電力自動化管理系統技術探索

花捷軍

（無錫供電公司江陰檢修分公司，江蘇省 江陰市 214400）

電力自動化管理系統首先要有一個計算機平臺。該計算機平臺在操作系統、數據庫、人機界面、通信規約上遵守現行的工業標準，應是一個開放系統，是一個可以不斷集成和擴展的靈活的計算機系統。在這一點上，與調度自動化EMS系統的計算機平臺是一樣的。不同的是，它面對的是信息量特別大，而通信又較為薄弱的配電網。

1 電力自動化管理系統的特點

1.1 電力自動化管理系統的終端設備多，數據庫龐大，管理復雜。DMS的監控對象為電源進線及變電站、10kV開閉所、小區變電站、配電變電站、分段開關、補償電容器、用戶電能表和重要負荷等，因此站點非常多，通常要有成百上千甚至上萬個。數量繁多的終端設備不但給系統組織帶來較大的困難，而且在控制中心的計算機網絡上，處理這么大量的信息并進行設備管理，比輸電網更繁瑣。特別是在圖形工作站上，若要較清晰地展現配電網的運行方式，困難將更大。

1.2 電力自動化管理系統的大量終端設備不在變電站內，要求設備可靠性更高。輸電網自動化系統的終端設備一般可以安放在被測控的變電站內，行業標準中對這類設備按戶內設備對待，只要求其在10℃-55℃環境溫度下工作即可。而配電網自動化系統中的大量終端設備不能安置在室內，如測控饋線分段開關的饋線RTU，就必須安放在戶外。其工作環境惡劣，通常要求在-25.75℃、濕度高達95℃的環境下工作，所以設備的關鍵部分就必須采用工業級的芯片，還要考慮防雨、散熱、防雷等因素，這類設備不僅制造難度大，而且造價也較戶內設備高。此外，因配電網的運行方式需要經常調整，對電力自動化管理系統的終端設備進行遠方控制的頻繁程度比輸電網的高得多，這就更要求電力自動化管理系統的終端設備具有較高的可靠性。

1.3 電力自動化管理系統的通信方式多樣復雜。承擔傳送數據和通話任務的配電網通信系統，由于包含有各種類型側控裝置，因而常常具有多種通信方式。配電網終端設備的數量非常多又比較分散，也大大增加了配電自動化通信系統的復雜性。但其通信速率，由于配電網不必考慮系統的穩定性問題而不如輸電系統要求得那么高。

2 電力自動化管理系統的功能

2.1 配電網的SCADA功能

配電網的SCADA系統是通過監測裝置來收集配電網的實時數據，進行數據處理以及對配電網進行監視和控制。監測裝置除了變電站內的RTU和監測配電變壓器運行狀態的TTU之外，還包括沿饋線分布的FTU(饋線終端裝置)，用以實現饋線自動化的遠動功能。配電網SCADA系統主要功能包括數據采集、四遙、狀態監視、報普、事件順序記錄、統計計算、制表打印等功能。

由于配電SCADA系統的監控對象既包含大的開閉所和小區變電站，又包括數金極多但單位容量很小的戶外分段開關，因此常將分散的戶外分段開關監控集結在若干點(稱做區域站或集控站)以后再上傳至控制中心。若分散的點太多，還可以做多次集結。當配電網設備比較密集時，可按距離遠近劃分小區，將區域站設置在距小區中所有測控對象均比較近的位置，通信通道適合采用電纜或光纖。而當配電網比較狹長時，可將區域站設置在為該配電網供電的110kV變電站內，此時最好采用配電載波通信方式傳輸信息。

2.2 配電變電站自動化

配電變電站自動化SA有以下基本功能:對配電所實施數據采集、監視和控制，與控制中心和調度自動化系統(SCADA)通信。

2.3 饋線自動化

饋線自動化FA是指配電線路的自動化，在正常狀態下，實時監視饋線分段開關與聯絡開關的狀態和饋線電流、電壓情況，實現線路開關的遠方或就地合閘和分閘操作。在故降時獲得故障記錄，并能自動判別和隔離饋線故障區段，迅速對非故障區域恢復供電.

