对10 kV配电网自动化建设的探讨

王 凯

（国网陕西省电力公司华阴市供电分公司，陕西 华阴 714200）

0 引 言

智能电网的建设中，配电网是基础，配电网自动化对于智能电网建设具有显著的现实意义。配电网自动化利用现代电子信息技术、电力通信技术及计算机技术等，主要保证配电网的正常运行以及故障情况下的保护、检查及控制等，进一步提高供电可靠性。

1 10 kV配电网自动化建设概述

1.1 关于配电网自动化的简述

例如，某金融新区试点了智能配电网自愈控制技术。基于该技术的运用，该区供电可靠性高达99.999%，每年平均停电时间只有0.51 min。

目前，在国内已经形成了以SCADA为主的自动化系统，包括RTU服务器（前置机服务器）、SCADA服务器、MMI（调度工作站）、报表工作站、DA服务器及GIS服务器等。根据Q/GDW11184—2014《配电自动化规划设计技术导则》的规定，配电网自动化至少要包括主站、子站、配电终端及通信网络，主要面向对象就是10 kV及以下中低压电网。系统框架如图1和图2所示。

在具体的配电网自动化建设中，一般需要保证电源点可靠，配电网布局、规划及线路可靠，FTU、RTU等设备可靠，通信系统可靠，软硬件可靠[1]。

1.2 配电网自动化建设方面的问题

一方面，我国配网自动化建设方面起步较晚，目前主要还是试点推广阶段。实际上，配电网自动化对于供电可靠性意义显著，但是因为计划性检修停电的比例在增加，如果单纯从供电可靠性上说，配电网自动化下的DA+SCADA已经出现了瓶颈。具体地，DA即自愈，是对配电网故障的自动隔离，并保证非故障段的供电可靠性，降低停电时间。实际上，因为没有配备完全覆盖日常变配电及调度工作的系统，DA+SCADA功能上还比较单一，即示范性很强，但实用性则需要考虑。

图1 系统功能架构

图2 系统功能模块

另一方面，在配网自动化建设中主要考虑的还是供电可靠性。在实际的建设过程中，虽然功能性相对单一，但是要考虑到配电网生产、调度、运行以及服务的全过程，从供给和需求来说，配电网自动化应该是涵盖了供给侧和需求侧所有信息的。目前，信息孤岛问题也是一个比较大的问题。例如，用电侧的实时信息由采集和监控系统收集并存储，GIS则主要收集和存储设备信息，用户信息则主要依靠CIS系统，而这3个系统实际上是分属不同部门的。现在正在探索执行抄核收和账务一体化营销管理，就是为了解决信息孤岛问题。实际上，因为顶层设计还不完善，信息孤岛在客观上还是存在的[2]。

此外，因为配电网自动化还是比较新的一个技术体系，现在主站系统的技术壁垒比较高，国网系的主站开发商的优势还十分明显，有一定的垄断性质，但是子站倒是非常丰富。集成度高的主站系统比较少，如集成GIS、SCADA、CIS及MIS的主站系统。

2 10 kV配电网自动化建设思路

目前，10 kV配电网自动化建设虽然存在一些问题，但是对配电网自动化的探索是非常关键的项目。目前也有一些比较成功的成果值得借鉴。

2.1 案例分析

某供电公司要实现DMS（配电网管理系统）系统支持配电网规划、运行、设计、检修及调度，实现配网自动化，实现电网经济运行，完善故障报修。因此，该供电公司在配网自动化建设上考虑配电网络建模和拓扑、负荷建模以及校准、配电潮流及网络结构优化等方面来实现DMS的高级应用，并且预留CIS接口、PTI接口、大屏显示接口、FTU接口、子站结构及SAP接口等。该公司DMS中DA+SCADA以及配电高级应用有SPIDER系统平台支撑，GIS系统则有GE SMALLWORLD系统平台支撑，TCM系统则有CADOPS系统平台支撑。3个系统平台遵循IEC61968标准，但是GIS相对独立。GIS有AM、FM功能，可作为DMS的数据基础系统。电气元件的拓扑关系全部由GIS来建立，然后在SPIER平台运行。GE SMALLWORLD平台收录GIS系统的地理地图、设备属性及电网拓扑等数据，然后输出到数据工程平台，完成RTU、FTU及SCADA的参数定义和SPIDER平台的参数定义，最后输出到SPIDER平台应用[3]。表1为ABB公司的解决方案示例。

表1 ABB公司的解决方案示例

2.2 建设思路

通过分析可知，关键性的问题是系统的集成问题，DMS提供了系统集成的可行性。DMS是一个综合自动化系统，实际上就是顶层设计上的一个集成系统，集成变配电到用电过程的控制、监视及管理，实现对配电网的全面自动化管理，整套系统涵盖生产、用电、配电网、调度及WEB查询等管理功能，具体实现配电网运行管理、工程建设管理、计费、营业电费、用电检查、用电分析、用户信息、配电自动化、馈线自动化、SCADA自动调度、网络优化及网络分析等。

2.2.1 关键技术

结合案例，现阶段要实现DMS，需要依靠如下3个关键技术。

（1）分布式对象技术，如COM、DCOM.NET、Java、CORBA及Oracle等。

（2）中间件技术。中间件就是在计算机硬件和系统之间构造的支撑应用软件开发和运行的一个软件环境，并且这个软件环境是独立的，对于系统的集成非常关键。

（3）在分布式环境下，Agent（智能体）能够自主发挥作用，是一种计算实体，在智能信息搜索上属于一个全新的概念。

2.2.2 系统设计思考

DMS关键要从统筹规划上发力，因为DMS不仅是一个信息管理系统，也是一个执行各种高级服务的开放式平台，通过应用程序接口API来实现封装底层通信和数据库访问控制权限，满足各种需求的应用。

具体设计中要考虑3个重要的要素。

首先，要考虑好DMS的集成，一般要遵循IEC61970、IEC61968等标准，要规划好该地区的建设问题。因为不同地区在管理模式上存在差异，所以一些地区仅设立一个配调中心，有些地区需要一体化管理，有些地区则希望集控和配电网调度结合。必须要在相应统一的标准下，考虑DMS的适应性，用模块化组建的方式来进行设计，增强适应性，可考虑AM、FM、GIS、SCADA、FES、DA、CIS、TCM、LMS及D—NAS等。

其次，DMS的信息主要来自AM、FM、GIS及SCADA，数据要必须有效，不能出现冗余，且数据要唯一、一致。因此，必须要打破信息孤岛，实现信息共享。GIS、SCADA之间的集成可以用内嵌的形式来实现（外挂也可以）。目前，外挂是比较常用的模式，但是因为GIS和SCADA之间的业务存在非常大的差异，联系起来的难度大，所以可以考虑CIM、SVG及XML等来实现静态数据的交互，动态数据方面则可以利用UIB技术[4]。

最后，要注意一次网架来实现规模化效应。要考虑管理方面的重难点，把管理重点放在停电申报、检修、操作票生成、用户管理及数据收集与统计方面，以促进DA向OMS（停电管理）转换。

3 结 论

10 kV配电网自动化关键性的问题是信息的共享问题，建设过程中要重点考虑系统的集成问题。本文提出了DMS系统来解决配电网自动化建设问题，仅供参考。