电网调度配电管理一体化系统主站平台研究

电网调度配电管理一体化系统主站平台研究

甘德中

（国网青海省电力公司信息通信公司810008）

摘要：本文介绍了一套调度配电一体化主站系统，该系统将具备单一功能的系统集成起来，如SCADA系统（数据采集和监控系统）、GIS系统（地理信息系统）、DAS系统（配电管理系统）等，使所有集合为一个综合的一体化系统。该系统是一个高效的信息共享的平台，可以在一个系统平台上实现网络控制、监控、数据库分析和图像设计等功能，这对于改善电力系统的控制管理方式有着很大的现实意义，它也是将来电网自动化系统的发展的方向。

关键词：调度配电管理；调度自动化系统；配电自动化系统；一体化系统

0引言

电网自动化系统包括用于电网调度的自动化系统和用于电能分配的自动化系统。两种自动系统都是将电力的发、输，变、配、用于管理员的控制联系起来的重要环节，操作人员通过这些系统实现电能的控制、调度、管理和分配，因此这些自动化系统要求有很高的实时性、可靠性和安全性。但是，不同的自动化系统之间实现信息的互相操作依然存在壁垒，这对电网的运行和管理带来很多麻烦，相关人员对自动化系统的使用和维护工作量很大。

1概述

为了尽可能的满足电网相关生产数据和管理信息的共享，保证及时接受电网的实时运行数据，调度/配电管理一体化系统采用一个数据库，所有的功能都可以访问数据库内的数据资源。另外，该系统能够与通信系统及其他外围系统相互协调连接，具有良好的扩展性，可以最大化的保证电网科学、高效地进行调度运行和进行配电管理。目前，电网配电与调度一体化主要是通过分层结构实现，层与层之间采用Client-Server的方式，通过通信介质进行互联互通。系统层次结构如图1所示，总共分为三层。其中，调度配电一体化系统主站为最上层，负责在其所管辖的全局实现电网的调度和控制，优化电网的运行；子站为中间层，负责指令的上传下达，实施全部的变电站综合自动化功能、部分配电功能、以及“四遥”信号的采集功能；最下层的一体化终端则负责监控特定的一次设备，如某一条配电线路、指定的馈线开关、特定的配电室等，并进行实时数据的采集，按要求上传采集到的数据，最底层的设备通常有：远程终端设备（RTU）、馈线终端单元（FTU）、数据终端装置（DTU）和配电变压器监测终端（TTU）。

图1系统层次结构

2主站平台的总体方案

调度配电管理一体化系统主站平台是自动化系统的中心，负责根据已有的数据分析电力系统的运行状态，以及其负责的范围内的配电网及系统的运行状态，及时有效的调整运行方式，保证在任意时刻都能经济可靠地向用户提供优质的电能。该系统必须具有开放性、可靠性和安全性。

3系统主站平台的硬件组成

3.1设计方案

一体化系统中心配置如图2所示，一体化系统主站采用模块化的设计，所有硬件连在总线上，组成局域网。为了增加系统的稳定性和可靠性，主站系统上所有的服务器和计算机采用双网冗余热备份的方式；当网络中一条总线发生故障时，系统自动判别并切换到备用的网络；局域网中连接一台网络交换站，以促进信息的共享，对外网来说，该交换站起到服务器的功能，即网桥功能，但是必须合理的限制网络交换站的权限，与硬件的防火墙一起，阻止来自内部和外部的攻击，保证系统的正常运行。模拟屏是用来显示电网中的各个节点与线路的运行状态，协议分析机实现协议转化，协助实现其他系统的互联。

图2一体化系统中心配置

3.2硬件组成及其功能

（1）主站系统的基础是数据服务器。数据服务器上配置有相关的数据库，数据库对外与外界数据互联，对内将系统所有的运行产生的数据进行存储，如，存储所管辖范围内的所有网络节点上的数据，并不断的更新。

由于数据服务器的稳定性要求最高，因此在配置上必须采用双机热备份的工作方式。

（2）前置系统。该系统是系统后台与调度、配电一体化系统的子站进行信息交换的枢纽，其功能是直接采集各个子站的实时模拟量的信息，对数字数据，如遥控遥调、各类保护数据等，进行处理和中间转发；前置系统还可以统一各个调度配电一体化子站的时钟，保证和系统时钟相一致。

（3）调度员工作站和配网工作站，是操作人员用来查看配电网实时运行的情况以及监控整个区域内的电网运行状态的地方。工作站中可以显示各电压等级的变电站和输电线路、馈线及其线上设备、变电所等设备的数据。工作站中的数据与调度和配网的实时数据库统一。

