對配網(wǎng)自動化主站規(guī)劃與建設(shè)的探討

關(guān)雄韜

【摘 要】配電網(wǎng)作為電源與終端用戶的紐帶，高度的自動化和合理的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，對供電可靠性的高低起著決定性的作用。國家電網(wǎng)就在今年初發(fā)布有智能電網(wǎng)建設(shè)相關(guān)策略及重要階段，而其中詳細(xì)談及到智能電網(wǎng)的配網(wǎng)自動化建設(shè)是智能電網(wǎng)的重中之重。本文從配電自動化主站總體系統(tǒng)架構(gòu)出發(fā)，對現(xiàn)代化配網(wǎng)自動化主站遠(yuǎn)程工作站、二次安防、前置系統(tǒng)以及配網(wǎng)管理智能化作構(gòu)想探討。

【關(guān)鍵詞】配網(wǎng)自動化；配網(wǎng)自動化主站；配電終端；電網(wǎng)的規(guī)劃與建設(shè)

1 配網(wǎng)自動化的重要意義

當(dāng)今世界經(jīng)濟(jì)速度發(fā)展飛快，國內(nèi)改革力度不斷加大，短時停電、電壓不穩(wěn)等問題都可能造成人民財產(chǎn)巨大的損失，電力用戶尤其位處城市核心及繁華地段對供電可靠性和供電質(zhì)量的要求日益嚴(yán)苛。不同于電網(wǎng)調(diào)度自動化針對中高壓的自動化監(jiān)控調(diào)度，配網(wǎng)自動化由于其自身配電網(wǎng)更復(fù)雜，用戶負(fù)荷，設(shè)備種類多，數(shù)量大的優(yōu)勢，對提高供電可靠性、保證供電質(zhì)量有重大的意義，在今后很長一段時間，都將會成為電力系統(tǒng)發(fā)展的熱門方向。

2 配網(wǎng)自動化的總體框架技術(shù)需求

配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的建設(shè)是一項大型綜合工程，需要分區(qū)域、分階段、分步驟實施，配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的監(jiān)控管理范圍和應(yīng)用功能需要隨著建設(shè)項目開展逐漸擴(kuò)充。配網(wǎng)自動化系統(tǒng)整體網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)必須從穩(wěn)定出發(fā)并具有可持續(xù)擴(kuò)充發(fā)展能力。

目前在國內(nèi)外可供參考的已建和在建的配網(wǎng)自動化系統(tǒng)，其網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)多為以下三種：集中采集、集中應(yīng)用，集中采集、分區(qū)應(yīng)用，分區(qū)采集、分區(qū)應(yīng)用。

現(xiàn)如今從配用電一體化的需求出發(fā)，配網(wǎng)自動化系統(tǒng)作為配網(wǎng)的運(yùn)行管理平臺，強(qiáng)調(diào)作為支撐配調(diào)集約化的應(yīng)用主體，通過不同種類的自動化終端采集應(yīng)用，實現(xiàn)數(shù)據(jù)“一方采集、多方應(yīng)用”，通過各種如計量、水電、光伏登自動化系統(tǒng)和信息系統(tǒng)應(yīng)用集成，提升配網(wǎng)自動化系統(tǒng)實用化、智能化水平，有效支撐各業(yè)務(wù)線配用電業(yè)務(wù)的管理。

采用“一方采集、多方應(yīng)用”模式，得以加強(qiáng)各區(qū)供電局對其所轄區(qū)域內(nèi)配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的管理，方便地區(qū)供電局對各自配網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行實時監(jiān)控，同時減輕市局調(diào)度部門的工作量，符合城市配網(wǎng)發(fā)展的需要。

3 配網(wǎng)自動化主站建設(shè)構(gòu)想

3.1 主站系統(tǒng)總體架構(gòu)

配電自動化主站系統(tǒng)的建設(shè)前提是符合一體化電網(wǎng)運(yùn)行智能系統(tǒng)（OS2）整體要求，依循SOA架構(gòu)體系，基于統(tǒng)一的ICT基礎(chǔ)設(shè)施、統(tǒng)一的模型及統(tǒng)一的服務(wù)接口標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)建一體化支撐平臺和運(yùn)行服務(wù)總線（OSB）。通過支撐平臺和橫向運(yùn)行服務(wù)總線集成各功能模塊/業(yè)務(wù)子系統(tǒng)，通過廣域運(yùn)行服務(wù)總線實現(xiàn)與其他自動化系統(tǒng)的互聯(lián)。通過企業(yè)服務(wù)總線實現(xiàn)與其它相關(guān)業(yè)務(wù)系統(tǒng)（如生產(chǎn)管理系統(tǒng)、營銷管理系統(tǒng)等企業(yè)信息化系統(tǒng)）的信息共享、協(xié)調(diào)控制及流程化管理。

