在各配电工区使用工作站实现相应功能，各操作对象相互独立，互不干涉，实现信息分流、报警分流、权限分流等。

信息分区分流：应用信息的分流技术对所有的实时信息进行有效的分流和分层处理，减轻网上的报文流量，提高响应速度，提高整个系统的性能和信息吞吐量。

2.5.2 配网网络分析功能

配电网络拓扑分析是配网所有分析应用的基础。配电网络拓扑分析用于构建动态的配电网络模型，模型体现了设备之间的连接关系、连通关系、配电网络的实时状态，适用于任何形式的配电网络接线方式。根据模型，可进行带电区域划分进行动态着色，分析确定配电区域的供电源点和各点供电路径。模型结构随着配电接线图的设备变更而变化，状态随着配电实时信息的刷新而相应变动。

2.5.3配网分析应用

潮流分析：根据配电网络指定运行状态下的拓扑结构、变电站母线电压、负荷类设备的运行功率等数据计算整个配电网络的节点电压，以及支路电流、功率分布。

合环潮流：合环操作，将引起原供电电源区域的潮流变化，为了保证电网运行的安全性，有必要进行合环潮流计算，以检验相关支路的潮流其有功、无功、电流的数值以及母线电压是否越限。

3主站系统硬件配置要求及方案

3.1系统硬件配置要求

采用功能分布配置方案，按照2017年规模一次建成并能扩展；选用符合国际标准通用的计算机硬件，系统硬件配置扩充时不需要修改任何系统应用软件，增加新的软件模块时应不影响系统运行的稳定性；升级时必须兼容已有的硬件设备。

3.2系统硬件配置方案

主站计算机网络结构采用分布式开放局域网交换技术，双重冗余配置。数据采集服务器、SCADA 服务器、历史数据服务器、应用分析服务器、镜像服务器、通信接口服务器、调度值班工作站、维护工作站、报表工作站等主要节点直接接入主干网。

4主站系统软件配置方案

4.1系统软件配置要求

根据此供电局配网规模，配网主站系统按处理20万以上实时信息点的大数据量处理能力。系统按 8~10 年规模配置所有软件和数据库，保证远景年扩建对系统的要求。

4.2系统软件主要配置方案

4.2.1配电 SCADA 及标准接口

主站系统具备全面的配电SCADA功能，实现对实施区域配电网的实时监控，对所辖变电站自动化系统实施监控接入，具有基于IEC61970/61968标准的接口功能，实现与其他相关系统的互连。

4.2.2 馈线自动化（FA）

具备馈线自动化功能，实现故障定位、故障自动隔离及停电恢复功能，自动完成网络重构及自愈。

4.2.3 WEB 发布

保证配电网运行业务的高效运转，对实施区域内三个配电生产运行操作维护中心，WEB采用C/S方式服务运维操作中心，迅速确定故障区域并进行抢修。

4.2.4配网调度监控维护以及配网扩展应用分析

具备配网调度监控和配网维护应用功能，具备部分配电自动化扩展应用分析功能，包括模型拼接、状态估计、潮流计算网络结构优化、线损分析、无功优化、负荷预测、网络重构等高级应用。

4.2.5 配网仿真系统

完成配电网络仿真计算，实现快速FA和网络自愈分析判断在线应用。使调度监控值班员仿真模拟配电网运行方式，提高值班员应用配电自动化系统，正确判断故障和处理故障的能力，提高综合效率，保证电力系统安全、可靠地运行。

4.3调控一体化技术支持

通过信息交互总线集成配电自动化、调度自动化、在线监测以及将来建设的停电管理、GIS 等系统，建成调控一体化技术支撑平台，实现配网资源共享。