電力配網(wǎng)自動化系統(tǒng)體系研究

段成江

[摘 要]為了滿足電力市場的多元化需求，如何對配網(wǎng)自動化系統(tǒng)進行合理的設置成為了越來越多相關人員的重點關注對象，配電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)、用戶的用電管理和配電過程中的工作管理是電力配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的優(yōu)化方案。對網(wǎng)絡管理的安全性、可靠性等眾多性能的體現(xiàn)中發(fā)揮著重要的作用。作為一項復雜的軟件系統(tǒng)工程，配電自動化系統(tǒng)的建立是以計算機、通訊、網(wǎng)絡為基礎，進行的層次化系統(tǒng)設計，對其整體性能的正常發(fā)揮提供了物質(zhì)保障。

[關鍵詞]配網(wǎng)自動化系統(tǒng)；結(jié)構；數(shù)據(jù)

一、配網(wǎng)自動化系統(tǒng)體系的結(jié)構研究及功能

1.配網(wǎng)自動化對網(wǎng)絡及硬件結(jié)構的運用。配電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)、用戶的用電管理和配電過程中的工作管理是電力配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的優(yōu)化方案。對網(wǎng)絡管理的安全性、可靠性等眾多性能的體現(xiàn)中發(fā)揮著重要的作用。從電力企業(yè)的實際情況和投資規(guī)模出發(fā)，對電力配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的優(yōu)化很有必要。上述的優(yōu)化方案中，能夠通過網(wǎng)絡交換機把主站中的數(shù)據(jù)服務和各個功能站進行有效的連接，使它們成為一個局域子網(wǎng)，代替了傳統(tǒng)的通訊前置機設置，在提高數(shù)據(jù)通訊性能的同時，簡化了配置設備。使通訊瓶頸問題得到了有效的解決。

2.軟件系統(tǒng)結(jié)構研究。作為一項復雜的軟件系統(tǒng)工程，配電自動化系統(tǒng)的建立是以計算機、通訊、網(wǎng)絡為基礎，進行的層次化系統(tǒng)設計，對其整體性能的正常發(fā)揮提供了物質(zhì)保障。同時對高性能支撐系統(tǒng)的運用，使配網(wǎng)自動化系統(tǒng)成為了一種分布式的管理系統(tǒng)。其中，網(wǎng)絡任務管理系統(tǒng)、地理信息支撐平臺、歷史數(shù)據(jù)庫等系統(tǒng)是支撐系統(tǒng)環(huán)境的主要包括內(nèi)容。支撐軟件進行服務的方式包括：信息查詢服務、對約定對象進行的數(shù)據(jù)結(jié)構描述、將調(diào)用接口提供給應用程序。

3.配網(wǎng)自動化系統(tǒng)體系的主要運用功能。在配電工作管理中，地理信息的配電設施對系統(tǒng)進行管理；WEB對信息實時發(fā)布。配網(wǎng)實時監(jiān)控，對高級自動化部分中的應用。配網(wǎng)自動化系統(tǒng)體系的不斷完善使供電可靠性得到不斷的提高、最大限度的降低了供電的成本、實現(xiàn)更全面的為客戶提供服務，達到了提高服務質(zhì)量的目的。

二、對配網(wǎng)自動化系統(tǒng)體系的運用

1.對補償性電容器投切的控制。電力配網(wǎng)的正常運行離不開補償電容器，對其安裝位置的確定，需要分析電壓的穩(wěn)定情況和饋線首端的功率因數(shù)。在配電網(wǎng)的優(yōu)化補償中，為了提高電網(wǎng)的功率因數(shù)，往往通過對靜電電容器的容性無功的使用，對電網(wǎng)中的流動無功進行補償。對電容器運行電壓的補償、對電容器切投的控制，是通過變壓站對自動化系統(tǒng)中線路運行參數(shù)的調(diào)度來實現(xiàn)的。上述種種操作均是為了對控制電網(wǎng)進行優(yōu)化，滿足電力市場的多元化需求，使電能的質(zhì)量和供電的可靠性得到了提高。

2.配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)的切投控制。在對變電站的調(diào)度自動化控制系統(tǒng)、配電網(wǎng)自動化控制系統(tǒng)的相互聯(lián)系共同作用功能進行優(yōu)化之后，需檢測不同補償線路首端參數(shù)中的功率因素、有功功率和無功功率。在檢測中一旦發(fā)現(xiàn)控制投切參數(shù)與事先制定的不同，問題線路的補償器就會收到上位機自動化控制系統(tǒng)發(fā)送過來的切除命令，并對切除命令進行及時的執(zhí)行，從而使系統(tǒng)可以正常，有效的運行。反之則會收到投入的命令，使工作繼續(xù)。這樣系統(tǒng)的整體安全就可以得到有效的保障。

