數據網絡管理在配網通信的應用研究

曾奮

摘要：隨著智能電網建設速度的不斷推進，電網中實時數據分析的數量也不斷增加，對大量的電能資源進行分析處理、調配管理和綜合控制以及確保電力生產的安全高效實施是一項非常艱巨的任務，所以，必須有一套完整的、科學的、實用的面向智能電網的配網自動化管理系統，適用于面向智能電網的配網通信網絡綜合管理系統用于配電站和電能的管理和控制。

關鍵詞：數據網絡管理；配網通信；智能電網；數據分析；電能資源；電力生產

中圖分類號：TN915 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）34-0060-02

1 配網自動化技術的發展現狀

配網網絡管理系統是用于管理配電網絡運行的軟件系統。通過收集配電網絡各設備和模塊的運行狀態信息，匯集到數據庫系統中進行統一管理，并對這些數據信息進行分析、加工和處理，據此進行網絡資源的合理分配、網絡負載的動態調整，用于確保配電網絡的安全可靠和高效運行，同時優化網絡運行，降低配電網絡運行和維護成本。以現代通信技術、計算機軟硬件技術、電子技術和計算機網絡技術為基礎的配網自動化技術目標在于將電網結構相關信息、配電網離線和在線數據進行融匯合成，并最終形成一個區域性的功能完整的自動化系統。配網自動化系統主要包括了運行自動化和控制功能自動化兩個部分，進一步又可以細分為電壓控制、SCADA系統、故障檢測、隔離和恢復系統、自動抄表、用電負荷管理、饋線控制管理及協調管控等功能模塊。

配網自動化系統管理的范圍涵蓋了從底層變電站的主變低壓側以及低壓母線到終端電力用戶在內的整個配電網絡，所涉及到的管理對象包括以出線開關、環網柜和配電變壓器為代表的供電一次設備以及主站計算機系統、饋線監控設備、配變監控終端設備和通訊設備等構成的自動化系統。

2 配網自動化網絡系統的總體特征

配電網絡具有若干顯著的特征，要求配網自動化系統建設的時候能夠遵照或體現這些特征，以確保系統的可用性和可靠性，這些特征包括：

2.1 通信方式多樣化

配電網絡自動化系統從通信方式上來講具有多樣性，可以使用傳統的光纖通信、語音信道、衛星通信、無線擴頻通信、微波通信等方式，也可以直接使用較新的電力載波通信。實際上一個跨地域范圍較廣的配電網絡自動化管理系統往往涉及到若干種通信方式的交叉融合，因此系統建設中要考慮不同通信方式之間的接口問題。

2.2 數據終端分布廣

配電網絡自動化管理系統所設計到的數據通信終端設備分布廣泛、數量眾多，其數量通常遠遠大于輸電網絡的通信終端數。

2.3 終端間距離近

由于饋線沿途的設備點之間的間隔通常只有幾百米甚至幾十米，配電子站和配電房之間的距離也不過幾百米到幾千米之間，因此配電網絡中終端設備的分布距離較近，其通信可視為短距離通信，延遲很小。

3 配網通信管理系統軟件架構設計

配網通信管理系統作為一個軟硬件結合的網絡應用系統，必須在需求分析的基礎上進行充分的系統設計。為確保系統設計的完善、科學和充分，應遵循如下設計思路和設計原則，在分層結構中，各層獨立設計實現，每一層定義清晰的調用接口，相鄰層之間通過接口進行交互，呈現出服務調用和服務提供的關系。按照這種模式，只要各層定義的接口不變，各層實現的改變不會影響到其他層，也不會破壞系統的健康運行。由于分層結構的這種優勢，目前中大規模以上的分布式企業應用幾乎都采用分層結構進行設計。概括起來，分層結構所具有的優點包括：

3.1 低耦合

在分層結構中，各層獨立實現，層與層之間通過定義好的接口進行交互，耦合度極低；各層的實現上的改變不會對相鄰層造成影響。例如，在不影響業務邏輯層實現的情況下，可以對表示層進行更改和調整；類似的只要接口不變，業務邏輯層的變化也不會對表示層造成影響。

