花捷軍

（無(wú)錫供電公司江陰檢修分公司，江蘇省 江陰市 214400）

電力自動(dòng)化管理系統(tǒng)首先要有一個(gè)計(jì)算機(jī)平臺(tái)。該計(jì)算機(jī)平臺(tái)在操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)、人機(jī)界面、通信規(guī)約上遵守現(xiàn)行的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)是一個(gè)開放系統(tǒng)，是一個(gè)可以不斷集成和擴(kuò)展的靈活的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。在這一點(diǎn)上，與調(diào)度自動(dòng)化EMS系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)平臺(tái)是一樣的。不同的是，它面對(duì)的是信息量特別大，而通信又較為薄弱的配電網(wǎng)。

1 電力自動(dòng)化管理系統(tǒng)的特點(diǎn)

1.1 電力自動(dòng)化管理系統(tǒng)的終端設(shè)備多，數(shù)據(jù)庫(kù)龐大，管理復(fù)雜。DMS的監(jiān)控對(duì)象為電源進(jìn)線及變電站、10kV開閉所、小區(qū)變電站、配電變電站、分段開關(guān)、補(bǔ)償電容器、用戶電能表和重要負(fù)荷等，因此站點(diǎn)非常多，通常要有成百上千甚至上萬(wàn)個(gè)。數(shù)量繁多的終端設(shè)備不但給系統(tǒng)組織帶來較大的困難，而且在控制中心的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上，處理這么大量的信息并進(jìn)行設(shè)備管理，比輸電網(wǎng)更繁瑣。特別是在圖形工作站上，若要較清晰地展現(xiàn)配電網(wǎng)的運(yùn)行方式，困難將更大。

1.2 電力自動(dòng)化管理系統(tǒng)的大量終端設(shè)備不在變電站內(nèi)，要求設(shè)備可靠性更高。輸電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的終端設(shè)備一般可以安放在被測(cè)控的變電站內(nèi)，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)這類設(shè)備按戶內(nèi)設(shè)備對(duì)待，只要求其在10℃-55℃環(huán)境溫度下工作即可。而配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)中的大量終端設(shè)備不能安置在室內(nèi)，如測(cè)控饋線分段開關(guān)的饋線RTU，就必須安放在戶外。其工作環(huán)境惡劣，通常要求在-25.75℃、濕度高達(dá)95℃的環(huán)境下工作，所以設(shè)備的關(guān)鍵部分就必須采用工業(yè)級(jí)的芯片，還要考慮防雨、散熱、防雷等因素，這類設(shè)備不僅制造難度大，而且造價(jià)也較戶內(nèi)設(shè)備高。此外，因配電網(wǎng)的運(yùn)行方式需要經(jīng)常調(diào)整，對(duì)電力自動(dòng)化管理系統(tǒng)的終端設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)方控制的頻繁程度比輸電網(wǎng)的高得多，這就更要求電力自動(dòng)化管理系統(tǒng)的終端設(shè)備具有較高的可靠性。

1.3 電力自動(dòng)化管理系統(tǒng)的通信方式多樣復(fù)雜。承擔(dān)傳送數(shù)據(jù)和通話任務(wù)的配電網(wǎng)通信系統(tǒng)，由于包含有各種類型側(cè)控裝置，因而常常具有多種通信方式。配電網(wǎng)終端設(shè)備的數(shù)量非常多又比較分散，也大大增加了配電自動(dòng)化通信系統(tǒng)的復(fù)雜性。但其通信速率，由于配電網(wǎng)不必考慮系統(tǒng)的穩(wěn)定性問題而不如輸電系統(tǒng)要求得那么高。