系統(tǒng)各類數(shù)據(jù)和應(yīng)用服務(wù)的注冊和發(fā)布應(yīng)滿足各級電網(wǎng)一體化電網(wǎng)運(yùn)行智能系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范要求。

3.2 建設(shè)配網(wǎng)主站遠(yuǎn)程工作站的設(shè)想

現(xiàn)階段各縣區(qū)局暫時仍使用WEB系統(tǒng)和手機(jī)短信作為配網(wǎng)運(yùn)維監(jiān)控的主要手段，配網(wǎng)主站應(yīng)開展遠(yuǎn)程工作站建設(shè)，配置相應(yīng)的二次安防設(shè)備，加固主站系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備性能等，嘗試在各縣區(qū)局配電部配置遠(yuǎn)程工作站作為試點(diǎn)，由縣區(qū)局配電部負(fù)責(zé)管理和維護(hù)。盡快實現(xiàn)各運(yùn)行單位遠(yuǎn)程工作站全覆蓋，下放配網(wǎng)設(shè)備管理權(quán)限至運(yùn)維班組，但需要注意的是，調(diào)度權(quán)仍需在地調(diào)配網(wǎng)調(diào)度班。

3.3 完善滿足主站及終端對二次安防的要求

近年網(wǎng)絡(luò)病毒有重冒頭的趨勢，“5.12蠕蟲惡意軟件”、“勒索病毒”、“震網(wǎng)三代”層出不窮，配網(wǎng)自動化由于其自身特殊性，單靠現(xiàn)階段配網(wǎng)自動化的二次安防設(shè)備以及工作人員的自律未能滿足現(xiàn)階段的二次安防要求，需加強(qiáng)完善架設(shè)硬件防火墻、縱向加密認(rèn)證裝置和橫向隔離裝置等二次安防設(shè)施建設(shè)，特別是要和通信的光纖建設(shè)項目緊密配合，做到“安全分區(qū)，網(wǎng)絡(luò)專用，橫向隔離，縱向認(rèn)證”，保障配網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的安全。

3.4 升級改造配網(wǎng)自動化主站前置系統(tǒng)

2011年為中國光伏應(yīng)用元年，時至今日，已有2017年為中國光伏爆發(fā)元年的說法，近年來光伏、風(fēng)電等分布式電源的發(fā)展業(yè)內(nèi)有目共睹，但是其由于本身相對靈活的特殊性，其接入配網(wǎng)主站系統(tǒng)的通信方式可能是多種多樣，如調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)、模擬通道等等，這就要求配網(wǎng)主站對每一種接入方式都有與之相對應(yīng)的前置設(shè)備，否則將無法進(jìn)行數(shù)據(jù)解析。目前配網(wǎng)主站僅可以滿足無線公網(wǎng)的信號接入，還需交換機(jī)、路由器、模擬通道板等設(shè)備才能滿足接入多樣化的需求，前置設(shè)備的更新以及加固主站系統(tǒng)理應(yīng)提上議程。

3.5 初步實現(xiàn)配網(wǎng)管理智能化

結(jié)合企業(yè)信息化建設(shè)，加強(qiáng)配電網(wǎng)相關(guān)自動化信息的共享和系統(tǒng)集成，促進(jìn)配電網(wǎng)自動化信息綜合利用。配網(wǎng)自動化系統(tǒng)高級應(yīng)用功能能否發(fā)揮作用很大程度上依賴于與其他相關(guān)系統(tǒng)的信息交互是否正常，如拓?fù)浞治鲂枰渚W(wǎng)GIS系統(tǒng)提供饋線單線圖、用戶停電分析需要計量自動化系統(tǒng)提供臺變和用戶信息。