3.2 可重用

由于在分層結構中各層獨立設計實現，因此已實現的層具有高度的可重用性，調用方只需要獲知被調用層的接口即可。一個典型的例子是：已實現的業務邏輯層，既可以通過Web模式的表示層類訪問，也可以利用移動終端按Wap的模式訪問，而無需對不同的表示層重新設計數據訪問和業務邏輯模塊，大大地提高了可重用性。目前，甚至可以利用SOA等技術實現跨平臺的可重用性。

3.3 開發成本低

分層模式下，各層獨立開發，只需要約定好層間接口。各層的開發可以獨立進行，甚至可以使用不同的開發工具和開發語言，開發活動靈活性高、周期短、相對成本低。例如，分層模式下，可以允許使用C#的人員設計實現業務邏輯層，而由熟悉ASP的人員來實現表示層，這極大地提升了開發活動的靈活性和效率，也有效確保了系統的性能，降低了成本。

3.4 部署及維護簡單

按分層模式實現的系統也可以進行各層獨立的部署和維護，降低了系統整體的部署難度和維護成本。

正是由于分層結構的眾多優點，本系統也按照分層結構進行設計，從大的框架上分為前端表示層、業務邏輯層和數據訪問及通信層三層，其結構示意如圖1所示：

從總體分工來講，前端表示層面向用戶提供一個用戶同系統交互的接口，通常情況下，該層還負責接收用戶的輸入，并進行一些簡單的操作，例如合法性驗證；業務邏輯層作為系統的核心層，通常涵蓋用戶驗證、業務流程實現以及數據訪問等重要功能。

4 結語

整個面向智能電網的配網通信網絡綜合管理系統還需要更多的時間，數量極大的配網站的供電運行管理情況還有待實際使用中進一步驗證。隨著現代科學技術的飛速發展，自動化系統結構也發生了巨大的變化，已經逐漸依賴于用網絡綜合管理來控制和管理企業自動化系統，所以，網絡綜合管理系統在這種背景下有很大的應用前景。智能電網以其在現代國內外供電設備中的各種優越性，已經成為現代電網系統不可缺少的一部分。配網自動化技術以其完善的系統功能和工程化建設，以及接入終端數量大，在配電網絡方面的監控自動化范圍廣，未來將在現代電網建設中繼續做出貢獻。

參考文獻

[1] 袁泉.電力系統信息整合與技術集成的研究及應用

[D].浙江大學，2005.

[2] 林世勇，黃明祥.10kV配網建設與信息管理[J].浙江大學學報，2004，（2）.

[3] 霍忠.智能化電力營銷與配網管理系統的研究[J].科技資訊，2013，3（7）.endprint

摘要：隨著智能電網建設速度的不斷推進，電網中實時數據分析的數量也不斷增加，對大量的電能資源進行分析處理、調配管理和綜合控制以及確保電力生產的安全高效實施是一項非常艱巨的任務，所以，必須有一套完整的、科學的、實用的面向智能電網的配網自動化管理系統，適用于面向智能電網的配網通信網絡綜合管理系統用于配電站和電能的管理和控制。

關鍵詞：數據網絡管理；配網通信；智能電網；數據分析；電能資源；電力生產

中圖分類號：TN915 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）34-0060-02

1 配網自動化技術的發展現狀

配網網絡管理系統是用于管理配電網絡運行的軟件系統。通過收集配電網絡各設備和模塊的運行狀態信息，匯集到數據庫系統中進行統一管理，并對這些數據信息進行分析、加工和處理，據此進行網絡資源的合理分配、網絡負載的動態調整，用于確保配電網絡的安全可靠和高效運行，同時優化網絡運行，降低配電網絡運行和維護成本。以現代通信技術、計算機軟硬件技術、電子技術和計算機網絡技術為基礎的配網自動化技術目標在于將電網結構相關信息、配電網離線和在線數據進行融匯合成，并最終形成一個區域性的功能完整的自動化系統。配網自動化系統主要包括了運行自動化和控制功能自動化兩個部分，進一步又可以細分為電壓控制、SCADA系統、故障檢測、隔離和恢復系統、自動抄表、用電負荷管理、饋線控制管理及協調管控等功能模塊。