2 電力自動(dòng)化管理系統(tǒng)的功能

2.1 配電網(wǎng)的SCADA功能

配電網(wǎng)的SCADA系統(tǒng)是通過監(jiān)測(cè)裝置來收集配電網(wǎng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理以及對(duì)配電網(wǎng)進(jìn)行監(jiān)視和控制。監(jiān)測(cè)裝置除了變電站內(nèi)的RTU和監(jiān)測(cè)配電變壓器運(yùn)行狀態(tài)的TTU之外，還包括沿饋線分布的FTU(饋線終端裝置)，用以實(shí)現(xiàn)饋線自動(dòng)化的遠(yuǎn)動(dòng)功能。配電網(wǎng)SCADA系統(tǒng)主要功能包括數(shù)據(jù)采集、四遙、狀態(tài)監(jiān)視、報(bào)普、事件順序記錄、統(tǒng)計(jì)計(jì)算、制表打印等功能。

由于配電SCADA系統(tǒng)的監(jiān)控對(duì)象既包含大的開閉所和小區(qū)變電站，又包括數(shù)金極多但單位容量很小的戶外分段開關(guān)，因此常將分散的戶外分段開關(guān)監(jiān)控集結(jié)在若干點(diǎn)(稱做區(qū)域站或集控站)以后再上傳至控制中心。若分散的點(diǎn)太多，還可以做多次集結(jié)。當(dāng)配電網(wǎng)設(shè)備比較密集時(shí)，可按距離遠(yuǎn)近劃分小區(qū)，將區(qū)域站設(shè)置在距小區(qū)中所有測(cè)控對(duì)象均比較近的位置，通信通道適合采用電纜或光纖。而當(dāng)配電網(wǎng)比較狹長(zhǎng)時(shí)，可將區(qū)域站設(shè)置在為該配電網(wǎng)供電的110kV變電站內(nèi)，此時(shí)最好采用配電載波通信方式傳輸信息。

2.2 配電變電站自動(dòng)化

配電變電站自動(dòng)化SA有以下基本功能:對(duì)配電所實(shí)施數(shù)據(jù)采集、監(jiān)視和控制，與控制中心和調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)(SCADA)通信。

2.3 饋線自動(dòng)化

饋線自動(dòng)化FA是指配電線路的自動(dòng)化，在正常狀態(tài)下，實(shí)時(shí)監(jiān)視饋線分段開關(guān)與聯(lián)絡(luò)開關(guān)的狀態(tài)和饋線電流、電壓情況，實(shí)現(xiàn)線路開關(guān)的遠(yuǎn)方或就地合閘和分閘操作。在故降時(shí)獲得故障記錄，并能自動(dòng)判別和隔離饋線故障區(qū)段，迅速對(duì)非故障區(qū)域恢復(fù)供電.

2.4 用戶自動(dòng)化

用戶自動(dòng)化主要包括負(fù)荷管理和用電管理。負(fù)荷管理是根據(jù)需要來控制用戶負(fù)荷，并能幫助控制中心操作員制定負(fù)荷控制策略和計(jì)劃。用電管理主要包括自動(dòng)計(jì)量計(jì)費(fèi)系統(tǒng)等。

2.5 配電網(wǎng)高級(jí)應(yīng)用軟件

高級(jí)應(yīng)用軟件(PAS)主要是指配電網(wǎng)絡(luò)分析計(jì)算軟件，包括負(fù)荷預(yù)測(cè)、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治?、狀態(tài)估計(jì)、潮流計(jì)算、線損計(jì)算分析、電壓/無(wú)功優(yōu)化等。高級(jí)應(yīng)用軟件是有力的調(diào)度工具，通過高級(jí)應(yīng)用軟件，可以更好地掌握當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)。配電自動(dòng)化中的這些軟件與調(diào)度自動(dòng)化的相類似，但配電網(wǎng)中不涉及系統(tǒng)穩(wěn)定和調(diào)頻之類的問題。當(dāng)前電力自動(dòng)化管理系統(tǒng)的高級(jí)應(yīng)用件可以分成三個(gè)層次開發(fā):①基本應(yīng)用軟件，即網(wǎng)絡(luò)分析軟件；②派生類軟件，如變電站負(fù)荷分配、饋線負(fù)荷分配等；③專門應(yīng)用軟件，如小區(qū)負(fù)荷預(yù)報(bào)、投訴電話處理，變壓器設(shè)備管理等。

