配电网实施自动化管理系统

配电网实施自动化管理系统

闫健康

国网河北省电力有限公司武强县供电分公司  河北衡水  053300         摘要：电力系统供电的终端环节就是配电网，配电网工作的效率以及质量很大程度上决定着供电的水平。为了确保供电的安全与高效，我们不断在技术上进行创新。现在，我们利用技术的发展完成了一套更加合理高效的配网自动化控制技术系统，这个控制技术系统能很好地确保配电网运作的高效与可靠性。文章针对配电网运行管理中电力自动化系统技术的实施运用进行分析，并提出了相应的优化措施。         关键词：配电网；自动化技术；管理系统；实现         一、配电网自动化及管理系统结构功能         1. 配网自动化         配网自动化就是利用现代电子技术、计算机与网络技术、通讯技术及电力设备有机结合，实现配电网正常运行及故障情况下的检查、保护、控制、计量和供电部门的工作管理，其目的在于为用户提供稳定、可靠的供电，减少停电时间和范围，提高配电网的经济性、管理水平和工作效率，进而改善服务水平。         2. 配电网管理系统结构功能         根据配电网自动化过程中，管理系统在其自动化实现中的作用及其设计应用实际情况，一般情况下，配电网管理系统主要包括生产管理以及用电管理、配电网运行以及调度管理、 web 查询等结构部分，其中，配电网运行监控与数据采集以及自动化故障处理等，是整个配电网管理系统的主要功能，也是其管理实现的基本功能。在配电网管理系统的监控与数据采集结构部分，主要由 RTU 服务器以及监控与数据采集服务器、调度工作站、报表工作站、自动化服务器、 GIS 服务器等结构设备组成，以实现配电网变配电至用电过程的自动化监测、控制及管理等，从而确保电网安全稳定以及可靠运行。         二、配网管理系统问题         1.DA + SCADA 的局限         DA + SCADA 是 DMS 功能中的一部分， DA 主要实现配电网故障自动化处理，也就是自动隔离配电线路当中的故障段，同时使非故障段，恢复供电，减少停电时间。作为 DMS 系统当中的一个基本功能，由于资金方面的问题， DA 的覆盖面比较窄。事实上， DA 的功能大部分只涵盖日常调度工作当中的部分内容，投入比不够明显。在我国的北京、上海、天津等相对发达的地区，用户平均停电时间相对较短，基本能够达到美国、德国这样的程度，但同日本相比差距十分明显。         2.GIS 瓶颈         我国幅员辽阔，相应的配电网规模大而分散、复杂，运行方式变化大，这种情形下，单纯依靠工程师的经验来进行管理，显然是不科学的。 GIS （地理信息系统）可以为配电网的管理提供具备地理信息的模型，进而有效管理配电网的相关资产、设计、规划、施工及检修等。在这方面，国内进行了积极的探索，但就性能来说，不是很理想，且发展不平衡，可供参考的实用案例较少，更多以图纸资料管理为主，这是 GIS 与 SCADA 之间信息交互不畅而产生的瓶颈。         3. 信息孤岛现象         在实例配电网自动管理平台当中，存在很多子系统，这些子系统全部与数据中心集成连接，可以被统一管理。但是在实例应用当中可见，这些子系统相互之间并没有联系，所以信息没有对应，在此条件下，当人工在数据中心处处理某些复杂业务时，需要对繁琐的信息进行对应，且可能存在信息无法对应的现象，而这些征表现，均为信息孤岛现象特征，说明实例自动管理系统中存在此类问题。此外，关于子系统之间没有联系的表现，在理论上是可以简单化解的，但事实上，因为不同子系统的兼容性问题，相互之间很难集成连接，所以要改善这一点，必须从技术水平上得到突破。         三、配网管理系统的设计与实现         1. 配网管理系统结构设计         通过先进理论得知，配电网自动管理系统可以分为两个部分，即信息管理系统、开放式平台，其中信息管理系统是实现信息采集、信息传输、信息储存、信息调度等功能的结构，开放式平台是实现人机交互，满足人对系统、配电网控制需求的结构，所以在本文优化设计当中，也将以该结构为框架来进行设计。