配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行技術(shù)優(yōu)化探討

沈開(kāi)輝

（漳州電業(yè)局，福建 漳州 363000）

1 配網(wǎng)自動(dòng)化體系結(jié)構(gòu)的優(yōu)化

1.1 網(wǎng)絡(luò)及硬件體系結(jié)構(gòu)

本方案為規(guī)模較大的優(yōu)化配置方案，它將DMS功能分為三大部分：①配電網(wǎng)監(jiān)控(SACADA)；②配電工作管理；③用戶及用電管理。

上述三大部分分別由三個(gè)局域子網(wǎng)實(shí)現(xiàn)，該方案易于進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)管理，安全性、可靠性及數(shù)據(jù)訪問(wèn)性能均優(yōu)。若考慮到投資規(guī)模及實(shí)際情況，并保證系統(tǒng)的投資效益，需分步實(shí)施整個(gè)配網(wǎng)自動(dòng)化工程。主站系統(tǒng)的規(guī)模可按圖l所示進(jìn)行設(shè)置：該設(shè)置方案把所有配網(wǎng)自動(dòng)化主站系統(tǒng)的各功能工作站及數(shù)據(jù)服務(wù)器全部通過(guò)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)連接成一個(gè)局域子網(wǎng)，并且各中間層系統(tǒng)亦通過(guò)專用光纖通道(分頻后)以網(wǎng)絡(luò)方式直接掛接于主站的局域子網(wǎng)，這種設(shè)計(jì)沒(méi)有采用傳統(tǒng)的通訊前置機(jī)方式，既簡(jiǎn)化了設(shè)備配置，又大大提高了數(shù)據(jù)通訊性能，解決了通訊瓶頸問(wèn)題。

1.2 軟件系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

配電自動(dòng)化系統(tǒng)是建立在計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、通訊基礎(chǔ)之上的復(fù)雜的軟件工程，層次化的系統(tǒng)設(shè)計(jì)是保證其整體性能的基礎(chǔ)。配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)是以一套完善的高性能的支撐系統(tǒng)為基礎(chǔ)形成的分布式處理系統(tǒng)。

支撐系統(tǒng)環(huán)境包括：面向?qū)ο蟮膶?shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)及其管理系統(tǒng)(DARDBMS)、歷史數(shù)據(jù)庫(kù)及其管理系統(tǒng)、GIS庫(kù)及其它DMS應(yīng)用庫(kù)、網(wǎng)絡(luò)任務(wù)管理系統(tǒng)、面向?qū)ο蟮腗MI框架系統(tǒng)(DAMMI)、地理信息支撐平臺(tái)AM／FM系統(tǒng)(稱DAMAP)。支撐軟件向應(yīng)用程序提供服務(wù)的方式有：①以API向應(yīng)用程序提供調(diào)用接口；②運(yùn)行時(shí)以C／S方式提供信息查詢服務(wù)；③向應(yīng)用程序提供約定的面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)描述。

2 配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)主要功能

(1)配網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控及高級(jí)應(yīng)用自動(dòng)化部分：基于地理信息的配電SCADA(包括網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治?、故障處理?。(2)配電工作管理。①基于地理信息的配電設(shè)施管理系統(tǒng) (稱：GPMS)；②基于WEB的實(shí)時(shí)信息發(fā)布。

3 配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)支撐環(huán)境

3.1 操作系統(tǒng)及硬件平臺(tái)。配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)在選擇操作系統(tǒng)平臺(tái)時(shí)采取如下策略：服務(wù)器端：采用UNIX或LINUX或WINDOWS NTSERVER或WINDOWS2000SERVER?？蛻舳耍翰捎肳INDOWS95/98或WINDOWS2000 WORKSTATION或WINDOWS NT WORK STATION

3.2 網(wǎng)絡(luò)任務(wù)管理(SYSMAN)。WFDA的網(wǎng)絡(luò)任務(wù)管理負(fù)責(zé)對(duì)整個(gè)主站系統(tǒng)計(jì)算機(jī)和各節(jié)點(diǎn)任務(wù)的協(xié)調(diào)管理，SYSMAN通過(guò)自動(dòng)維護(hù)節(jié)點(diǎn)信息描述表和節(jié)點(diǎn)任務(wù)信息描述表來(lái)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)及節(jié)點(diǎn)任務(wù)的管理。

