对闭环运行方式的配电自动化系统的探讨

摘要：本文通过一个闭环运行的配电自动化系统的实践，简要介绍了一个高科技开发区内配电网自动化的规划功能目标，以及为了实现规划目标对系统变电站、用户变电站、供电线路、通信信道、直流电源、配电网接地方式等方面进行改造的主要内容和保护定值的调整。最后针对闭环运行系统中的中性点接地方式及接地电阻的确定、具有状态差动保护功能的FTU的配置、以及闭环运行方式与开环运行方式的结合等几个方面的特殊问题提出了解决方案。

安全系统、系统监视与维护、双机通信与切换、与其它系统通信等。

其它配电网自动化应用功能有配电网运行监视、配电网运行控制、配电网故障判别及诊断、在保护拒动情况下实现配电网故障自动隔离负荷转移及恢复供电、AM/FM/GIS、远方抄表、无功优化与控制等。

配电控制中心的计算机系统配置符合当前先进的水平，采用了主流机型，双以太网双服务器双前置机多人机工作站结构，大屏幕显示器和高速打印机。系统硬件配置如图2所示。

图2 SuperDMS-2100配电网自动化系统硬件结构

该区配电网自动化系统软件的设计采用了面向对象的设计思想和软件工程的管理方法，各软件模块按功能对象划分，自成一体，接口简捷明了。系统具有标准数据库的接口，符合商用数据库的规范；具有网络的支持；遵循开放式系统标准；具有广泛的兼容性和自由的扩展性，便于二次开发以及用户功能扩展和规模扩展而保护原有投资；很容易过渡到三层数据处理结构。系统基于客户/服务器（Client/Server）体系结构，逻辑上由两大部分组成，即服务器系统（Server）和客户机系统（Client）。服务器的基本任务是资料维护和数据处理，并响应客户机的请求向客户机传送格式化的资料信息。客户机则负责提供用户接口，如图形、表格甚至声音、动画等。系统采用Windows NT操作系统作为系统的基本软件平台，内嵌完善的网络功能，支持目前流行的所有网络通信协议如TCP/IP、IPX/SPX等，还有对Internet的支持及对RAS更强的支持。由于有NT的强大的网络支持，系统可以和任何网络类型的其它系统互联，并支持局域网和广域网的各种网络传输媒介。系统软件结构见图3。

图3 SuperDMS-2100系统软件结构

从图3可以看出，服务器端是系统的核心，客户机端的所有应用程序均是系统的外挂部分，这种体系结构的特点是：（1）能确保信息的一致性。任一客户机所需的信息均取自同一信息源，不管它是一直运行还是刚刚开机，这是传统分布式系统难以保证的；（2）从理论上讲功能可无限增长。因为系统提供了标准的资料访问接口，不同层次的用户均可自行编制程序增加新的功能，实现功能扩展不会有任何接口上的困难。

4．2 AM/FM/GIS功能

配电网地理信息管理系统（AM/FM/GIS）是配电管理系统的重要功能之一。它是将地学空间数据处理、计算机技术与电力系统相结合，为获取、存储、检索、分析和显示电力设备的空间定位资料和属性资料而建立的计算机化的数据库管理系统。其中AM为自动绘图，FM为设备管理，GIS是地理信息系统。 AM/FM/GIS是配电管理系统DMS的基本平台，它以地理概念组织并涵盖了SCADA、LM、PAS等子系统。利用AM/FM/GIS集成DMS系统，建立统一的DMS数据库，为各子系统提供共享资料，从而减少资料的冗余度，保证资料的一致性，提供良好的全图形化的人机界面。它以电子化的地理图形为背景，生成显示输出电网结构图、发电厂变电站接线图、规划图等专业图形，支持导航、漫游、缩放、分块、分层等显示和查询方式；以地理信息的形式保存和管理电网资料；根据需求进行负荷预计、变电站选址、线路走向及优化、潮流计算、无功补偿、短路计算、可靠性计算等电网改造和规划方面的计算。

AM/FM/GIS的基本功能是对电网接线、配电线路和设备等的各种图纸资料进行综合管理，对变电站接线图进行管理，将线路和设备图纸资料等同馈线图结合起来进行综合管理，配电网运行维护管理，配电网停电复役管理和故障处理，配电网的规划和工程设计，以及多种统计功能网络互联功能。其在线应用主要在SCADA和停电管理方面，离线应用主要在设备管理、营业管理和规划设计方面。

SuperDMS-2100系统配置的AM/FM/GIS与专业地理信息系统相比较，更注重AM/FM和其它专业功能，尤其符合电力行业的实际应用。开放的系统结构能兼容多种操作系统和商用数据库平台，并且与通用GIS有着风格一致的界面。其突出的技术特点是具有高效的海量数据管理和实时多维图形显示能力，良好的网络协同作业环境，紧密的实时监控系统融合，高速的分级浏览查询。可以方便地定义基本图形窗口、菜单结构、数据格式以及相应的函数库，完成各地理信息应用所需的公共数据管理和操作，通过点、线、多边形、文本、路网等数据结构描述图形数据，并以块和类的方式管理和组织图形数据。设备管理主要有参数管理、图形管理、统计查询、模拟操作、挂牌操作等。

4．3 其它DMS应用功能

为本系统配备的其它DMS应用功能主要有故障线路报警、自动隔离、供电恢复、网络重构、负荷管理、自动抄表、故障呼叫，能满足各类配电网的应用需求，其详细内容笔者将另撰专文论述。

5、 结束语

经济的发展对配电网自动化提出了更高的要求，配电网自动化也是电力系统现代化发展的必然趋势。实现闭环运行的配电网自动化是一个创举和突破，也是配电网发展的一个更高阶段，秒级的故障恢复时间满足了绝大多数用户对供电可靠性的要求。

技术在不断发展，用户的需求也不断提高。参照发达国家和地区的经验，结合我们自己的实际情况，综合考虑近期与远期、全局与局部、主要与次要的关系，设计开发出先进、通用、标准的配电网自动化系统，对电力市场的发展和完善具有重要的意义。