配網(wǎng)自動化系統(tǒng)建設(shè)方案研究

王衛(wèi)東

【摘要】：現(xiàn)階段，城市用電負荷越來越大，供電企業(yè)一方面要增加城網(wǎng)出線，縮短線路供電半徑，另一方面要開發(fā)和建設(shè)高品質(zhì)的配電網(wǎng)絡(luò)自動化系統(tǒng)。配電網(wǎng)絡(luò)自動化融合了計算機技術(shù)和自動控制技術(shù)等，具有明顯的應(yīng)用優(yōu)勢。近年來，宜興市的配電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)日趨完善，為配電自動化系統(tǒng)建設(shè)工作奠定了堅實的基礎(chǔ)。本文簡述了宜興市配網(wǎng)自動化系統(tǒng)建設(shè)方案。

【關(guān)鍵詞】：配網(wǎng);自動化;系統(tǒng);建設(shè);方案;

1 配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的建設(shè)原則和目標

1.1 配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的建設(shè)原則

宜興市配網(wǎng)自動化系統(tǒng)建設(shè)應(yīng)該堅持統(tǒng)一規(guī)劃的原則。首先，應(yīng)該進行局部實施，取得明顯成果后再全面推廣;其次，要分析宜興市各類供電區(qū)配網(wǎng)自動化建設(shè)現(xiàn)狀和建設(shè)需求，控制系統(tǒng)的建設(shè)成本;再次，整合系統(tǒng)信息，提高系統(tǒng)兼容性，優(yōu)化配網(wǎng)系統(tǒng)。最后，借鑒其他區(qū)域的配網(wǎng)自動化系統(tǒng)建設(shè)經(jīng)驗，完善配網(wǎng)管理流程，爭取早日建設(shè)一支高素質(zhì)的配電自動化系統(tǒng)維護隊伍。雖然配網(wǎng)自動化能夠提高配電網(wǎng)運行管理效率，但是前期建設(shè)投資力度大，需要花費較多人力資源和運行維護成本，要根據(jù)采集數(shù)據(jù)量和設(shè)計功能合理投資配網(wǎng)自動化。宜興市配網(wǎng)自動化系統(tǒng)第一階段定位為局部實施階段，逐漸增加資金投入量;第二階段是選擇A、B 類重要供電區(qū)域進行配電自動化建設(shè);第三階段是將配電自動化擴展到供電可靠性要求高和配電網(wǎng)薄弱環(huán)節(jié)多的區(qū)域。

1.2 配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的建設(shè)目標

技術(shù)人員可以通過配網(wǎng)自動化系統(tǒng)實時掌控配電網(wǎng)的運行情況，優(yōu)化管理模式和系統(tǒng)運行方式，促進配網(wǎng)運行管理水平和工作效率的提升，最大限度地滿足不同供電區(qū)的用電需求。遙信、遙測為主，遙控為輔，是配電線路開關(guān)的建設(shè)目標，并結(jié)合系統(tǒng)資源采集配變遙測的信息。

2 配網(wǎng)自動化系統(tǒng)配置方案

2.1 硬件配置原則

宜興市配網(wǎng)自動化系統(tǒng)采用開放分布式結(jié)構(gòu)，硬件設(shè)備采用冗余配置，配網(wǎng)采用冗余雙交換式，避免單網(wǎng)故障和網(wǎng)上節(jié)點內(nèi)的單點網(wǎng)絡(luò)故障對配網(wǎng)自動化系統(tǒng)功能造成影響。配網(wǎng)自動化系統(tǒng)服務(wù)器包括數(shù)據(jù)采集服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器以及應(yīng)用服務(wù)器。數(shù)據(jù)采集服務(wù)器的數(shù)據(jù)采集途徑是專用通道和網(wǎng)絡(luò)通道。數(shù)據(jù)庫服務(wù)器包括能夠管理靜態(tài)數(shù)據(jù)的歷史數(shù)據(jù)服務(wù)器和負責發(fā)布設(shè)備信息的WEB 服務(wù)器。應(yīng)用服務(wù)器包括SCADA 服務(wù)器和GIS 服務(wù)器等，能夠發(fā)布閉環(huán)網(wǎng)絡(luò)化業(yè)務(wù)。配網(wǎng)自動化系統(tǒng)工作站分為調(diào)度員工作站、維護工作站、短信告警工作站以及故障智能診斷服務(wù)器等。宜興市各個調(diào)度中心均配置了2 臺配調(diào)工作站，配電中心負責維護GIS數(shù)據(jù)。同時，配網(wǎng)自動化系統(tǒng)采用專網(wǎng)和公網(wǎng)方式，交換配網(wǎng)自動化系統(tǒng)和調(diào)度自動化系統(tǒng)之間的信息，設(shè)置專門的加密認證裝置進行聯(lián)絡(luò)。