3.3 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)及其管理系統(tǒng)(DARDBMS)。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)(DARDBMS)，是用VisualC++語(yǔ)言在WindowsNT下開(kāi)發(fā)的常駐內(nèi)存的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，它具有開(kāi)放性和面向?qū)ο蟮奶卣?，且以C/S方式向其他應(yīng)用程序在運(yùn)行時(shí)提供服務(wù)，是一個(gè)相對(duì)獨(dú)立且功能強(qiáng)大的真正的實(shí)時(shí)分布式數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，保證了配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)優(yōu)異的整體性能。

3.4 DAMAP(AM/FM)。DAMAP是用VC++在WindowsNT下面向?qū)ο蟮乃枷牒头椒ㄩ_(kāi)發(fā)的AM／FM圖形支撐平臺(tái)，它集自動(dòng)繪圖、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)維護(hù)、設(shè)施屬性數(shù)據(jù)庫(kù)維護(hù)、地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)維護(hù)、網(wǎng)絡(luò)拓樸自動(dòng)生成、空間拓?fù)潢P(guān)系的自動(dòng)生成等多種功能為一體，是一個(gè)功能強(qiáng)大的圖形支撐平臺(tái)。

3.5 報(bào)表處理系統(tǒng)(DAFORM)。報(bào)表處理系統(tǒng)是用MicrosoftExcel二次開(kāi)發(fā)形成的功能豐富的、獨(dú)立的軟件系統(tǒng)，其主要功能簡(jiǎn)述如下：

(1)報(bào)表定義、編輯。用戶可通過(guò)報(bào)表編輯、定義界面方便地定義并修改報(bào)表格式、報(bào)表內(nèi)容。(2)報(bào)表輸出。報(bào)表輸出包括顯示和打印。報(bào)表可隨時(shí)召喚打印，亦可自動(dòng)按預(yù)定義方式打??；打印前可進(jìn)行打印預(yù)覽。對(duì)任何以定義好的報(bào)表，用戶可方便地通過(guò)人機(jī)接口進(jìn)行定義。(3)報(bào)表服務(wù)器。DAFORM提供開(kāi)放的COM組件接口，可以作為報(bào)表處理服務(wù)器受控于其他應(yīng)用程序。

4 DMS應(yīng)用系統(tǒng)

4.1 基于地理信息的配網(wǎng)SCADA系統(tǒng)

配網(wǎng)SCADA系統(tǒng) (SupervisoryControlAnd DataAcquisition)即數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)，它以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的生產(chǎn)過(guò)程控制與調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)。

(1)地理背景。配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的SCADA系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)基于圖形支撐平臺(tái)DAMAP(AM/FM)，故可與地理信息系統(tǒng)高度集成在一起，形成真正適合于配電網(wǎng)的SCADA系統(tǒng)。(2)數(shù)據(jù)采集。數(shù)據(jù)采集的實(shí)現(xiàn)方式是由配調(diào)主站、中間層系統(tǒng)及終端測(cè)控設(shè)備三個(gè)層次共同實(shí)現(xiàn)。

數(shù)據(jù)采集的內(nèi)容包括：①模擬量：包括電壓、電流、有功、無(wú)功、頻率等；②狀態(tài)量：開(kāi)關(guān)刀閘狀態(tài)、事故總信號(hào)、保護(hù)動(dòng)作信號(hào)及變壓器分接頭等；③脈沖電度量；④保護(hù)及其他自動(dòng)裝置信息：主要包括保護(hù)測(cè)量值，保護(hù)定值，保護(hù)自檢信息，保護(hù)的動(dòng)作信息等；⑤順序事件記錄內(nèi)容。

(3)數(shù)據(jù)處理。數(shù)據(jù)處理的主要內(nèi)容包括：①遙測(cè)值處理；②遙信變位處理；③電度量的數(shù)據(jù)處理：將累計(jì)脈沖計(jì)數(shù)值轉(zhuǎn)換為實(shí)際電度量；④順序事件記錄處理；⑤運(yùn)算處理；⑥變壓器分接頭處理。

