对10kV配电网自动化调度管理系统的设计

万 斌（渭南供电分公司）

对10kV配电网自动化调度管理系统的设计

万 斌
（渭南供电分公司）

摘 要：配电网自动化改造是我国未来电网建设和发展的主要方向。而对于农村电网建设而言，自动化系统的推广和应用就显得尤为重要。鉴于此，本文以大荔县电网建设为例，着重对10kV配电网自动化调度管理系统的设计进行深入分析，试图为之提供可行性建议。

关键词：配电网；自动化；调度管理；设计

0　引言

配电主要是由电缆、架空线路、变压器、无功补偿器以及隔离开关等组成，在电力电网中起到分配电路的作用。在农村电力系统建设当中，配电网直接面向用户提供电能，直接影响着用户端电能使用的安全性、可靠性和经济性。因此，配电网的自动化改造水平就成为了衡量农村电网建设质量的重要标尺。本文详细研究了大荔县10kV配电网自动化调度管理系统的设计，为日后的深入研究提供参考。

1　大荔配电网与系统概况

1.1 大荔配电网概况

大荔县地处陕西关中平原东部。县域面积1776km2，耕地面积9.3万公顷，全县辖18镇，415个行政村，总人口75万人。自然条件属暖温带半湿润、半干旱季风气候。境内地势平坦，土壤肥沃，灌溉条件优越。大荔县是陕西省的传统农业县，境内无矿产资源，经济结构主要以农业生产为主。大荔县供电分公司是陕西省地方电力（集团）有限公司所属的供电营业机构。大荔县供电分公司供电营业区为大荔县行政区域。

截止2013年底，10kV线路1789.708km/73条。其中集团公司资产1405.597km/68条，用户资产384.111km/5条。共有配电变压器3256台，容量495.142MVA。其中集团公司资产1784台，容量213.347MVA；用户资产1472台，容量281.795MVA。共有低压线路4317.98km，其中公司资产2023.21km，集体线路2294.77km。管理配电台区1784座，其中公司959座，集体825座。截止2013年底，大荔县境内共有变电站17座，其中归属渭南供电局的变电站5座，大荔县供电分公司所辖变电站12座。变电站状况见下表所示。

表 大荔县变电站状况表

1.2 自动化调度管理系统特点

大荔县10kV配电网自动化调度管理系统设计原则主要是根据陕西省地方电力（集团）有限公司2014年技术改造计划，结合大荔县电网的发展规划，在大荔电网现有基础上，建立一套满足电网的发展和调度管理需求的县级配电自动化功能的自动化系统，实现电网的信息化管理和现代化管理，保障电网安全、优质、经济的运行；贯彻“实用、适用、智能”的系统的建设要求，系统安全可靠、功能实用完整、经济合理适中；满足电网5～10年的发展需要，系统投运为2014年，设计水平年为2019年，适当考虑远景发展。系统配置按设计水平年的要求考虑，具备远景年要求的扩充能力；在Web服务器上建立实时数据共享中心，向MIS、OA等系统提供实时数据，实现系统间安全隔离。

此外，大荔县10kV配电网自动化调度管理系统的建设应最大限度地利用电网现有的电力信息基础设施，降低工程造价。根据实践运行经验，适应电网的发展需求，满足电网安全调度、经济运行的要求；按照“县级调度机构”考虑建设，建成一个完整的县级配电网调控一体化的自动化系统，并预留未来扩充高级应用接口和容量。限于目前地电集团大荔电网电力通信系统还比较薄弱这一现状，采用公网无线GPRS/CDMA等方式实现配电自动化所需电网运行工况信息的采集。根据《陕西省地方电力（集团）有限公司智能配电自动化典型设计方案》（以下简称“《典设》”）中供电区域类型划分标准，根据大荔电网主要指标数据分析，大荔县10kV配电网自动化调度管理系统按照A类标准进行设计。

2 自动化调度系统软件功能设计

2.1 自动化调度系统总体设计

大荔县10kV配电网自动化调度管理系统设计采用快速以太网技术构建整个调度中心计算机应用系统的总体网络架构，构成配调计算机应用系统的各子系统采用快速以太网技术，基于TCP/IP，并支持最新的IPV6。该系统在设计过程中按照安全防护分区方案，设置正反向隔离装置实现“生产控制大区”和“管理信息大区”的隔离，在调度数据网的接口处设置纵向加密认证装置，实现纵向信息的安全传输，大荔县10kV配电网自动化调度管理系统总体设计如图1所示。

图1　配电网自动化管理系统设计图

整个调度自动化系统的体系结构采用三层/多层的体系结构。从广义上分为硬件和操作系统层，数据库和分布式应用的支撑平台层和应用系统三个层次，各个层次还可细分为更多的承担不同任务的功能层次。硬件和操作系统层是完全商业化的产品，本系统根据自身需要采购合适的硬件平台即可，应用系统层是本系统集成商需要根据系统的实际需要开发的各种应用功能软件层次。分布式应用支撑平台和数据库则是本系统的中间环节，为各功能模块提供一个集成的运行环境。支撑平台采用分布式结构并符合相关标准（如POSIX、SQL、OSF/MOTIF等）的开放式体系，以便未来需求增加时，能够很容易地通过改变上层软件即可实现所需要的应用功能，而不需修改底层的各种程序。配电主站系统应用支撑平台包括分布式系统开发和运行中间件、基于IEC 61970CIM的数据库访问和图模库一体化管理中间件等三部分构成。