3 電力自動(dòng)化管理系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展

3.1 變電站自動(dòng)化的新進(jìn)展

變電站自動(dòng)化是將變電站的二次設(shè)備利用計(jì)算機(jī)技術(shù)和現(xiàn)代通信技術(shù)，經(jīng)過功能組合和優(yōu)化設(shè)計(jì)，對(duì)變電站實(shí)施自動(dòng)監(jiān)視、測(cè)量、控制和協(xié)調(diào)的一種綜合性的自動(dòng)化系統(tǒng)。變電站自動(dòng)化系統(tǒng)可以收集較為齊全的數(shù)據(jù)和信息，利用計(jì)算機(jī)的高速計(jì)算能力和判斷功能，方便監(jiān)視和控制變電站內(nèi)各種設(shè)備的運(yùn)行和操作。目前，我國(guó)的變電站自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)很成熟，并廣泛地應(yīng)用于高、中、低壓變電站中，這大大提高了變電站的運(yùn)行效率及可靠性。但與國(guó)外先進(jìn)的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)相比，仍存在許多需要改進(jìn)的地方。如國(guó)外無(wú)論是分層分布式的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)還是常規(guī)的RTU方式，均能可靠地實(shí)現(xiàn)變電站的無(wú)人值班監(jiān)控，這對(duì)國(guó)內(nèi)進(jìn)行新、老變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的建設(shè)和改造很有啟發(fā)。

3.2 電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化的新進(jìn)展

電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化是現(xiàn)代電力系統(tǒng)自動(dòng)化的主要組成部分和核心內(nèi)容，它是信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)及自動(dòng)控制技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用。經(jīng)過近20年的發(fā)展，電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)在電力系統(tǒng)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行中已經(jīng)起著不可或缺的作用。電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)隨著信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)及自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展而日新月異，系統(tǒng)升級(jí)換代很快，當(dāng)前電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展面臨著一些挑戰(zhàn)。網(wǎng)絡(luò)安全對(duì)于以實(shí)時(shí)運(yùn)行為首要任務(wù)的電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)尤為重要，但隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和廣泛使用，網(wǎng)絡(luò)攻擊和病毒侵害不斷發(fā)生，對(duì)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的安全運(yùn)行構(gòu)成了威脅。一方面，從網(wǎng)絡(luò)安全的角度出發(fā)，需要將調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)隔離運(yùn)行；另一方面，隨著自動(dòng)化系統(tǒng)的規(guī)模日益擴(kuò)大、應(yīng)用復(fù)雜度的日益提高，各個(gè)控制中心之間以及各個(gè)自動(dòng)化子系統(tǒng)之間的交互大大增強(qiáng)，需要進(jìn)行信息的一體化整合與集成。因此，需要對(duì)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的安全集成技術(shù)進(jìn)一步研究，使得系統(tǒng)的開放性、穩(wěn)定性、可靠性、實(shí)用性，特別是安全性更強(qiáng)。

結(jié)語(yǔ)

電力自動(dòng)化管理系統(tǒng)可以是集中式的，即由一個(gè)配電管理自動(dòng)化主站，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)配電網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集，并和饋線自動(dòng)化、變電站自動(dòng)化、用戶管理等集成為一個(gè)系統(tǒng)；電力自動(dòng)化管理系統(tǒng)也可以是分層、分布式結(jié)構(gòu)的，如在變電站中設(shè)立二級(jí)主站，整個(gè)電力自動(dòng)化管理系統(tǒng)由一個(gè)一級(jí)主站及若干個(gè)子系統(tǒng)(如負(fù)荷管理等子系統(tǒng))集成。這樣的信息收集和處理也是分層和分布的，適合采用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)。

【1】張麗英.電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)安全性評(píng)價(jià)（網(wǎng)、省調(diào)部分）[M].中國(guó)電力出版社，2003.

【2】韓富春.電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)[M].中國(guó)水利水電出版社，2003.

【3】陳化鋼.城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造實(shí)用技術(shù)問答[M].中國(guó)水利水電出版社，1999.