配网自动化系统建设方案探讨

汤永成

（广东顺畅科技有限公司，广东 江门 529000）

0 引 言

现阶段，城市用电负荷越来越大，供电企业一方面要增加城网出线，缩短线路供电半径，另一方面要开发和建设高品质的配电网络自动化系统。配电网络自动化融合了计算机技术和自动控制技术等，具有明显的应用优势。近年来，江门市的配电网络结构日趋完善，为配电自动化系统建设工作奠定了坚实的基础。

1 江门市配网自动化建设现状

1.1 配电区域状况

江门市配电网是大型配电自动化系统，如图1所示，分为恩平供电局、鹤山供电局、江海供电局、开平供电局、蓬江供电局、台山供电局以及新会供电局。根据城市总体规划负荷密度大小，可以分为A、B、C、D、E不同的供电区域。其中，A类供电区指中心城区，B类指市区，C类指郊区，D类指远郊区，E类指乡村。当前，江门市有1 207条已经安装自动化的10 kV馈线，配网线路的平均环网率较高，但是负荷过载问题严重，电源点建设落后，没有建立数据监控机构，存在众多薄弱环节。

1.2 配网自动化建设相关成就

近年来，江门市配网自动化建设取得的成就表现在三方面。第一，江门市供电局调度化系统不仅能够提供遥控、存贮历史数据、打印制表等常规服务，还支持无人值班变电站。第二，已经投入使用的GIS应用系统，能够在局部地区内实现全状态电网管理，业务管理人员可以参考电网基础数据制定相关决策。第三，江门市目前的通信系统主要依赖于光纤，可提供多种接口线路，能够传输安全的系统信息和继电保护信息。

1.3 不同区域配网自动化建设现状

A类供电区交通便利，经济发达，但是土地资源十分有限，负荷以居民用电和商业用电为主，一旦出现大面积停电，将造成重大经济损失。数据显示，至2016年，30%的A类供电区线路存在过载运行，因此配网自动化建设势在必行。B类供电区人口密度和负荷密度仅次于A类供电区，要求稳定度较高的供电。至2016年，20%的B类供电区线路存在过载运行。C类供电区土地资源相对丰富，负荷包括居民用电、商业用电以及工业类负荷。D类和E类供电区的平均负荷密度较小，应该逐步实现以遥信为主的配网监视功能。各类供电区截止到2018年8月的配网自动化建设情况如表1所示。

2 配网自动化系统的建设原则和目标

2.1 配网自动化系统的建设原则

江门市配网自动化系统建设应该坚持统一规划的原则。首先，应该进行局部实施，取得明显成果后再全面推广；其次，要分析江门市各类供电区配网自动化建设现状和建设需求，控制系统的建设成本；再次，整合系统信息，提高系统兼容性，优化配网系统。最后，借鉴其他区域的配网自动化系统建设经验，完善配网管理流程，争取早日建设一支高素质的配电自动化系统维护队伍。

虽然配网自动化能够提高配电网运行管理效率，但是前期建设投资力度大，需要花费较多人力资源和运行维护成本，要根据采集数据量和设计功能合理投资配网自动化。江门市配网自动化系统第一阶段定位为局部实施阶段，逐渐增加资金投入量；第二阶段是选择A、B类重要供电区域进行配电自动化建设；第三阶段是将配电自动化扩展到供电可靠性要求高和配电网薄弱环节多的区域。

2.2 配网自动化系统的建设目标

技术人员可以通过配网自动化系统实时掌控配电网的运行情况，优化管理模式和系统运行方式，促进配网运行管理水平和工作效率的提升，最大限度地满足不同供电区的用电需求。遥信、遥测为主，遥控为辅，是配电线路开关的建设目标，并结合系统资源采集配变遥测的信息[1]。