2.4 用戶自動化

用戶自動化主要包括負荷管理和用電管理。負荷管理是根據需要來控制用戶負荷，并能幫助控制中心操作員制定負荷控制策略和計劃。用電管理主要包括自動計量計費系統等。

2.5 配電網高級應用軟件

高級應用軟件(PAS)主要是指配電網絡分析計算軟件，包括負荷預測、網絡拓撲分析、狀態估計、潮流計算、線損計算分析、電壓/無功優化等。高級應用軟件是有力的調度工具，通過高級應用軟件，可以更好地掌握當前運行狀態。配電自動化中的這些軟件與調度自動化的相類似，但配電網中不涉及系統穩定和調頻之類的問題。當前電力自動化管理系統的高級應用件可以分成三個層次開發:①基本應用軟件，即網絡分析軟件；②派生類軟件，如變電站負荷分配、饋線負荷分配等；③專門應用軟件，如小區負荷預報、投訴電話處理，變壓器設備管理等。

3 電力自動化管理系統技術的發展

3.1 變電站自動化的新進展

變電站自動化是將變電站的二次設備利用計算機技術和現代通信技術，經過功能組合和優化設計，對變電站實施自動監視、測量、控制和協調的一種綜合性的自動化系統。變電站自動化系統可以收集較為齊全的數據和信息，利用計算機的高速計算能力和判斷功能，方便監視和控制變電站內各種設備的運行和操作。目前，我國的變電站自動化技術已經很成熟，并廣泛地應用于高、中、低壓變電站中，這大大提高了變電站的運行效率及可靠性。但與國外先進的變電站自動化系統相比，仍存在許多需要改進的地方。如國外無論是分層分布式的變電站自動化系統還是常規的RTU方式，均能可靠地實現變電站的無人值班監控，這對國內進行新、老變電站自動化系統的建設和改造很有啟發。

3.2 電網調度自動化的新進展

電網調度自動化是現代電力系統自動化的主要組成部分和核心內容，它是信息技術、計算機技術及自動控制技術在電力系統中的應用。經過近20年的發展，電網調度自動化系統在電力系統的安全經濟運行中已經起著不可或缺的作用。電網調度自動化技術隨著信息技術、計算機技術及自動控制技術的發展而日新月異，系統升級換代很快，當前電網調度自動化系統的發展面臨著一些挑戰。網絡安全對于以實時運行為首要任務的電網調度自動化系統尤為重要，但隨著互聯網技術的發展和廣泛使用，網絡攻擊和病毒侵害不斷發生，對電網調度自動化系統的安全運行構成了威脅。一方面，從網絡安全的角度出發，需要將調度自動化系統隔離運行；另一方面，隨著自動化系統的規模日益擴大、應用復雜度的日益提高，各個控制中心之間以及各個自動化子系統之間的交互大大增強，需要進行信息的一體化整合與集成。因此，需要對調度自動化系統的安全集成技術進一步研究，使得系統的開放性、穩定性、可靠性、實用性，特別是安全性更強。

結語

電力自動化管理系統可以是集中式的，即由一個配電管理自動化主站，實現對整個配電網的數據采集，并和饋線自動化、變電站自動化、用戶管理等集成為一個系統；電力自動化管理系統也可以是分層、分布式結構的，如在變電站中設立二級主站，整個電力自動化管理系統由一個一級主站及若干個子系統(如負荷管理等子系統)集成。這樣的信息收集和處理也是分層和分布的，適合采用計算機網絡技術實現。

【1】張麗英.電網調度系統安全性評價（網、省調部分）[M].中國電力出版社，2003.

【2】韓富春.電力系統自動化技術[M].中國水利水電出版社，2003.

【3】陳化鋼.城鄉電網改造實用技術問答[M].中國水利水電出版社，1999.