智能配電自動化管理系統的設計與實現

郭輝田

【摘 要】隨著國家市場經濟的飛速發展，以及人們生活質量的逐漸提高，各類用戶對電力的需求越來越多，進一步促進了電力事業的發展建設。本文提出了智能配電自動化系統的設計方案，具有較強的現實應用意義。

【關鍵詞】智能化；配電自動化；一體化設計

1 智能配電自動化系統總體結構設計

智能配電自動化系統的設計方案主要包括三個層次，分別是主站層、通信層和遠動層，智能配電自動化系統的主站層由五個部分組成：Web服務器、SCADA調度服務器、前置機、維護站和調度工作站。其中，SCADA調度服務器和前置機采用的都是雙擊冗余備用方式，一旦某臺設備出現故障，智能配電自動化系統可以直接調度另外一臺設備完成數據信息的采集、存儲和傳輸；系統通信層由三個部分組成：互聯網、移動無線網和移動無線基站；系統遠動層由遠程抄表終端、聯絡開關和分段開關組成。

2 系統主站層子系統功能設計

智能配電自動化系統設計目標是提供一個安全可靠、高效便捷、功能模塊多、開放共享度高的平臺。智能配電自動化系統符合現代社會電力事業發展的需求，屬于一體化、綜合化、開放化的綜合信息管理系統。智能配電自動化系統主站部分作為系統核心部分，具有數據信息的接收、處理、存儲、傳輸和分析等功能。因此，主站層子系統的設計與智能配電自動化系統的運行效果密切相關。

主工作站功能模塊負責實現以下功能：日志記錄、連接數據庫、實時顯示設備狀態、遠程監聽和控制、顯示統計報表、管理遠程抄表、統計設備運行情況、調用GIS圖像窗體等。

服務器模塊包括Web服務器、SCADA調度服務器、設備維護服務器、設備管理服務器、預付費管理服務器。

維護工作站具有以下幾種功能：維護用戶權限、統計設備狀態、顯示設備狀態、數據導入和導出和維護數據信息參數等。

3 系統SCADA調度子系統功能設計

3.1 SCADA調度子系統模型。二十多年以來，SCADA調度子系統主要經歷了三代產品的發展，第一代為八十年代至九十年代的集中式子系統；第二代為九十年代初期的分布式子系統；目前，第三代綜合采用了C/S架構模式和B/S架構模式。C/S架構模式是現代信息管理系統主要采用的架構方案，已經廣泛應用于SCADA調度子系統中。

采用C/S架構模式的SCADA調度子系統從邏輯結構上可以分為兩個組成部分，一是服務器終端；二是客戶機終端。服務器終端主要負責處理和維護數據信息，同時響應客戶機終端提出的請求，并將相關信息傳輸到客戶機終端，最后由客戶機終端向用戶提供圖形界面。

采用C/S架構模式的SCADA調度子系統在網絡架構方面采用的是非透明分布式系統，主要包括兩種功能含義：一是服務器終端和客戶機終端在進行數據交互之前，需要建立相應的數據傳輸鏈路；二是客戶機終端只有事先獲得服務器終端的網絡地址、服務器名稱等，才能與其建立數據傳輸鏈路，由此保證了數據信息傳輸的安全、穩定和高效。

3.2 SCADA調度子系統軟件模型。根據智能配電自動化系統中SCADA調度子系統軟件應用的需求，可以將SCADA調度子系統分為三個部分：一是應用軟件部分；二是支撐軟件部分；三是操作系統部分。隨著現代信息技術的高速發展，以及網絡應用的廣泛普及，為智能配電自動化系統的實施打下了堅實基礎。SCADA調度子系統的操作平臺經歷了DOS操作系統、VMS操作系統和Unix操作系統，目前，以Windows XP操作系統最為普及，Windows XP操作系統操作簡單、方便快捷，支持多種網絡傳輸協議和軟件程序擴展，以確保供電網絡的穩定運行。

根據智能配電自動化系統的連通性、開放性和共享性要求，為確保數據信息的共享和交換，通過系統二次開發擴展了新的網絡功能接口，更新了系統的功能模塊，從根本上提高了智能配電自動化系統的集成度。同時，將關系型數據庫管理系統引入其中，可以通過標準的SQL Server語言對數據庫系統發起訪問，以實現數據信息的共享和交換。因此，選擇了SQL Server 2010數據庫作為智能配電自動化系統的支撐軟件。

應用軟件指的是智能配電自動化系統中實現統計、計算和報警等功能的軟件程序，應用軟件是SCADA調度子系統的基本功能模塊，負責實現數據信息采集處理、分析研究等功能。

3.3 SCADA調度子系統數據庫設計。為保證智能配電自動化系統實現數據信息采集處理、存儲分析的安全性和實時性，以及滿足對海量數據信息的計算和統計需求，SCADA調度子系統的數據庫采用實時型和歷史型分離式數據結構，在保證實施存儲數據信息的同時，保證歷史數據信息的安全可用，使兩種數據信息不會交叉混亂，有利于系統管理員對數據的管理和維護。

（1）實時型數據庫功能：實施讀取數據信息，并將其存儲于系統內存設備中；動態數據信息計算引擎可以對各種數據進行實時處理和分析計算，確保數據庫擁有靜態和動態兩種屬性；提供數據信息在線保護策略，可以隨時恢復系統數據信息，為檢索和查詢提供服務。

（2）歷史型數據庫功能：歷史型數據庫采用的是關系型數據庫系統，目的是將歷史數據信息長期存儲于數據庫系統中，外部授權用戶可以通過ODBC接口對數據庫系統中的數據信息發起訪問，以實現數據共享與交換的功能。

結束語

綜上所述，本文分析了目前我國智能配電自動化系統的發展建設狀況，針對目前供電部門存在的問題，以實際應用為出發點，提出了智能配電自動化系統的設計方案，以無線通信網絡作為基礎，實現了智能配電自動化管理平臺，該系統具有安全穩定、操作簡單、運行高效等特點。

參考文獻：

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[2]劉彥齊.變配電自動化在10kV供電系統中的應用[J].廣東科技，2013（22）：67-68.

（作者單位：國網遼寧省電力有限公司朝陽供電公司）