（4）维护工作站。主要是负责对调度配电一体化系统主站平台的版本自动进行更新，对系统发生的故障及时进行处理和上传。另一方面，维护工作站可以确保在其进行配置数据更新和故障的处理上报的过程中，不影响系统的正常工作。

（5）模拟屏。主要用来直观地显示各个厂站输变电设备的启停和生产数据信息，以及电气主接线及运行工况，可以方便地查看系统各个主要节点的电气信息。模拟屏直接使用一体化系统的实时数据库，避免多次向终端设备请求数据的延时和减少操作次数。

（6）协议分析机。其位于前置机节点，前置机只使用一个串口通道与终端设备进行通信，该通信信道是双向的，既可以从底层终端设备中采集故障信号，也可以向其转发满足要求的数据。转发的数据只有相关系统需要的对象，协议分析机将自动忽略其他无用的信息，以减少信息传输量，加快信息的传输速度。

（7）管理信息系统MIS，用于各个电力公司之间实现信息的共享，位于一体化系统的局域网中的网络交换站实现与MIS系统的信息共享。

4功能设计与分析

4.1SCADA功能

SCADA功能是电网自动化系统最经典最基本的要求，主要内容包括：系统实时采集遥测、遥信、电度量、模拟量和数字量等数据，并将这些数据与人机会话软件生成的各种画面相结合，清楚直观的显示在屏幕上；对模拟量进行转换，进行限制检查：用直观易于理解的符号和颜色描述电网运行状态，展示相关一次设备的状态，如检修、接地、闭锁、故障、危险、警告等；当系统运行状态改变时，将所有动作的事件按照动作顺序依次记录下来，并按照要求的数据格式存入数据库；实时对远方开关进行操作（遥调），即对开关量输出的操作；支持相关的人机操作，如运行信息显示、人工数据输入、报表编辑等。

4.2电网分析功能

电网分析功能即采用科学的分析方法，为电网安全、经济、优质运行提供科学支撑，其主要包括：根据遥测信息确定电网的拓扑结构，对遥测信息进行合理性分析，对明显不合理的遥测值进行屏蔽和显示；按照调度员的输入指令进行潮流计算；预测未来一周内的用电负荷，按照小时储存标准化的负荷曲线；按季节（区别正常工作日和节假日）预测负荷，并根据实际值进行修正；直接用潮流信息和实时网络数据计算各种短路情况下的故障电流，作为保护计算的依据。

4.3配网自动化功能

配网自动化功能主要用于配电网的管理中：当配电网尤其是用户侧发生故障时，实现对故障的检测、识别、定位和隔离，确保非故障区域迅速及时的恢复供电，尽可能地缩小故障的影响范围；在配电网正常运行中，也可以实现配电网络结构的优化、故障模拟确定系统的薄弱点、下达对配变进行无功补偿的指令等配电网自动化功能。

4.4地理信息系统

GIS地理信息系统是一个对于操作人员很重要的辅助功能。该功能可以在地理背景图中显示电网的实时运行状态的信息，以及对以上功能的分析计算结果进行展示和统计，并且提供自动制图和设备管理功能。

4.5调度管理系统

DMIS功能调度管理功能主要在计算机数据库中实现，数据库用于对调度管理的数据记录进行管理，并且与SCADA系统毫无障碍的互联互通；通过计算机的数据库，高效利用电网的运行数据，实现自动化管理、智能化运行以及办公无纸化。

5结语

调度/配电一体化系统主站系统能够在一个平台上实现调度、控制、配电、管理等操作，并且该平台具备优良的扩展性，能够将输配电网的网络潜力最大限度的发挥出来，实用性强、灵活高效；同时还可以进行需方管理，大大提高了对用户的服务水平，在馈线上可以实现故障定位和故障隔离，减少故障造成的停电时间，提高用户的用电质量。调度配电管理一体化主站平台不仅提高了电力系统的运行效率，也提高了自动化系统的服务效率，减少了电网由于自动化系统原因导致的故障的概率，并且采用同一套硬件和软件平台，有效减少了系统的建设费用。

参考文献：

[1]彭志斌.县级电网配调一体化系统设计[D].长沙：中南大学，2010.

[2]翟云岭.调度及配电自动化一体化平台的设计及应用[J].电力学报，2004（03）：236-237.

[3]徐文，张建民，高煜，等.调度/配电管理一体化系统主站平台设计与实现[J].电力系统自动化，2004（08）：80-83.