楊志淳,沈 煜，楊 帆，張 俊，周志強，陶 杰，薛 杰

（1.國網(wǎng)湖北省電力公司電力科學(xué)研究院,湖北 武漢 430077；2.國網(wǎng)湖北省電力公司，湖北 武漢 430077；3.湖北華中電力科技開發(fā)有限責(zé)任公司，湖北 武漢 430077）

0 引言

配電自動化實用化指標(biāo)是國網(wǎng)公司對各省、各地市公司配電自動化運行情況進行考核的主要手段和重要依據(jù)[1-3]。當(dāng)前國網(wǎng)湖北省電力公司在獲取各地市公司配電自動化運行指標(biāo)主要依靠人工報送，一方面指標(biāo)的真實性難以保證，另一方面也無法及時準(zhǔn)確掌握各地市公司配電自動化確切運行狀態(tài)，不便于及時采取針對性的運維措施，難以進一步提升全省配電自動化運行水平。

目前湖北省已有武漢、鄂州、宜昌、咸寧開展了配電自動化建設(shè)與應(yīng)用，按照《國家電網(wǎng)公司“十三五”配電自動化建設(shè)實施意見》要求，至2020年湖北省將實現(xiàn)配電自動化全覆蓋。為進一步提升湖北公司配電自動化實用化水平，發(fā)揮配電自動化建設(shè)成效，夯實配電自動化支撐全省配網(wǎng)運檢管控精益化能力提升的目標(biāo)定位，亟需建設(shè)配電自動化運行指標(biāo)綜合管控平臺。

文章結(jié)合湖北配電自動化建設(shè)應(yīng)用需求，設(shè)計開發(fā)了配電自動化運行指標(biāo)綜合管控平臺，匯集所轄各地市公司的配電自動化系統(tǒng)運行指標(biāo)數(shù)據(jù)，通過監(jiān)視各地市供電公司配電自動化系統(tǒng)運行情況，統(tǒng)計、分析運行指標(biāo)，督促各地市公司及時消除配電自動化缺陷，提高配電自動化運行水平，促進配電生產(chǎn)過程精益化管理。

1 系統(tǒng)架構(gòu)

平臺實行“兩級部署、集中應(yīng)用”方式，如圖1所示。一級部署于省電科院，主要實現(xiàn)對各地市配電自動化系統(tǒng)運行指標(biāo)的在線監(jiān)測、評價與分析；二級部署于各地市公司，主要實現(xiàn)對配電自動化靜態(tài)數(shù)據(jù)、動態(tài)數(shù)據(jù)的獲取以及配電自動化實用化指標(biāo)的本地計算?；趪W(wǎng)公司配電自動化相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，配電自動化運行指標(biāo)主要從在線監(jiān)測指標(biāo)與統(tǒng)計分析指標(biāo)2個維度，針對主站在線情況、終端在線情況、遙控使用情況、故障處理情況等指標(biāo)進行評價分析。

圖1 平臺總體架構(gòu)圖Fig.1 Platform overall architecture diagram

1.1 平臺邏輯架構(gòu)

配電自動化運行指標(biāo)綜合管控平臺在邏輯上分為接口層、網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)層和應(yīng)用層。

接口層是配電自動化運行指標(biāo)綜合管控平臺的信息底層，主要負責(zé)配電自動化系統(tǒng)生產(chǎn)控制大區(qū)的靜態(tài)數(shù)據(jù)和動態(tài)數(shù)據(jù)通過正反向物理隔離裝置進行鏡像至管理信息大區(qū)。

網(wǎng)絡(luò)層是將地市公司管理信息大區(qū)中的配電自動化靜態(tài)數(shù)據(jù)和動態(tài)數(shù)據(jù)傳送至配電自動化運行指標(biāo)綜合管控平臺數(shù)據(jù)層的通信紐帶，以國網(wǎng)公司企業(yè)內(nèi)網(wǎng)為信息交互提供鏈路基礎(chǔ)。

數(shù)據(jù)層負責(zé)管理配電自動化的數(shù)據(jù)存儲、處理工作，上送的數(shù)據(jù)、統(tǒng)計的指標(biāo)、各地市、省、國網(wǎng)相關(guān)指標(biāo)的匯總計算。