配網自動化系統管理的范圍涵蓋了從底層變電站的主變低壓側以及低壓母線到終端電力用戶在內的整個配電網絡，所涉及到的管理對象包括以出線開關、環網柜和配電變壓器為代表的供電一次設備以及主站計算機系統、饋線監控設備、配變監控終端設備和通訊設備等構成的自動化系統。

2 配網自動化網絡系統的總體特征

配電網絡具有若干顯著的特征，要求配網自動化系統建設的時候能夠遵照或體現這些特征，以確保系統的可用性和可靠性，這些特征包括：

2.1 通信方式多樣化

配電網絡自動化系統從通信方式上來講具有多樣性，可以使用傳統的光纖通信、語音信道、衛星通信、無線擴頻通信、微波通信等方式，也可以直接使用較新的電力載波通信。實際上一個跨地域范圍較廣的配電網絡自動化管理系統往往涉及到若干種通信方式的交叉融合，因此系統建設中要考慮不同通信方式之間的接口問題。

2.2 數據終端分布廣

配電網絡自動化管理系統所設計到的數據通信終端設備分布廣泛、數量眾多，其數量通常遠遠大于輸電網絡的通信終端數。

2.3 終端間距離近

由于饋線沿途的設備點之間的間隔通常只有幾百米甚至幾十米，配電子站和配電房之間的距離也不過幾百米到幾千米之間，因此配電網絡中終端設備的分布距離較近，其通信可視為短距離通信，延遲很小。

3 配網通信管理系統軟件架構設計

配網通信管理系統作為一個軟硬件結合的網絡應用系統，必須在需求分析的基礎上進行充分的系統設計。為確保系統設計的完善、科學和充分，應遵循如下設計思路和設計原則，在分層結構中，各層獨立設計實現，每一層定義清晰的調用接口，相鄰層之間通過接口進行交互，呈現出服務調用和服務提供的關系。按照這種模式，只要各層定義的接口不變，各層實現的改變不會影響到其他層，也不會破壞系統的健康運行。由于分層結構的這種優勢，目前中大規模以上的分布式企業應用幾乎都采用分層結構進行設計。概括起來，分層結構所具有的優點包括：

3.1 低耦合

在分層結構中，各層獨立實現，層與層之間通過定義好的接口進行交互，耦合度極低；各層的實現上的改變不會對相鄰層造成影響。例如，在不影響業務邏輯層實現的情況下，可以對表示層進行更改和調整；類似的只要接口不變，業務邏輯層的變化也不會對表示層造成影響。

3.2 可重用

由于在分層結構中各層獨立設計實現，因此已實現的層具有高度的可重用性，調用方只需要獲知被調用層的接口即可。一個典型的例子是：已實現的業務邏輯層，既可以通過Web模式的表示層類訪問，也可以利用移動終端按Wap的模式訪問，而無需對不同的表示層重新設計數據訪問和業務邏輯模塊，大大地提高了可重用性。目前，甚至可以利用SOA等技術實現跨平臺的可重用性。

3.3 開發成本低

分層模式下，各層獨立開發，只需要約定好層間接口。各層的開發可以獨立進行，甚至可以使用不同的開發工具和開發語言，開發活動靈活性高、周期短、相對成本低。例如，分層模式下，可以允許使用C#的人員設計實現業務邏輯層，而由熟悉ASP的人員來實現表示層，這極大地提升了開發活動的靈活性和效率，也有效確保了系統的性能，降低了成本。

3.4 部署及維護簡單

按分層模式實現的系統也可以進行各層獨立的部署和維護，降低了系統整體的部署難度和維護成本。

正是由于分層結構的眾多優點，本系統也按照分層結構進行設計，從大的框架上分為前端表示層、業務邏輯層和數據訪問及通信層三層，其結構示意如圖1所示：

從總體分工來講，前端表示層面向用戶提供一個用戶同系統交互的接口，通常情況下，該層還負責接收用戶的輸入，并進行一些簡單的操作，例如合法性驗證；業務邏輯層作為系統的核心層，通常涵蓋用戶驗證、業務流程實現以及數據訪問等重要功能。