3.配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)的投入控制。對配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)的投入進行控制時，要準確的判斷功率因數(shù)，若補償下限大于功率因數(shù)，那么需要進行無功投入。在進行等量電容器投入時，遵照序號遞減方式完成電容器的排序投入，經(jīng)過第一次電容器的投入后，電容器的無功優(yōu)化依然狀態(tài)未得到滿足，要及時進行第二次的重復補償。系統(tǒng)自動檢測到未滿足狀態(tài)時，則會自動的對電容器的投入運行進行重新的選取，依照上面的描述，隨著自動檢測和投入補償?shù)亩啻芜\行，電網(wǎng)線路最終將達到無功優(yōu)化狀態(tài)。

4.配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)的切除控制。當無功功率比0小時，會出現(xiàn)無功反送現(xiàn)象，這種現(xiàn)象的出現(xiàn)是因為無功補償過多，導致了“過補”。出現(xiàn)這種情況應當對已經(jīng)投入的電容器進行及時的切除。切除原則是先對最接近無功功率值的電容器進行切除。投入電容器的排序原則是容量遞增，序號遞增。要切除最接近無功功率的電容器。使電網(wǎng)線路最終達到非過補的狀態(tài)。

5.配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)中通信協(xié)議規(guī)定。在配電網(wǎng)的自動化控制系統(tǒng)中，要以通信協(xié)議中的規(guī)定來要求控制器和上位機的控制系統(tǒng)。對數(shù)據(jù)包的含義要進行明確，這樣才能夠確保傳輸數(shù)據(jù)包對上位機的事件命令進行清晰的表述，數(shù)據(jù)包的命令才能夠被控制器容易的解析，并對操作命令進行執(zhí)行。其中，在上位機與下位機之間進行傳遞的數(shù)據(jù)包包括：①對數(shù)據(jù)包的連續(xù)確認。一般情況下，如果上位機的指令連續(xù)發(fā)出三次之后，控制器未作出相應的回復報告，證明系統(tǒng)的整體通信連接失敗，當系統(tǒng)通過了檢測確定沒有出現(xiàn)故障時之后，對上位機連續(xù)發(fā)出的指令做出了相應的回復，才能夠證明通信連接良好。②對系統(tǒng)中所有投入和切除的有效控制。下位機一旦接收到系統(tǒng)的投切指令數(shù)據(jù)包，下位機要及時準確的進行投切動作，因此，要求下位機在進行數(shù)據(jù)包的反饋時，要保證數(shù)據(jù)包具有一定的狀態(tài)性，因而使執(zhí)行的操作和信息能夠被上位機控制和清晰的反饋。③參數(shù)回復。電容器在進行運行時，上位機控制系統(tǒng)要對電容器的實際運行狀態(tài)進行準確的接收，狀態(tài)參數(shù)請求發(fā)布完成之后，對應控制器要準確及時的將狀態(tài)參數(shù)的所有信息進行封裝，然后發(fā)送給上位機。

6.配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)中的系統(tǒng)軟件。軟件的構架。多線程技術和模塊化架是電力配網(wǎng)優(yōu)化自動控制系統(tǒng)的主要構成部分之一，其中上位機和下位機同步的實現(xiàn)是通過GPRS通信來進行的，遠程控制器數(shù)據(jù)包的傳遞要通過中心模塊的接收，然后使上位機下達控制命令給控制器。電容代理器及其他控制代理器作為邏輯周轉(zhuǎn)中心，對在自動化控制系統(tǒng)中發(fā)揮著至關重要的作用。依據(jù)電容代理器和控制代理器之間的信息周轉(zhuǎn)，上位機決策模塊對控制指令進行下達，并根據(jù)周轉(zhuǎn)的信息，實現(xiàn)對下位機運行狀態(tài)的投切，并向上位機反饋操作狀態(tài)。

三、結(jié)束語

本為通過對配網(wǎng)自動化系統(tǒng)體系的結(jié)構研究及功能、配網(wǎng)自動化系統(tǒng)體系的運用的分析，總結(jié)了配電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)、用戶的用電管理和配電過程中的工作管理是電力配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的優(yōu)化方案；配電自動化系統(tǒng)的建立是以計算機、通訊、網(wǎng)絡為基礎，進行的層次化系統(tǒng)設計，對其整體性能的正常發(fā)揮提供了物質(zhì)保障；探討了配網(wǎng)自動化系統(tǒng)體系對補償性電容器投切的控制、配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)的切除控制、配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)中切投器的具體控制方式、配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)中通信協(xié)議規(guī)定、配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)中的系統(tǒng)軟件等問題，提出了供電可靠幽的提高、供電成本的有效降低、更全面的為客戶提供服務是配網(wǎng)自動化系統(tǒng)體系的主要研究方向。