摘 要：隨著國(guó)家市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，以及人們生活質(zhì)量的逐漸提高，各類(lèi)用戶對(duì)電力的需求越來(lái)越多，進(jìn)一步促進(jìn)了電力事業(yè)的發(fā)展建設(shè)。本文提出了智能配電自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，具有較強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用意義。

關(guān)鍵詞：智能化；配電自動(dòng)化；一體化設(shè)計(jì)

中圖分類(lèi)號(hào)：TM73

隨著國(guó)家市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境的發(fā)展，工業(yè)化水平逐漸提高，商業(yè)用戶、生產(chǎn)用戶和社會(huì)居民對(duì)于用電需求越來(lái)越大，要求電力供應(yīng)部門(mén)能夠提供安全穩(wěn)定的供電服務(wù)。目前，我國(guó)智能配電自動(dòng)化系統(tǒng)服務(wù)水平較低，系統(tǒng)各項(xiàng)功能仍然有待完善，由于系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員缺乏集成化、綜合化和一體化的設(shè)計(jì)思想，導(dǎo)致供電部門(mén)必須同時(shí)啟動(dòng)多個(gè)系統(tǒng)來(lái)確保電網(wǎng)的正常運(yùn)行，進(jìn)一步形成了“多島自動(dòng)化供電”的現(xiàn)象。智能配電自動(dòng)化系統(tǒng)中主要包括了SCADA調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)、GIS圖像顯示系統(tǒng)、遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)和電力負(fù)荷管理系統(tǒng)等，集成度低、管理分散、單獨(dú)維護(hù)等問(wèn)題增加了供電部門(mén)的資金成本，而且，由于不同自動(dòng)化系統(tǒng)全部屬于獨(dú)立運(yùn)行，其共享性、連通性和開(kāi)放性較弱，難以實(shí)現(xiàn)不同系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換與共享。

1 智能配電自動(dòng)化系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

本文提出的智能配電自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案主要包括三個(gè)層次，分別是主站層、通信層和遠(yuǎn)動(dòng)層，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。智能配電自動(dòng)化系統(tǒng)的主站層由五個(gè)部分組成：Web服務(wù)器、SCADA調(diào)度服務(wù)器、前置機(jī)、維護(hù)站和調(diào)度工作站。其中，SCADA調(diào)度服務(wù)器和前置機(jī)采用的都是雙擊冗余備用方式，一旦某臺(tái)設(shè)備出現(xiàn)故障，智能配電自動(dòng)化系統(tǒng)可以直接調(diào)度另外一臺(tái)設(shè)備完成數(shù)據(jù)信息的采集、存儲(chǔ)和傳輸；系統(tǒng)通信層由三個(gè)部分組成：互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)無(wú)線網(wǎng)和移動(dòng)無(wú)線基站；系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)層由遠(yuǎn)程抄表終端、聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)和分段開(kāi)關(guān)組成。

圖1 智能配電自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

2 系統(tǒng)主站層子系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

智能配電自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)是提供一個(gè)安全可靠、高效便捷、功能模塊多、開(kāi)放共享度高的平臺(tái)。智能配電自動(dòng)化系統(tǒng)符合現(xiàn)代社會(huì)電力事業(yè)發(fā)展的需求，屬于一體化、綜合化、開(kāi)放化的綜合信息管理系統(tǒng)。智能配電自動(dòng)化系統(tǒng)主站部分作為系統(tǒng)核心部分，具有數(shù)據(jù)信息的接收、處理、存儲(chǔ)、傳輸和分析等功能。因此，主站層子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與智能配電自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行效果密切相關(guān)。

本文按照主站層子系統(tǒng)的功能模塊，將其劃分為四個(gè)部分，分別是前置機(jī)、主工作站、服務(wù)器和維護(hù)工作站：前置機(jī)功能模塊負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)設(shè)置通信參數(shù)、下發(fā)回傳命令、接收上傳數(shù)據(jù)、處理網(wǎng)絡(luò)報(bào)文、解析違規(guī)請(qǐng)求、實(shí)時(shí)傳輸數(shù)據(jù)等功能。

主工作站功能模塊負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)以下功能：日志記錄、連接數(shù)據(jù)庫(kù)、實(shí)時(shí)顯示設(shè)備狀態(tài)、遠(yuǎn)程監(jiān)聽(tīng)和控制、顯示統(tǒng)計(jì)報(bào)表、管理遠(yuǎn)程抄表、統(tǒng)計(jì)設(shè)備運(yùn)行情況、調(diào)用GIS圖像窗體等。

服務(wù)器模塊包括Web服務(wù)器、SCADA調(diào)度服務(wù)器、設(shè)備維護(hù)服務(wù)器、設(shè)備管理服務(wù)器、預(yù)付費(fèi)管理服務(wù)器。

維護(hù)工作站具有以下幾種功能：維護(hù)用戶權(quán)限、統(tǒng)計(jì)設(shè)備狀態(tài)、顯示設(shè)備狀態(tài)、數(shù)據(jù)導(dǎo)入和導(dǎo)出和維護(hù)數(shù)據(jù)信息參數(shù)等。

3 系統(tǒng)SCADA調(diào)度子系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

3.1 SCADA調(diào)度子系統(tǒng)模型。二十多年以來(lái)，SCADA調(diào)度子系統(tǒng)主要經(jīng)歷了三代產(chǎn)品的發(fā)展，第一代為八十年代至九十年代的集中式子系統(tǒng)；第二代為九十年代初期的分布式子系統(tǒng)；目前，第三代綜合采用了C/S架構(gòu)模式和B/S架構(gòu)模式。C/S架構(gòu)模式是現(xiàn)代信息管理系統(tǒng)主要采用的架構(gòu)方案，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于SCADA調(diào)度子系統(tǒng)中。