3.6 主站系統(tǒng)應(yīng)用功能的愿景

（1）配網(wǎng)主站依照配電網(wǎng)范圍及成長需求配置配網(wǎng)主站支持平臺、配電SCADA和饋線自動化等基本功能，在基本數(shù)據(jù)的需求滿足后慢慢擴(kuò)大配電網(wǎng)智能化等功能。

（2）依照配電自動化籠蓋規(guī)模及成長需求，計劃配網(wǎng)主站的數(shù)據(jù)接入容量和處置本領(lǐng)，并可根據(jù)需要舉行擴(kuò)容。

（3）配網(wǎng)主站體系的配網(wǎng)設(shè)備參數(shù)、收集拓?fù)涞龋瑧?yīng)具有由配電GIS體系導(dǎo)入的功能，確保設(shè)備數(shù)據(jù)的唯一性和收集拓?fù)涞恼_性。

（4）配網(wǎng)主站經(jīng)由運(yùn)行過程信息交互總線實現(xiàn)與調(diào)度自動化、計量自動化、配網(wǎng)GIS、配網(wǎng)生產(chǎn)辦理、營銷辦理等體系的信息同享和利用集成，擴(kuò)展信息籠蓋規(guī)模，增進(jìn)配電網(wǎng)自動化信息綜合利用。

（5）配網(wǎng)主站體系架設(shè)UPS不間斷電源，其設(shè)置裝備架設(shè)需要滿足自動化系統(tǒng)不間斷電源架設(shè)規(guī)范的規(guī)定。endprint

3.7 主站數(shù)據(jù)處理容量及主站系統(tǒng)軟硬件配置

近年公用配電線路約、中壓開關(guān)柜、柱上開關(guān)、公用配變等設(shè)備由于配電網(wǎng)的高速發(fā)展呈現(xiàn)爆發(fā)性增長，按照每個開關(guān)柜6個遙信量、6個遙測量；每套柱上開關(guān)4個遙信量、6個遙測量，每臺配變2個遙信量、6個遙測量，主站系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理容量將達(dá)到十萬級，系統(tǒng)主站應(yīng)滿足該規(guī)模的數(shù)據(jù)處理需求。

配電自動化主站的軟件功能必須滿足配用電運(yùn)行管理、搶修維護(hù)、監(jiān)控調(diào)度等業(yè)務(wù)需求，配置以下功能：

（1）基礎(chǔ)功能：配置配變失壓倒推故障點(diǎn)、線路、配變潮流重過載、三相不一致、電壓越限監(jiān)視與告警、停電配變一鍵提取、支線電流疊加、站線變戶查詢、停電用戶數(shù)和重要用戶分析、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治?、電源追溯和配網(wǎng)遙控及防誤等功能，支撐配電網(wǎng)故障的快速定位、異常的預(yù)先感知和快速復(fù)電遙控。

（2）高級功能：配置10kV小水電、光伏等分布式能源運(yùn)行監(jiān)視功能，支撐清潔能源吸納和優(yōu)化運(yùn)行；配置配電網(wǎng)負(fù)荷特性分析功能，支撐配網(wǎng)運(yùn)行、電壓管控及規(guī)劃管理；配置狀態(tài)估計、高級潮流應(yīng)用、解合環(huán)分析、供電負(fù)荷轉(zhuǎn)供和網(wǎng)絡(luò)重建等功能，支撐對配電網(wǎng)的穩(wěn)態(tài)、暫態(tài)以及動態(tài)運(yùn)行分析；配置主站數(shù)據(jù)質(zhì)量分析、報文分析和在線率診斷等功能，支撐對配電終端采集數(shù)據(jù)和橫向互聯(lián)數(shù)據(jù)的智能運(yùn)維。

4 結(jié)束語

目前配網(wǎng)規(guī)劃與配網(wǎng)自動化規(guī)劃尚未形成有機(jī)互動。配網(wǎng)規(guī)劃作為城市規(guī)劃的重要組成部分，必須服從于、服務(wù)于城市總體規(guī)劃，并隨著城市功能定位的調(diào)整及時修訂。而配網(wǎng)自動化主站作為配網(wǎng)大腦的角色，在其規(guī)劃工作中，必須緊跟時代的潮流，與電網(wǎng)規(guī)劃合理銜接并充分互動，建立協(xié)作常態(tài)化，聯(lián)手為地區(qū)的發(fā)展建設(shè)提供優(yōu)質(zhì)可靠的電力環(huán)境。

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