從系統(tǒng)層次淺析DMS發(fā)展

摘 要 作為與輸電網(wǎng)絡(luò)中的能量管理系統(tǒng)（EMS）處于同一等級(jí)的現(xiàn)代化綜合控制系統(tǒng)，配電管理系統(tǒng)（DMS）在配電網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控，網(wǎng)絡(luò)計(jì)算、分析與調(diào)整，故障檢測(cè)記錄與饋線自動(dòng)化，需方管理自動(dòng)化等多個(gè)層面上發(fā)揮著重要作用。傳統(tǒng)的研究文章大多從歷史淵源，功能概況等方面分析并介紹現(xiàn)代DMS系統(tǒng)，這種研究視角往往忽視各個(gè)功能組件之間的通訊聯(lián)絡(luò)，忽視系統(tǒng)應(yīng)用平臺(tái)的可擴(kuò)展性、可交互性。本文從系統(tǒng)層次的角度，分析并介紹了DMS中低層系統(tǒng)的發(fā)展歷程，而對(duì)DMS模塊組件的系統(tǒng)分析則是進(jìn)一步提出完善策略的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞 DMS系統(tǒng)；系統(tǒng)層次；發(fā)展與對(duì)策

中圖分類號(hào) TM727 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1673-9671-(2012)071-0218-02

進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，隨著我國(guó)發(fā)電裝機(jī)容量的大幅提升和輸電技術(shù)的快速進(jìn)步，特別是輸電側(cè)基于能量管理系統(tǒng)（EMS）的調(diào)度自動(dòng)化水平的不斷提升，配電側(cè)的自動(dòng)化水準(zhǔn)越來(lái)越成為制約我國(guó)電力應(yīng)用的瓶頸性因素。作為與輸電網(wǎng)絡(luò)中的能量管理系統(tǒng)（EMS）處于同一等級(jí)的現(xiàn)代化綜合控制系統(tǒng)，對(duì)配電管理系統(tǒng)（DMS）發(fā)展歷程和組織形式（見圖1）的分析研究不應(yīng)當(dāng)僅僅停留在歷史層面或者功能層面上，而應(yīng)該更多的從系統(tǒng)層次角度，由低至高，根據(jù)功能上的相互配合，依著系統(tǒng)發(fā)展的脈絡(luò)加以分析概括，這一研究所給出的層次結(jié)構(gòu)是提出DMS發(fā)展策略和改進(jìn)建議的基礎(chǔ)。本文將分別以SCADA系統(tǒng)，變電站自動(dòng)化管理系統(tǒng)，DSM需方用電管理系統(tǒng)為例來(lái)分析其內(nèi)部層次結(jié)構(gòu)，重點(diǎn)把握其模塊間的通訊與交互情況。

1 配電SCAD部分的硬件組織形式

作為復(fù)雜自動(dòng)化系統(tǒng)的中底層環(huán)境，配電SCADA系統(tǒng)不僅僅擁有面向底層實(shí)際環(huán)境的數(shù)字或模擬量的采集功能，還應(yīng)包括面向全網(wǎng)絡(luò)基本連接的所謂拓?fù)淠Ｐ秃徒M網(wǎng)方法，從而可以合理有效的為DMS系統(tǒng)中的應(yīng)用軟件提供縝密的，有效的實(shí)際電力系統(tǒng)模型。并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)對(duì)開關(guān)的遙控操作。配電SCADA系統(tǒng)自身嚴(yán)格的實(shí)行分層次組織具體的說(shuō)，主要由終端設(shè)備（各種采集設(shè)備，如RTU/FTU/TTU，各種控制設(shè)備如PLC等），通信網(wǎng)絡(luò)，中心工作站（主站和子站）等部分組成。

2 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)分層布置方式

變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)既可以采用集中式，也可以采用分層分散式。進(jìn)入21世紀(jì)以后，越來(lái)越多的SA采用靈活多變的分層分散式結(jié)構(gòu)來(lái)加以組織。將變電站內(nèi)各回路的監(jiān)視測(cè)量，數(shù)據(jù)采集，繼電保護(hù)合并到同一個(gè)裝置之中，以配電開關(guān)柜的形式安裝在各個(gè)配電節(jié)點(diǎn)的現(xiàn)場(chǎng)（數(shù)據(jù)采集的第一線），再通過(guò)光纖線路實(shí)現(xiàn)主控制室與各個(gè)分布節(jié)點(diǎn)的配電開關(guān)柜的數(shù)據(jù)通信交互。目前這種安裝排布方式典型的產(chǎn)品已經(jīng)層出不窮，如SENMENS的LSA678系統(tǒng)等等，大大的減少了變電所內(nèi)部的二次設(shè)備及信號(hào)電纜，同時(shí)也免去了電纜鋪設(shè)，調(diào)試等的工期，提高了整個(gè)自動(dòng)化設(shè)施的抗干擾能力。

