智能配電網信息集成技術研究

王順仁

（昭通供電局，云南 昭通 657000）

智能配電網信息集成技術研究

王順仁

（昭通供電局，云南 昭通 657000）

隨著我國電網規模的進一步擴大，電網信息管理逐漸成為電力企業關注的焦點。傳統人工配網體系已不能滿足電網的發展要求。本文以智能配網為出發點，提出了智能配網的五層分層架構，并對智能配網的系統模塊進行了詳細分析，最后提出了一套基于企業服務總線的信息集成策略。

智能配網；信息集成；企業服務總線

近年來，隨著城市化和工業化進程的不斷推進，社會對電力能源的需求量不斷增大，電網規模進一步擴大。各種分布式能源如太陽能、風電等也開始進入電網，隨之而來的是急劇增長的電網信息和數據，錯綜復雜的電網結構也給配網工作提出了更大的挑戰。傳統的基于人工管理的配網系統已不能滿足社會的發展要求，而且成為電網規模進一步擴大的重大阻礙。因此，為了提高配網質量和效率，必須建立配網信息集成的綜合管理系統，逐步實現智能化電網管理。本文提出了一套配網信息集成策略，對于智能電網的建設具有一定的現實意義。

1 智能配網概述

國外發達國家自20世紀70年代起就開始了配電自動化技術的研究，并逐步在電網中實踐應用。為了協調經濟發展，以美國和歐盟為代表的西方國家首先提出了“智能電網”的概念。近年來，國外智能電網的研究和應用大有向用戶需求側傾斜的傾向，并開展了一系列智能化探索，取得了很好的效果。在國內，經過了數字電力系統、數字化電網和配電自動化三個階段后，我國也逐步開展了智能電網的研究。2009年國家電網公司提出了“堅強智能電網”的概念，預示著我國的電網正朝著堅強可靠、經濟高效、清潔環保、透明開放、友好互動的現代電網發展。

與傳統的配電網相比 , 智能配網具有自愈能力強、安全性能好、電能質量高、可接入量大、資產利用率高、支持用戶互動、配電可視化和配電管理信息化等明顯特征。智能配網的實現需要以各種現代化高科技作為支持，我國要實現更高程度的智能配網系統，必須首先發展信息化技術、自動化技術、互動化技術和信息融合技術。

2 智能配網體系設計

2.1 總體框架

智能電網要實現智能化控制和管理，因此比傳統的配電網有更高的要求，需要按功能進行層次劃分。本文將智能配電網總體框架分為采集層、傳輸層、集成層、優化層和展現層，如圖1所示。

圖1 智能電網層次架構

2.1.1 采集層

采集層又稱為數據采集層，它是獲取電網各種數據信息的基礎層次。采集層中分布了大量的智能設備，例如智能傳感器、自動化儀表等，可以對電網的實時運行信息、計量信息以及天氣信息等數據進行實時采集。采集層采集到的所有信息都是由配電網終端設備向上位機傳輸的，上位機主要是指電網系統控制中心。

2.1.2 傳輸層

數據傳輸的方式有很多，例如光纖光纜、調制載波、有線電纜、無線WIFI等。考慮到配電網的現場條件較為惡劣，而且分布范圍很廣，根據這些特點，為提高數據傳輸的可靠性和效率，智能電網的傳輸層不宜采用單一通信方式，而應選擇多種通信方式相結合的方案。參照IEC 61850通信標準，同時考慮到各種通信方式自身的特點，光纖通信由于高效可靠、保密性能好、抗干擾能力強、帶寬充足、傳輸距離遠等優點，成為智能電網傳輸層通信系統的首選。而光纖通信中又以工業以太網技術最為成熟，應用也最為廣泛，因此滿足智能電網的通信要求。

2.1.3 集成層

集成層又稱為數據集成層，它是智能電網所有數據的匯聚點，具體包括資產管理信息、GIS數據、電網、實時狀態數據、歷史數據等。集成層由于與數據存儲和處理有直接的關聯，因此必須建立標準化的配電網統一模型，以實現信息共享。