4 結語

整個面向智能電網的配網通信網絡綜合管理系統還需要更多的時間，數量極大的配網站的供電運行管理情況還有待實際使用中進一步驗證。隨著現代科學技術的飛速發展，自動化系統結構也發生了巨大的變化，已經逐漸依賴于用網絡綜合管理來控制和管理企業自動化系統，所以，網絡綜合管理系統在這種背景下有很大的應用前景。智能電網以其在現代國內外供電設備中的各種優越性，已經成為現代電網系統不可缺少的一部分。配網自動化技術以其完善的系統功能和工程化建設，以及接入終端數量大，在配電網絡方面的監控自動化范圍廣，未來將在現代電網建設中繼續做出貢獻。

參考文獻

[1] 袁泉.電力系統信息整合與技術集成的研究及應用

[D].浙江大學，2005.

[2] 林世勇，黃明祥.10kV配網建設與信息管理[J].浙江大學學報，2004，（2）.

[3] 霍忠.智能化電力營銷與配網管理系統的研究[J].科技資訊，2013，3（7）.endprint

摘要：隨著智能電網建設速度的不斷推進，電網中實時數據分析的數量也不斷增加，對大量的電能資源進行分析處理、調配管理和綜合控制以及確保電力生產的安全高效實施是一項非常艱巨的任務，所以，必須有一套完整的、科學的、實用的面向智能電網的配網自動化管理系統，適用于面向智能電網的配網通信網絡綜合管理系統用于配電站和電能的管理和控制。

關鍵詞：數據網絡管理；配網通信；智能電網；數據分析；電能資源；電力生產

中圖分類號：TN915 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）34-0060-02

1 配網自動化技術的發展現狀

配網網絡管理系統是用于管理配電網絡運行的軟件系統。通過收集配電網絡各設備和模塊的運行狀態信息，匯集到數據庫系統中進行統一管理，并對這些數據信息進行分析、加工和處理，據此進行網絡資源的合理分配、網絡負載的動態調整，用于確保配電網絡的安全可靠和高效運行，同時優化網絡運行，降低配電網絡運行和維護成本。以現代通信技術、計算機軟硬件技術、電子技術和計算機網絡技術為基礎的配網自動化技術目標在于將電網結構相關信息、配電網離線和在線數據進行融匯合成，并最終形成一個區域性的功能完整的自動化系統。配網自動化系統主要包括了運行自動化和控制功能自動化兩個部分，進一步又可以細分為電壓控制、SCADA系統、故障檢測、隔離和恢復系統、自動抄表、用電負荷管理、饋線控制管理及協調管控等功能模塊。

配網自動化系統管理的范圍涵蓋了從底層變電站的主變低壓側以及低壓母線到終端電力用戶在內的整個配電網絡，所涉及到的管理對象包括以出線開關、環網柜和配電變壓器為代表的供電一次設備以及主站計算機系統、饋線監控設備、配變監控終端設備和通訊設備等構成的自動化系統。

2 配網自動化網絡系統的總體特征

配電網絡具有若干顯著的特征，要求配網自動化系統建設的時候能夠遵照或體現這些特征，以確保系統的可用性和可靠性，這些特征包括：

2.1 通信方式多樣化

配電網絡自動化系統從通信方式上來講具有多樣性，可以使用傳統的光纖通信、語音信道、衛星通信、無線擴頻通信、微波通信等方式，也可以直接使用較新的電力載波通信。實際上一個跨地域范圍較廣的配電網絡自動化管理系統往往涉及到若干種通信方式的交叉融合，因此系統建設中要考慮不同通信方式之間的接口問題。