(4)報(bào)警處理。報(bào)警顯示：報(bào)警發(fā)生時(shí)，自動(dòng)推出報(bào)警行，同時(shí)按報(bào)警定義內(nèi)容自動(dòng)推出相關(guān)畫(huà)面?？扇我庠O(shè)定組合過(guò)濾條件查詢當(dāng)日或歷史報(bào)警內(nèi)容。

音響及聲音報(bào)警：報(bào)警發(fā)生時(shí)，將自動(dòng)按預(yù)定義內(nèi)容產(chǎn)生音響及聲音報(bào)警。報(bào)警打?。簣?bào)警內(nèi)容可自動(dòng)或人工召喚打印。報(bào)警順序記錄表至少能保存一年。

(5)遙控操作?？刂茖?duì)象及操作方式：控制對(duì)象包括所有可以遙控的配網(wǎng)的站內(nèi)出線開(kāi)關(guān)、電容器開(kāi)關(guān)、桿上開(kāi)關(guān)、各種變壓器的分接頭位置等.對(duì)某設(shè)備的執(zhí)行遙控操作時(shí)，可以在任何類型的含有該設(shè)備的圖上，用鼠標(biāo)點(diǎn)擊該對(duì)象，系統(tǒng)將首先彈出對(duì)話框請(qǐng)求輸入口令確認(rèn)有無(wú)操作權(quán)限，操作權(quán)限被認(rèn)可后，系統(tǒng)將彈出操作控制對(duì)話框，對(duì)話框包含被選對(duì)象的實(shí)時(shí)狀態(tài)和邏輯狀態(tài)，邏輯狀態(tài)指是否允許遙控操作。操作被允許后，操作命令可以被下達(dá)，亦可被取消，命令下達(dá)后，系統(tǒng)內(nèi)部進(jìn)行校核，校核無(wú)誤后，命令被發(fā)往現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行。命令執(zhí)行結(jié)果作為報(bào)警信息反饋給操作者。

批量控制。用戶可以根據(jù)需要通過(guò)"批量控制方案定義"圖形界面方便地定義、編輯、修改各種控制方案，并將各種方案存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中，可以重用。批量控制方案即多個(gè)控制命令的有序組合。

(6)故障自動(dòng)定位、隔離與供電恢復(fù)。故障隔離與供電恢復(fù)功能是配網(wǎng)SCADA的一項(xiàng)重要功能，是提高供電可靠性的關(guān)鍵。針對(duì)一次系統(tǒng)設(shè)置分段開(kāi)關(guān)類型的不同，主站可提供不同的故障處理形式：①對(duì)于電壓型的自動(dòng)配電開(kāi)關(guān)或自動(dòng)重合器構(gòu)成的饋線自動(dòng)化，由于故障可由開(kāi)關(guān)自動(dòng)隔離并恢復(fù)供電，主站可以進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視。對(duì)于較復(fù)雜的一次網(wǎng)絡(luò)，主站系統(tǒng)可以選擇最優(yōu)負(fù)荷轉(zhuǎn)移方案并提供(可設(shè)置的)自動(dòng)或手動(dòng)負(fù)荷轉(zhuǎn)移操作。②對(duì)于采用電流型負(fù)荷開(kāi)關(guān)的情況，主站可以依靠通訊和FTU的故障記錄，進(jìn)行包括故障自動(dòng)定位、隔離與供電恢復(fù)(負(fù)荷轉(zhuǎn)移)的全部故障處理內(nèi)容，并可設(shè)為手動(dòng)或自動(dòng)處理方式。

故障隔離與供電恢復(fù)(負(fù)荷轉(zhuǎn)移)功能由一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的軟件模塊完成，當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，該模塊可以被自動(dòng)(如果用戶設(shè)為自動(dòng)的話)啟動(dòng)執(zhí)行。

(7)人機(jī)交互式操作。SCADA人機(jī)交互式操作模式由MMI框架系統(tǒng)提供統(tǒng)一的、面向被操作對(duì)象的的操作模式。在任一被操作圖形對(duì)象上，按鼠標(biāo)右健，可彈出一個(gè)功能菜單，列出所有可以選擇的對(duì)被操作對(duì)象的操作功能：