2.1.4 優化層

優化層的作用主要是進行數據分析，以期對現有的智能電網系統進行優化。優化層的實現是以配網信息集成平臺為基礎的。在信息集成平臺中，優化層可以根據具體要求完成數據檢索和分析，用于系統的優化分析，并協調其它模塊進行有關數據處理的任務。

2.1.5 展現層

展現層是電網系統管理人員直接操作的層面，它必須具備友好的人機交互界面，管理人員不但可以實時監控配電網的實時運行狀態，還能根據電網的實時狀態進行遠程操控。為了提高人機交互界面的友好性，展現層是通過二維和三維等形式對電網中的設備、節點、狀態和監測數據等對象進行展示的。展現層涉及到圖像處理和可視化技術等關鍵技術的應用。

2.2 功能模塊設計

目前配電網管理領域中已存在配電管理系統和配電自動化系統等比較智能化的管理工具，這些管理方式與智能電網的理念有一些相似之處，但智能電網更關注用戶側的管理，它的目標在于為管理人員提供一個更加智能化的高級應用管理平臺，以實現全網的統一管理。本文將系統的功能模塊劃分為六個部分，即通信管理系統、需求管理系統、智能饋線系統，資產管理系統、調控管理系統、能源接入系統。以上六個系統都集成在智能配網綜合管理平臺中進行統一的管理。

智能配網綜合管理平臺是智能電網的核心部分，它包含了一個標準化的全網統一模型，可以對各應用系統進行統一的管理和配置，在該平臺上，用戶可以很方便地進行電網監控、數據收集、資產管理等操作，為了進一步提高系統的智能化程度，還集成了優化的智能決策算法。本平臺采用面向服務的架構體系，實現配電網的信息集成和應用集成。

通信管理系統可以對本電網中各終端設備的通信進行統一管理，其通信方式綜合運行了有線和無線兩種方案，以方便構建配電網統一通信架構。需求管理系統是智能電網最具特色的技術成分，因為它可以讓管理人員把更多的注意力集中在需求側，實現了用戶和配網的雙向信息傳輸。智能饋線系統的作用是通過監視電網運行狀態來控制各種計量設備，從而保證供電的質量和可靠性。該系統由數據采集子模塊、遠程操控子模塊和故障處理子模塊三部分組成。資產管理系統的理論基礎是可靠性理論，它的目標是使資產消耗降低到最低的水平。由于我國電網模塊越來越大，新老設備更替量也大，因此資產管理具有十分重要的現實意義。調控管理系統是以配電自動化系統為基礎的，它可以完成對配電網的統一調控，是提高智能配網智能化的重要部分。能源接入系統是為了對接分布式發電網絡而設計的，它不但可以實現能源的接入，還能實現微網儲能，并集成了高效的控制方案。

2.3 基于企業服務總線的信息集成

一般來說，傳統的配電控制系統在兩個生產控制區和管理信息區之間是相互隔離的，各功能子系統也不能很好地進行信息共享。在智能電網中，構建了信息一體化管理平臺，子系統間設計了統一工作接口，使配電網內的各子系統可以相互通信，由信息交換中心提供統一的數據服務。平臺采用了基于企業服務總線的信息集成架構，實現了信息共享體系，為更高層次的業務集成需求提供了基礎。

3 結語

智能電網是新一代的電網技術，西方發達國家正在逐步實現智能電網建設。而我國經過多年的探索和發展，也提出了堅強智能電網的概念。智能配電是智能電網的關鍵環節。隨著電子技術、通信技術和自動化技術的發展，未來的智能配網的體系結構將更加清晰，調度更加安全高效，信息化、自動化、互動化程度也將進一步提升。它使配電網從傳統的供方主導、單向供電、人工管理的運營模式向用戶參與、雙向互動、自動調度的方向轉變，實現了配電網的最優運行，使成本降到最低。供電優質可靠，成為現代社會經濟發展的強大保障。同時推動了新能源革命，促進環保與可持續發展。總之，智能配網的將成為未來配電網的主流。

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1671-0711（2017）12（上）-0188-02