2.2 數據終端分布廣

配電網絡自動化管理系統所設計到的數據通信終端設備分布廣泛、數量眾多，其數量通常遠遠大于輸電網絡的通信終端數。

2.3 終端間距離近

由于饋線沿途的設備點之間的間隔通常只有幾百米甚至幾十米，配電子站和配電房之間的距離也不過幾百米到幾千米之間，因此配電網絡中終端設備的分布距離較近，其通信可視為短距離通信，延遲很小。

3 配網通信管理系統軟件架構設計

配網通信管理系統作為一個軟硬件結合的網絡應用系統，必須在需求分析的基礎上進行充分的系統設計。為確保系統設計的完善、科學和充分，應遵循如下設計思路和設計原則，在分層結構中，各層獨立設計實現，每一層定義清晰的調用接口，相鄰層之間通過接口進行交互，呈現出服務調用和服務提供的關系。按照這種模式，只要各層定義的接口不變，各層實現的改變不會影響到其他層，也不會破壞系統的健康運行。由于分層結構的這種優勢，目前中大規模以上的分布式企業應用幾乎都采用分層結構進行設計。概括起來，分層結構所具有的優點包括：

3.1 低耦合

在分層結構中，各層獨立實現，層與層之間通過定義好的接口進行交互，耦合度極低；各層的實現上的改變不會對相鄰層造成影響。例如，在不影響業務邏輯層實現的情況下，可以對表示層進行更改和調整；類似的只要接口不變，業務邏輯層的變化也不會對表示層造成影響。

3.2 可重用

由于在分層結構中各層獨立設計實現，因此已實現的層具有高度的可重用性，調用方只需要獲知被調用層的接口即可。一個典型的例子是：已實現的業務邏輯層，既可以通過Web模式的表示層類訪問，也可以利用移動終端按Wap的模式訪問，而無需對不同的表示層重新設計數據訪問和業務邏輯模塊，大大地提高了可重用性。目前，甚至可以利用SOA等技術實現跨平臺的可重用性。

3.3 開發成本低

分層模式下，各層獨立開發，只需要約定好層間接口。各層的開發可以獨立進行，甚至可以使用不同的開發工具和開發語言，開發活動靈活性高、周期短、相對成本低。例如，分層模式下，可以允許使用C#的人員設計實現業務邏輯層，而由熟悉ASP的人員來實現表示層，這極大地提升了開發活動的靈活性和效率，也有效確保了系統的性能，降低了成本。

3.4 部署及維護簡單

按分層模式實現的系統也可以進行各層獨立的部署和維護，降低了系統整體的部署難度和維護成本。

正是由于分層結構的眾多優點，本系統也按照分層結構進行設計，從大的框架上分為前端表示層、業務邏輯層和數據訪問及通信層三層，其結構示意如圖1所示：

從總體分工來講，前端表示層面向用戶提供一個用戶同系統交互的接口，通常情況下，該層還負責接收用戶的輸入，并進行一些簡單的操作，例如合法性驗證；業務邏輯層作為系統的核心層，通常涵蓋用戶驗證、業務流程實現以及數據訪問等重要功能。

4 結語

整個面向智能電網的配網通信網絡綜合管理系統還需要更多的時間，數量極大的配網站的供電運行管理情況還有待實際使用中進一步驗證。隨著現代科學技術的飛速發展，自動化系統結構也發生了巨大的變化，已經逐漸依賴于用網絡綜合管理來控制和管理企業自動化系統，所以，網絡綜合管理系統在這種背景下有很大的應用前景。智能電網以其在現代國內外供電設備中的各種優越性，已經成為現代電網系統不可缺少的一部分。配網自動化技術以其完善的系統功能和工程化建設，以及接入終端數量大，在配電網絡方面的監控自動化范圍廣，未來將在現代電網建設中繼續做出貢獻。

參考文獻

[1] 袁泉.電力系統信息整合與技術集成的研究及應用

[D].浙江大學，2005.

[2] 林世勇，黃明祥.10kV配網建設與信息管理[J].浙江大學學報，2004，（2）.

[3] 霍忠.智能化電力營銷與配網管理系統的研究[J].科技資訊，2013，3（7）.endprint