3 需方管理系統(tǒng)（DSM）的層次模型

DSM作為配電管理系統(tǒng)在需求側(cè)的部分，實(shí)際上起到的作用是供需雙方共同對(duì)用電市場(chǎng)進(jìn)行管理，以達(dá)到提高供電可靠性，減少能源消耗，減少供需雙方的支出的目的。其內(nèi)容包括以負(fù)荷監(jiān)控與調(diào)整，遠(yuǎn)方抄表與計(jì)費(fèi)為代表的多個(gè)方面。下面以電力負(fù)荷控制和管理系統(tǒng)為例對(duì)其層次性作簡(jiǎn)要說(shuō)明。

電力負(fù)荷控制系統(tǒng)有負(fù)荷控制中心和負(fù)荷控制終端組成。電力負(fù)荷控制中心是可以對(duì)各個(gè)負(fù)荷控制終端進(jìn)行監(jiān)視和控制的主控部分，相當(dāng)于SCADA系統(tǒng)中的主站；而電力負(fù)荷控制終端則裝設(shè)在用戶端，是被控部分，相當(dāng)于SCADA系統(tǒng)中的最底層子站。依據(jù)目前的配電網(wǎng)的負(fù)荷的實(shí)際情況，常常以縣級(jí)區(qū)域?yàn)榛A(chǔ)，面向大小負(fù)荷，逐步的形成系統(tǒng)。在實(shí)際應(yīng)用中較常見的組織形式是利用專門分配的專用頻率（調(diào)制方式為移頻鍵控的調(diào)制體制，速率為50 bit/s～600 bit/s，基本帶寬不大于16000 HZ）進(jìn)行信息的發(fā)送與接收來(lái)實(shí)現(xiàn)監(jiān)控管理。

可以見得，同為面向中低層部分的系統(tǒng)，有著近乎相同的數(shù)據(jù)采集，狀態(tài)監(jiān)測(cè)，回饋控制的功能，電力負(fù)荷控制系統(tǒng)與配電SCADA系統(tǒng)有著類似的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，所以從系統(tǒng)層次上看，加強(qiáng)主站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)容量建設(shè)，系統(tǒng)內(nèi)部全部采用計(jì)算機(jī)光纖網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)主站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與電臺(tái)之間的聯(lián)絡(luò)是提高監(jiān)控穩(wěn)定性，時(shí)效性，以及數(shù)據(jù)處理有效性的必由之路。與此同時(shí)，鑒于配電網(wǎng)絡(luò)的特殊情況，城市內(nèi)部的各種信號(hào)復(fù)雜，有時(shí)亦可采用音頻，載波混合配制的負(fù)荷控制系統(tǒng)。特別是針對(duì)信號(hào)衰減大的地段，載波系統(tǒng)可以通過(guò)增設(shè)增音機(jī)等方式增強(qiáng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)目垢蓴_性。

4 總結(jié)

現(xiàn)代DMS的中低層在數(shù)據(jù)獲取方式，SCADA系統(tǒng)控制器件的排列組合，需求側(cè)管理的基本測(cè)量和控制器件的選配方面與高壓網(wǎng)絡(luò)中的能量管理系統(tǒng)（EMS）部分有著許多明顯的差異。這些差異對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的構(gòu)成，高層應(yīng)用平臺(tái)中的數(shù)據(jù)處理算法都有著極其重要的影響。進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，DMS的中低層部分的組織形式，元件構(gòu)成等方面仍在發(fā)生巨大演變，這就更加要求我們習(xí)慣于從系統(tǒng)層析的角度來(lái)解析DMS，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)各功能模塊組件的不斷完善。

參考文獻(xiàn)

[1]劉廣一，王明俊，于爾鏗.配電系統(tǒng)自動(dòng)化及其發(fā)展[J].電網(wǎng)技術(shù)，1997，1.

[2]劉健，倪建立，鄧永輝.配電自動(dòng)化系統(tǒng)(第二版)[M].中國(guó)水利水電出版社，2003，第087569號(hào).

[3]谷水清.配電系統(tǒng)自動(dòng)化[M].中國(guó)電力出版社，2004，010144號(hào).

[4]李航.電力負(fù)荷管理系統(tǒng)中多層體系結(jié)構(gòu)的應(yīng)用[J].新疆電力技術(shù)，2008，4.

[5]李靜.基于SCADA的配電管理設(shè)計(jì)[J].機(jī)電工程技術(shù)，2008，37(3):88-89.

[6]陳堂，趙祖康，陳星鶯，胡大良.配電系統(tǒng)及其自動(dòng)化技術(shù)[M].中國(guó)電力出版社，2002，第059534號(hào).

作者簡(jiǎn)介

劉禹（1991—），江蘇南京人，研究方向：電力系統(tǒng)自動(dòng)化，配電網(wǎng)自動(dòng)化管理系統(tǒng)。