人工置數(shù)；遙控操作；修改參數(shù)；注釋掛牌；信息查詢；高級(jí)設(shè)置。選中上述每一個(gè)功能時(shí)，都將彈出相應(yīng)的操作對(duì)話框，對(duì)話框中除了相應(yīng)的操作按鈕外，還列出被操作對(duì)象的當(dāng)前狀態(tài)及其他相關(guān)信息。

(8)電壓和無(wú)功控制.電壓和無(wú)功控制是利用電壓、無(wú)功兩個(gè)判別量對(duì)電壓和無(wú)功實(shí)行綜合調(diào)節(jié)，以保證在合格范圍內(nèi)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)無(wú)功基本平衡，利用電壓和無(wú)功構(gòu)成的綜合判據(jù)通常規(guī)定了電壓和無(wú)功的上下限，并把電壓和無(wú)功平面分成了9個(gè)區(qū)，根據(jù)電壓、無(wú)功在電壓和無(wú)功平面上所處的位置建立相應(yīng)的控制規(guī)則。

4.2 基于地理信息的配電設(shè)備管理系統(tǒng)GPMS

GPMS是對(duì)整個(gè)配電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施、設(shè)備極其相互關(guān)系的信息自動(dòng)化管理系統(tǒng)，它是一個(gè)DMS應(yīng)用系統(tǒng)，同時(shí)又是其它DMS應(yīng)用的重要基礎(chǔ)。GPMS通過(guò)在地理信息的基礎(chǔ)上以分布式處理機(jī) 維護(hù)所有配電設(shè)施的信息數(shù)據(jù)庫(kù)和一個(gè)全信息的配電網(wǎng)設(shè)施之間的拓?fù)潢P(guān)系模型，并通過(guò)配網(wǎng)SCADA系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息支持，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)所有配網(wǎng)設(shè)施的靜態(tài)管理、動(dòng)態(tài)管理，運(yùn)行維護(hù)，工程管理等，并為配電營(yíng)運(yùn)管理，配電工程設(shè)計(jì)，配電網(wǎng)運(yùn)行優(yōu)化等提供基礎(chǔ)信息支持。GPMS是在配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的圖形支撐平臺(tái)(DAMAP和DAMMI)基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的DMS應(yīng)用系統(tǒng)。

4.3 基于Web的實(shí)時(shí)信息發(fā)布系統(tǒng)

Intranet是在LAN和廣域網(wǎng)的基礎(chǔ)上，基于TCP/IP協(xié)議，廣泛使用WWW等Intemet技術(shù)，采用防外界入侵的安全措施，為企業(yè)內(nèi)部服務(wù)，并具有連接Internet功能的企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)。用戶可通過(guò)通用的Intemet瀏覽器。在基于TCP/IP協(xié)議(可能經(jīng)過(guò)路由)網(wǎng)絡(luò)的任何一臺(tái)客戶機(jī)上，瀏覽SCADA的任何一幅動(dòng)態(tài)圖形文件，圖形文件中的動(dòng)態(tài)對(duì)象狀態(tài)實(shí)時(shí)進(jìn)行刷新，并能方便地進(jìn)行縮放、漫游、移動(dòng)等圖形操作。

總結(jié)。隨著全球范圍內(nèi)電力工業(yè)的市場(chǎng)化改革，供電企業(yè)將面臨諸如進(jìn)一步提高供電可靠性，降低企業(yè)運(yùn)營(yíng)成本，以及為用戶提供更加優(yōu)質(zhì)的服務(wù)等許多新的壓力。如何使配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)適應(yīng)電力市場(chǎng)環(huán)境的要求，進(jìn)一步提高供電可靠性，并通過(guò)實(shí)施配網(wǎng)系統(tǒng)的綜合自動(dòng)化來(lái)降低供電企業(yè)的運(yùn)行成本，將成為今后進(jìn)一步研究的方向。

[1]王萍.配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)現(xiàn)狀及優(yōu)化運(yùn)行分析.[會(huì)議]山東電機(jī)工程學(xué)會(huì)第五屆供電專業(yè)學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集，2008-09-01.