城区配电自动化的工作原则、系统组成与模式分析

【摘要】本文介绍了城区配电自动化系统的结构、工作原则和系统组成与模式。

【关键词】城区配电；自动化系统；工作原则；系统组成；模式分析

随着经济的迅速发展和生活水平的提高，人们对于供电可靠性的供电质量的要求也越来越高。而实现配电自动化是解决这个问题的最有效的方法之一。配电自动化是建立在配电信息化的基础上，把包括配电系统的在线和离线数据、用户数据和配电网数据、电网结构和地理图形在内的信息进行整合，实现对配电设备网络在正常运行情况下和事故状态下的保护、检测、控制和管理的自动化，可以为电力系统中电网运行检测、故障隔离和定位故障提供强大的保障措施，对提高供电质量，满足人们日益增长的用电需求具有重要意义。

一、城区配电自动系统结构

为解决原有配网自动化系统平台不统一，功能单调，难以实现系统间信息共享等制约电力系统发展的问题，需要一种全新的配电自动化系统。这种系统要把配电管理系统、数据采集系统和监控系统、信息管理系统、地理信息系统、变电站综合自动化、高级应用软甲包、通信系统、馈线自动化等等集合成一个高效灵活的信息系统，实现平台统一和信息共享。

二、城区配电自动化系统的设计原则

（1）必须遵循以下开放式国际标准：一是操作系统的接口要符合IEEE/POSIX及OSI国际标准；二是数据库的接口要与SQL结构化查询语音标准符合；三是人机界面符合Motif，Windows标准；四是计算机通信协议：TCP/IP，X.25；（2）系统的可扩展性。主站系统的容量、规模、CPU负荷和处理速度要充足；（3）系统的实时性满足要求；（4）系统有良好的可维护性，能够提高系统的可利用率。

三、配电管理主站系统

1、配电自动化系统的技术特点

一体化配电自动化系统是集数据采集与监控系统（SCADA）、高级应用软件包（PAS）和地理信息系统（GIS）为一体的新型配电系统，是离线管理和实时监控相结合，把实时数据和历史数据、用户数据和电网设备数据、地理图形和电网连接图形全部结合到一块，安全性与集成度都很高。在这个系统中，软件系统与硬件系统是隔离的，网络硬件设备的类型不会对系统软件运行造成影响，无线通信、光纤、配电线载波等多种通讯方式都能被兼容。

（1）SCADA/GIS一体化设计。SCADA/GIS一体化思想应当贯彻城区配网自动化的设计阶段，这种思想体现在两个方面：一是数据建立、处理一体化，二是应用一体化。要想做到真正的实时应用，必须做到SCADA/DMS与实时地理信息系统应用的紧密结合。通过建立配电系统自动化系统底层数据，使SCADA系统和GIS系统共享同一套数据、共用相同的底层数据库，不需要数据进行额外的转换，用户维护的难度减小。

（2）UNIX/NT跨平台的完整系统。UNIX/NT跨平台的完整系统具有很好的兼容性，在全WindowsNT环境、Unix环境、UNIX+WindowsNT混合环境中都能完成功能。而且，相对于Unix系统和NT系统，UNIX+NT跨平台方案有更好的性价比，人机间的交互性也更加便捷，更够十分妥善的解决稳定、安全、实用等问题。

（3）针对实际的配网电力高级应用软件。高级应用软件是调度和规划人员进行仿真分析和监控的强大工具，在优化电网经济运行、监控电网运行状态、消除电网中不安因素和分析电网安全性方面具有不可替代的作用。

检测、隔离配电网中的故障，恢复系统是整个配电管理中的新增加的功能模块，这个模块能够反应配网系统的自动化水平，在整个系统中具有十分重要的作用。这个模块有以下几个特点：（1）对各种网络中的供电方式都能准确分析计算；（2）先进的智能软件能够最全局做出分析判断，根据整个系统的实时情况，校核恢复方案，反映出系统的真实情况，保证系统安全；（3）智能软件对故障区域实行一次性定位隔离，避免电流多次设备，延长设备的使用寿命；（4）人工计算与智能呢个结合，能够提供多种恢复方案，在多种情况下都能找出应对策略；（5）对多个目标进行模糊评价，并将结果排序，为选择合适的方案提供参考；（6）能够用单线图表示故障隔离和回复方案的全部过程，对于遥控命令，可以直接执行。

2、适合电力系统特点的地理信息系统

这个系统主要被用来处理空间中数据的管理、查询、输入输出、分析问题，并且辅助计算机做出决策。地理信息系统是电力系统应用中的全新表达方式，有着直观易用、现实性强的优点，并且有着良好的可扩展性，有利于实现更高级的管理。

地理信息系统采用三层结构体系，C/S+B/S模式，推荐服务器是Unix，提供Unix/NT跨平台支持，工作站中以NT为主导。

体系结构使用Client/Server+Browser/Server。C/S模式提供了客户机/服务器应用，客户软件功能丰富强大，B/S模式提供受客户端应用，统一了浏览器的风格，能够提供查询、分析、统计和打印服务

四、配电自动化远方终端

城区配网自动化其实就是对城区内所有开关、配电变压器实行监控，不仅要保证FTU三遥功能的实现，还能及时对电网中的故障做出识别，能够与配网自动化主站配合，实现城区电网的优化运行、网络重构、工况检测和故障处理。配网自动化主要包括：配电图资系统，变电站自动化、馈线自动化和配电信息管理

五、配电网通信网络构成

1、光纤以太网在配网自动化中的应用

纤以太网配网自动化实现方案：（1）主站和子站之间使用单模光纤以光纤以太网方式连接，通信的速率为100M，需要光纤转换的模块有两对；（2）连接子站和干线上的环网柜、FTU和开闭所要使用光纤，使用网络交换机和通信处理机。通过主干线FTU与网络交换机使用光纤通信，在FTU内装上智能光纤接口，变电站RTU接入通过通信处理机完成，接入GPS，当地维护、远传或电子设备接入等功能；（3）主线TTU，支线FTU/TTU，干线的FTU要使用双绞线就近连接，采用的现场总线协议为Lon Works，FTU集中转发信息。

2、光纤环网在配网自动化中的应用

光纤环网配电自动化实现方案：（1）主站和子站之间使用单模光纤以光纤以太网方式连接，通信的速率为100M，需要光纤转换的模块有两对；（2）连接子站和干线上的环网柜、FTU和开闭所要使用单模光纤，通过光纤双环连接实现在自愈的双环通信；（3）主线TTU，支线FTU/TTU，干线的FTU要使用双绞线就近连接，采用的现场总线协议为Lon Works，FTU集中转发信息。

六、结束语

城区电网自动化系统的建设，能够提升供电质量，提高供电的可靠性，满足我们日益增长的物质文化需求。所以，我们应当尽快实现城区配网自动化建设系统。

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