此外，出于电力单位信息安全考虑，在上述框架基础上，还需要设计安全防护、认证功能，例如数据库访问权限、封装底层通信以及应用程序接口 API 等。         2. 配网管理系统的实现         2.1 网络管理子系统         公共对象请求代理体系结构技术，能有效兼容不同的网络设备，将信息通道构筑在每台设备上，实现对数据传输的有效保障。通过网络管理子系统，上层软件可以确保信息之间的交互，并确保 NAP 功能。同时，通过程序接口在网络管理子系统的有效利用，能实现自定义程序和上层软件之间有效的信息交互。网络管理子系统中，数据中转的功能由此实现。并承担了网络通信，利于模块化组件对网络管理系统的接入。         2.2 分布式实时数据库         针对上述 DA+SCADA 、 GIS 的局限性表现，其主要原因在于系统性能上的缺陷，那么在性能缺陷本身暂时无法改变的条件下，在优化设计当中，需要找到方法来“中和”此类缺陷。主要设置分布式实时数据库，其主要功能在于搜集、保存所有管理站点的实时性数据，且所有数据在保存之后会被拷贝，并发送到数据中心，此时人工借助 DA+SCADA 、 GIS ，可以将这些数据一一对应，由此就消除了相应问题。         2.3 C++Wrapper         C++Wrapper 可使 DMS 系统具备移植性， 便于移植到计算机平台或网络平台上， 在 DMS 及 OS 间添加 C++Wrapper ，使操作系统之间的差异被隐藏。 C++Wrapper 具备进程管理、线程调度、网络通信、内存管理等逻辑结构，与 Java 虚拟机不同， C++Wrapper 可嵌入在 DMS 平台中，可有效提高 DMS 的运行效率，不过还是有一定的缺陷。就是在移植到新系统时，需要重新编译整个系统。         2.4 应用系统结构         为了满足人工对配电网自动管理系统的控制，需要涉及相应的应用功能，但因为人工控制需求较多，所以功能数量很多，例如图形子系统、配电潮流、负荷预测等，如果分散设计会占用太多资源，对此本文同样采用模块设计方法，将所有功能集成设计，形成应用系统结构。         2.5 无缝集成 DMS 与 GIS         解决问题的关键就是实现 GIS 与 SCADA 系统的互联，使实时数据在地理信息图当中显示，并且为 GIS 的分析提供数据，某供电局配网 GIS 与 SCADA 实时数据同步，这种配网 GIS 本身可支持 SCADA 的实时数据显示。但是配网 GIS 在该供电局自动化办公网段上运行，而 SCADA 在另一网段上运行，要实现在 GIS 系统上显示 SCADA 的数据，可利用 Web SRV 也就是双网卡设置两个网段的 IP 地址。用这种设备当作 SCADA 拘束的转发服务器，利用 GISSRV 作为接受服务器，通过转发程序实现两个网段的实时数据同步。         结束语 : 对于配电网自动化来说， DMS 系统是不可或缺的组成部分，可使电网实现真正意义上的可靠运行，改善配电质量，促进服务水平的提高。因此，新一代 DMS 系统应从标准、管理、技术等多个方面考虑，以 SCADA 为基础，建立分布式实时数据库，通过合适手段实现 GIS 与 DMS 的无缝集成，并以通畅的信息交互方式，实现信息的共享。         参考文献：         [1] 张新波 . 探讨新一代配电网自动化及管理系统的设计和实现 [J]. 内燃机与配件 ,2017(23):119-120.         [2] 黄逍遥 . 新一代配电网自动化及管理系统的设计和实现 [J]. 电器工业 ,2017(08):59-61.         [3] 陈明旭 , 付小平 , 郎晟 . 新一代配电网自动化及管理系统的设计和实现 [J]. 中国高新技术企业 ,2017(02):39-40.