2.2 軟件功能要求

配網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)支撐平臺能夠快速分析處理實時數(shù)據(jù)，提供數(shù)據(jù)采集和權(quán)限管理等服務(wù)。配網(wǎng)自動化系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫為Oracle、MS SQL Server，報表系統(tǒng)運行于Windows 上，能夠跨越多種硬件平臺統(tǒng)一歷史數(shù)據(jù)。系統(tǒng)采用一體化設(shè)計作為圖模庫，配電高級應(yīng)用分析和配電仿真等都用同一個數(shù)據(jù)庫和畫面。根據(jù)各供電區(qū)域的生產(chǎn)需求，要加強配電自動化系統(tǒng)和其他應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)之間的交換。交換數(shù)據(jù)分為實時類數(shù)據(jù)和查詢類數(shù)據(jù)。查詢類數(shù)據(jù)沒有時間限制，實時類數(shù)據(jù)要確保連接的永久性。

2.3 網(wǎng)絡(luò)安全方案

配網(wǎng)自動化系統(tǒng)包括SCADA和配網(wǎng)故障處理等。根據(jù)安全等級的不同，各個系統(tǒng)可以放在3 個安全區(qū)域內(nèi)，其中Ⅰ、Ⅱ之間配置防火墻以防護網(wǎng)絡(luò)安全，Ⅰ、Ⅲ之間配置橫向物理隔離裝置以交互信息。配網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)和調(diào)度自動化系統(tǒng)都屬于安全Ⅰ 區(qū)，通過調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)交換信息。在采用調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)時，需要在兩端安裝縱向加密認證裝置。

3 配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)規(guī)劃

要想促進配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的發(fā)展，必須確定一種穩(wěn)定且實用的體系結(jié)構(gòu)。考慮到宜興市配電系統(tǒng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)復(fù)雜，分布范圍廣，屬于特大型配電系統(tǒng)，所以配電自動化主站系統(tǒng)必須接入大量配網(wǎng)終端。供電局可以按照“統(tǒng)一平臺，分散應(yīng)用”的建設(shè)思路選擇兩層體系結(jié)構(gòu)，利用計算機信息技術(shù)和通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，支撐宜興市配網(wǎng)自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。該配電自動化主站系統(tǒng)的中心數(shù)據(jù)庫負責集中管理配網(wǎng)采集終端的數(shù)據(jù)，在管轄權(quán)限范圍內(nèi)，下屬各供電區(qū)域子站能夠遠程訪問數(shù)據(jù)，以加強各個供電區(qū)域配電網(wǎng)的監(jiān)控和維護。

3.1 兩層體系結(jié)構(gòu)組成

主站層和終端層組成了宜興市配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的兩層體系結(jié)構(gòu)，其中主站層設(shè)在宜興市供電局，局內(nèi)的中心數(shù)據(jù)庫涵蓋了配網(wǎng)采集終端的數(shù)據(jù)，包括計算機網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、輸入輸出設(shè)備和多媒體等設(shè)備。兩層體系結(jié)構(gòu)能夠有效分離業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)，使各供電區(qū)域子站在管轄權(quán)限范圍內(nèi)突破時間和地點等客觀因素限制，并及時進行操作。配網(wǎng)終端層的主要功能是采集數(shù)據(jù)，安裝范圍包括配電房和環(huán)網(wǎng)柜等。另外，由于宜興市供電局和各個供電區(qū)域的通信基礎(chǔ)已經(jīng)成熟，可以利用現(xiàn)有配電調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)實現(xiàn)各供電區(qū)域子站和配電主站網(wǎng)絡(luò)的通信，通過新建通信通道將電房的配電終端設(shè)備數(shù)據(jù)采集到主站。

3.2 兩層體系結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點

通過遠程工作站，各供電區(qū)域能夠?qū)崟r查詢相應(yīng)業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)，確保市局服務(wù)器端和區(qū)局子站數(shù)據(jù)保持一致。無需在所在區(qū)局的通信通道上建設(shè)終端，控制通信建設(shè)成本。通過在主站中心數(shù)據(jù)庫設(shè)置和各個相關(guān)系統(tǒng)的接口，可以集中管理數(shù)據(jù)，降低各區(qū)域電網(wǎng)維護成本。兩層體系結(jié)構(gòu)分割了供電區(qū)域，避免市局主站系統(tǒng)過于集中引發(fā)的風險，符合配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的分區(qū)域逐步實施原則。但是，兩層結(jié)構(gòu)采用集中采集方式，對市局主站的可靠性和數(shù)據(jù)采集能力提出了嚴格要求，且隨著配電主站系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)量的不斷增大，配電自動化主站系統(tǒng)需要更加優(yōu)秀的數(shù)據(jù)處理能力。

4 結(jié)束語

綜上所述，簡要分析了宜興市供電局配網(wǎng)現(xiàn)狀，包括配網(wǎng)自動化建設(shè)相關(guān)成就和配網(wǎng)運行過程中存在的問題，論述了配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的建設(shè)原則和目標，要求技術(shù)人員堅持統(tǒng)一規(guī)劃的原則，分三個階段逐步建設(shè)配網(wǎng)自動化系統(tǒng)。最后，從硬件配置原則和軟件功能要求兩方面確定了配網(wǎng)自動化系統(tǒng)配置方案。宜興市配網(wǎng)自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)劃分為系統(tǒng)主站和配電終端兩個層次，能夠有效降低通信建設(shè)的成本和各區(qū)域電網(wǎng)維護成本。

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