图1 江门配电自动化系统

表1 江门配电自动化主站系统建设状况

3 配网自动化系统配置方案

3.1 硬件配置原则

江门市配网自动化系统采用开放分布式结构，硬件设备采用冗余配置，配网采用冗余双交换式，避免单网故障和网上节点内的单点网络故障对配网自动化系统功能造成影响。配网自动化系统服务器包括数据采集服务器、数据库服务器以及应用服务器。数据采集服务器的数据采集途径是专用通道和网络通道。数据库服务器包括能够管理静态数据的历史数据服务器和负责发布设备信息的WEB服务器。应用服务器包括SCADA服务器和GIS服务器等，能够发布闭环网络化业务。配网自动化系统工作站分为调度员工作站、维护工作站、短信告警工作站以及故障智能诊断服务器等。江门市各个调度中心均配置了2台配调工作站，配电中心负责维护GIS数据。同时，配网自动化系统采用专网和公网方式，交换配网自动化系统和调度自动化系统之间的信息，设置专门的加密认证装置进行联络。

3.2 软件功能要求

配网调度自动化系统支撑平台能够快速分析处理实时数据，提供数据采集和权限管理等服务。配网自动化系统数据库为Oracle、MS SQL Server，报表系统运行于Windows上，能够跨越多种硬件平台统一历史数据。系统采用一体化设计作为图模库，配电高级应用分析和配电仿真等都用同一个数据库和画面。根据各供电区域的生产需求，要加强配电自动化系统和其他应用系统数据之间的交换。交换数据分为实时类数据和查询类数据。查询类数据没有时间限制，实时类数据要确保连接的永久性。

3.3 网络安全方案

配网自动化系统包括SCADA和配网故障处理等。根据安全等级的不同，各个系统可以放在3个安全区域内，其中I、Ⅱ之间配置防火墙以防护网络安全，I、Ⅲ之间配置横向物理隔离装置以交互信息。配网调度自动化系统和调度自动化系统都属于安全I区，通过调度数据网交换信息。在采用调度数据网时，需要在两端安装纵向加密认证装置。

4 配网自动化系统的结构规划

要想促进配网自动化系统的发展，必须确定一种稳定且实用的体系结构。考虑到江门市配电系统网架结构复杂，分布范围广，属于特大型配电系统，所以配电自动化主站系统必须接入大量配网终端。供电局可以按照“统一平台，分散应用”的建设思路选择两层体系结构[2]，利用计算机信息技术和通信网络技术，支撑江门市配网自动化系统结构。该配电自动化主站系统的中心数据库负责集中管理配网采集终端的数据，在管辖权限范围内，下属各供电区域子站能够远程访问数据，以加强各个供电区域配电网的监控和维护。目前，江门市配网自动化主站系统统一了接口模型，技术人员能够同时掌控配电调度自动化系统和计量自动化系统的信息数据。

4.1 两层体系结构组成

主站层和终端层组成了江门市配网自动化系统的两层体系结构，其中主站层设在江门市供电局，局内的中心数据库涵盖了配网采集终端的数据，包括计算机网络服务器、输入输出设备和多媒体等设备。两层体系结构能够有效分离业务和数据，使各供电区域子站在管辖权限范围内突破时间和地点等客观因素限制，并及时进行操作。配网终端层的主要功能是采集数据，安装范围包括配电房和环网柜等。另外，由于江门市供电局和各个供电区域的通信基础已经成熟，可以利用现有配电调度数据网实现各供电区域子站和配电主站网络的通信，通过新建通信通道将电房的配电终端设备数据采集到主站。

4.2 两层体系结构的优缺点

通过远程工作站，各供电区域能够实时查询相应业务的数据，确保市局服务器端和区局子站数据保持一致。无需在所在区局的通信通道上建设终端，控制通信建设成本。通过在主站中心数据库设置和各个相关系统的接口，可以集中管理数据，降低各区域电网维护成本。两层体系结构分割了供电区域，避免市局主站系统过于集中引发的风险，符合配网自动化系统的分区域逐步实施原则。但是，两层结构采用集中采集方式，对市局主站的可靠性和数据采集能力提出了严格要求，且随着配电主站系统采集数据量的不断增大，配电自动化主站系统需要更加优秀的数据处理能力。

5 结 论

综上所述，简要分析了江门市供电局配网现状，包括配网自动化建设相关成就和配网运行过程中存在的问题，论述了配网自动化系统的建设原则和目标，要求技术人员坚持统一规划的原则，分三个阶段逐步建设配网自动化系统。最后，从硬件配置原则和软件功能要求两方面确定了配网自动化系统配置方案。江门市配网自动化系统结构划分为系统主站和配电终端两个层次，能够有效降低通信建设的成本和各区域电网维护成本。