采用C/S架構(gòu)模式的SCADA調(diào)度子系統(tǒng)從邏輯結(jié)構(gòu)上可以分為兩個(gè)組成部分，一是服務(wù)器終端；二是客戶機(jī)終端。服務(wù)器終端主要負(fù)責(zé)處理和維護(hù)數(shù)據(jù)信息，同時(shí)響應(yīng)客戶機(jī)終端提出的請(qǐng)求，并將相關(guān)信息傳輸?shù)娇蛻魴C(jī)終端，最后由客戶機(jī)終端向用戶提供圖形界面。

采用C/S架構(gòu)模式的SCADA調(diào)度子系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)方面采用的是非透明分布式系統(tǒng)，主要包括兩種功能含義：一是服務(wù)器終端和客戶機(jī)終端在進(jìn)行數(shù)據(jù)交互之前，需要建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)傳輸鏈路；二是客戶機(jī)終端只有事先獲得服務(wù)器終端的網(wǎng)絡(luò)地址、服務(wù)器名稱等，才能與其建立數(shù)據(jù)傳輸鏈路，由此保證了數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)陌踩?、穩(wěn)定和高效。

3.2 SCADA調(diào)度子系統(tǒng)軟件模型。根據(jù)智能配電自動(dòng)化系統(tǒng)中SCADA調(diào)度子系統(tǒng)軟件應(yīng)用的需求，可以將SCADA調(diào)度子系統(tǒng)分為三個(gè)部分：一是應(yīng)用軟件部分；二是支撐軟件部分；三是操作系統(tǒng)部分。隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的高速發(fā)展，以及網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的廣泛普及，為智能配電自動(dòng)化系統(tǒng)的實(shí)施打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。SCADA調(diào)度子系統(tǒng)的操作平臺(tái)經(jīng)歷了DOS操作系統(tǒng)、VMS操作系統(tǒng)和Unix操作系統(tǒng)，目前，以Windows XP操作系統(tǒng)最為普及，Windows XP操作系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單、方便快捷，支持多種網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議和軟件程序擴(kuò)展，以確保供電網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定運(yùn)行。

本文根據(jù)智能配電自動(dòng)化系統(tǒng)的連通性、開(kāi)放性和共享性要求，為確保數(shù)據(jù)信息的共享和交換，通過(guò)系統(tǒng)二次開(kāi)發(fā)擴(kuò)展了新的網(wǎng)絡(luò)功能接口，更新了系統(tǒng)的功能模塊，從根本上提高了智能配電自動(dòng)化系統(tǒng)的集成度。同時(shí)，將關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)引入其中，可以通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的SQL Server語(yǔ)言對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)發(fā)起訪問(wèn)，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的共享和交換。因此，本文選擇了SQL Server 2010數(shù)據(jù)庫(kù)作為智能配電自動(dòng)化系統(tǒng)的支撐軟件。

應(yīng)用軟件指的是智能配電自動(dòng)化系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)、計(jì)算和報(bào)警等功能的軟件程序，應(yīng)用軟件是SCADA調(diào)度子系統(tǒng)的基本功能模塊，負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息采集處理、分析研究等功能。

3.3 SCADA調(diào)度子系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)。為保證智能配電自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息采集處理、存儲(chǔ)分析的安全性和實(shí)時(shí)性，以及滿足對(duì)海量數(shù)據(jù)信息的計(jì)算和統(tǒng)計(jì)需求，SCADA調(diào)度子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)采用實(shí)時(shí)型和歷史型分離式數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，在保證實(shí)施存儲(chǔ)數(shù)據(jù)信息的同時(shí)，保證歷史數(shù)據(jù)信息的安全可用，使兩種數(shù)據(jù)信息不會(huì)交叉混亂，有利于系統(tǒng)管理員對(duì)數(shù)據(jù)的管理和維護(hù)。

（1）實(shí)時(shí)型數(shù)據(jù)庫(kù)功能：1）實(shí)施讀取數(shù)據(jù)信息，并將其存儲(chǔ)于系統(tǒng)內(nèi)存設(shè)備中；2）動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)信息計(jì)算引擎可以對(duì)各種數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理和分析計(jì)算，確保數(shù)據(jù)庫(kù)擁有靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩種屬性；3）提供數(shù)據(jù)信息在線保護(hù)策略，可以隨時(shí)恢復(fù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息，為檢索和查詢提供服務(wù)。

（2）歷史型數(shù)據(jù)庫(kù)功能：歷史型數(shù)據(jù)庫(kù)采用的是關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，目的是將歷史數(shù)據(jù)信息長(zhǎng)期存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中，外部授權(quán)用戶可以通過(guò)ODBC接口對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)信息發(fā)起訪問(wèn)，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享與交換的功能。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，本文分析了目前我國(guó)智能配電自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展建設(shè)狀況，針對(duì)目前供電部門(mén)存在的問(wèn)題，以實(shí)際應(yīng)用為出發(fā)點(diǎn)，提出了智能配電自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，以無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)作為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)了智能配電自動(dòng)化管理平臺(tái)，該系統(tǒng)具有安全穩(wěn)定、操作簡(jiǎn)單、運(yùn)行高效等特點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉冬梅.智能配電裝置在電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].民營(yíng)科技，2013（10）：50.

[2]劉彥齊.變配電自動(dòng)化在10kV供電系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].廣東科技，2013（22）：67-68.

作者簡(jiǎn)介：王強(qiáng)（1980.11-），男，天津人，工程師，本科，研究方向：配網(wǎng)自動(dòng)化軟件應(yīng)用。

作者單位：天津市三源電力設(shè)備制造有限公司，天津 300402