2.2 主要功能设计

配调中心是大荔供电分公司的生产运行单位和内部职能机构。为保障电力系统安全、优质、经济运行，促进资源的优化配置和环境保护，依法在电网运行中行使调度权，在地电集团渭南市调（地级调度）的直接领导下，对所辖电网的运行进行组织、指挥、指导和协调，并逐步实行自动化和通信等专业的运行、检修管理。按照国家有关调度规程规定的原则为电力客户提供优质、规范的服务。

实现配电网调度、集控一体化功能的SCADA系统和部分使用的网络应用功能，覆盖所辖地区10kV配电网，力争在功能和性能方面达到国内同类型配电水平，确保电网运行数据可以上传至渭南市调。大荔县10kV配电网自动化调度管理系统主要负责本地区电网的调度管理，组织执行上级调度机构发布的调度指令；负责组织实施上级调度机构及上级有关部门制定的有关标准和规定，负责制定本网的有关规章制度；服从上级调度机构的统一调度，维护全网的安全、优质、经济运行，负责调度管辖电网的安全、优质、经济运行和按计划或合同发电、供电，并按上级调度要求上报电网运行信息；组织编制和执行本地区电网的运行方式；参加上级调度运行方式的计算分析，运行方式中涉及上级调度管辖设备的要报该调度核准；负责制定、下达和调整本地区电网日发、供电调度计划；监督计划执行情况；批准调度管辖范围内设备的检修；对调度管辖范围内的配电网进行集中控制和操作管理；负责指挥调度管辖电网的事故处理，分析事故原因，制定提高本地区电网安全运行水平的措施；负责实施本地区电网通信网络、继电保护和自动化系统的规划，并负责运行管理和技术管理。

3　自动化调度系统硬件设计

配电管理（Distribution Management System，DMS）主要是指对变电、配电以及用户端全过程的监视、控制、管理的综合自动化系统，具体包括配电自动化（DA）、地理信息系统（Geographic Information System，GIS）、配电网络重构、信息管理系统（Management Information System，MIS）、需求侧管理（Demand Side Management，DSM）等部分。

配电网自动化调度管理系统是一种以现代通讯技术、计算机技术等为核心的电网远程监控和调度系统。主要结构可以分为信息采集和命令执行、信息传输、信息收集、处理以及控制。配电网是电力系统中的重要组成部分，其智能化、自动化管理是电网远程控制的有效保证。配电网自动化调度系统采用分布式结构设计，通过分布在电气设备上的终端设备和通信装置，实现对配电网的分层控制。

根据《典设》A类主站系统设计原则，系统以冗余的高速局域网构成开放的系统架构，采用主、次二级交换式网络，根据应用软件功能的不同配置硬件设备。系统主干网络采用冗余的双1000M交换局域网实现主要硬件设备的互联，系统架构。SCADA/数据库服务器应用功能配置2套4核的PC服务器，并安装实时数据库和历史数据库管理系统，实现主站系统的调度SCADA及集控功能。每套需要配置不少于2TB的大容量磁盘用于存储各种实时和历史数据；配置2套调度员工作站，采用带3个独立显卡的2核PC工作站，每套工作站配2个22英寸的液晶显示器，第3个显卡用于投影仪；配制1套维护/报表工作站，与调度员工作站配置和选型一致，但只配置1个22英寸的液晶显示器；前置服务器2套，配置采用4核的高档PC服务器；接口服务器需要承担大荔配电自动化系统公网通信方式的数据通信任务，接口服务器内装设各种远动规约库，包括但不限于：IEC 61850−5−101/104、TASE.2、CDT、DNP、μ4F等。以确保目前大荔配电自动化所辖电网现有配网自动化终端设备的顺利接入，也利于以后新建线路的顺利接入。配置1套公网数采服务器，配置PC工作站，用于无线公网数据接收及转发；配电自动化电力调度数据网设备配置：1套多业务接入的路由器和2套数据网接入交换机、1套公网数据交换机；正反向物理隔离装置各1套；Web服务器1套，用于实现系统的信息发布和向其他相关系统转发实时数据。Web服务器的选型与接口服务器一致，但磁盘容量需要配置不少于1TB的容量；整个系统配置2套局域网主干交换机，全部采用1000/100/10MB自适应接口，端口数量不少于24个；配置1套GPS用于全系统的时钟同步。具体结构如图2所示。

图2　配电站自动化主站系统框图

4　结束语

综上所述，伴随着国家电网技术的快速发展，农村电网的改造和升级工程取得了巨大的成效。本文结合大荔县10kV配电网自动化调度管理系统的设计，就其总体框架和功能进行了详细分析，实现了配电网智能化管理，使之成为农村电网优质、高效、经济运行的有力保障。

收稿日期：（2015-04-28）