應(yīng)用層主要提供配電自動化運行指標(biāo)綜合管控平臺過程中所需的服務(wù)功能，實現(xiàn)配電自動化建設(shè)規(guī)模檢測、在線監(jiān)測、指標(biāo)評價等功能模塊。

1.2 數(shù)據(jù)架構(gòu)

數(shù)據(jù)架構(gòu)是實現(xiàn)平臺實現(xiàn)功能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，平臺數(shù)據(jù)主要包括靜態(tài)數(shù)據(jù)和動態(tài)數(shù)據(jù)。靜態(tài)數(shù)據(jù)主要包括配電自動化系統(tǒng)內(nèi)正式交由調(diào)度人員進行監(jiān)控的變電站、饋線、通道、終端、開關(guān)設(shè)備等全部設(shè)備的信息。動態(tài)數(shù)據(jù)主要包括配電自動化系統(tǒng)要實時傳輸包括終端投退、遙控命令、開關(guān)變位遙信、SOE、饋線自動化過程等相關(guān)動態(tài)數(shù)據(jù)，平臺數(shù)據(jù)架構(gòu)如圖2所示。

圖2 平臺數(shù)據(jù)架構(gòu)圖Fig.2 Platform data architecture diagram

1.3 功能架構(gòu)

平臺功能架構(gòu)主要從系統(tǒng)功能設(shè)計方面對配電自動化運行指標(biāo)綜合管控平臺進行分類，通過建設(shè)概況、在線監(jiān)測、指標(biāo)評價等來分類，并為下面各 層次的設(shè)計提供功能劃分，平臺功能架構(gòu)見圖3。

圖3 平臺功能架構(gòu)圖Fig.3 Platform function architecture diagram

1.4 部署架構(gòu)

計算配電自動化運行指標(biāo)所需的終端信息表、遙控操作信息表、遙信變位信息表、通信SOE信息表等，由配電自動化系統(tǒng)歷史數(shù)據(jù)庫同步鏡像至運行指標(biāo)評價分析系統(tǒng)的鏡像數(shù)據(jù)庫（布置于安全I區(qū)），再由接口服務(wù)器分析提取所需要數(shù)據(jù)并穿越正向隔離裝置轉(zhuǎn)發(fā)到安全Ⅲ區(qū)，然后由配電自動化運行指標(biāo)綜合管控平臺接收后保存到源數(shù)據(jù)庫。

配電自動化運行指標(biāo)綜合管控平臺在接收數(shù)據(jù)的同時，根據(jù)各項指標(biāo)計算公式在本地完成各種指標(biāo)的計算，結(jié)果保存在本地源數(shù)據(jù)庫中，并通過企業(yè)內(nèi)網(wǎng)進行查詢以及WEB發(fā)布等，平臺部署架構(gòu)如圖4所示。

圖4 平臺部署架構(gòu)圖Fig.4 Platform deployment architecture diagram

2 系統(tǒng)應(yīng)用功能開發(fā)

2.1 配電自動化建設(shè)規(guī)模監(jiān)測模塊

配電自動化建設(shè)規(guī)模監(jiān)測模塊是基于全省已建、在建的配電自動化主站、終端等數(shù)量和規(guī)模，提供實時的監(jiān)測統(tǒng)計，宏觀反映國網(wǎng)湖北省電力公司系統(tǒng)內(nèi)配電自動化系統(tǒng)的建設(shè)規(guī)模、自動化程度以及項目進程，實現(xiàn)對配電自動化項目的管控功能。

建設(shè)規(guī)模監(jiān)測模塊從功能上劃分為主站投運統(tǒng)計、線路投運統(tǒng)計、終端投運統(tǒng)計、線路覆蓋率統(tǒng)計、終端分類統(tǒng)計以及項目進程管控等功能。其中主站投運統(tǒng)計主要是指配電自動化主站硬件安裝完畢，軟件調(diào)試完成且功能和性能滿足相應(yīng)技術(shù)規(guī)范要求的數(shù)量；線路投運統(tǒng)計是指已實施了配電自動化建設(shè)或改造，至少一個站點可實現(xiàn)遠傳“二遙”功能（僅配置一組遠傳型故障指示器為最低要求）；終端投運統(tǒng)計以及終端分類統(tǒng)計是指所有安裝、投運的FTU、DTU以及故障指示器數(shù)量并按照類型劃分；線路覆蓋率統(tǒng)計則是根據(jù)《國家電網(wǎng)公司“十三五”配電自動化建設(shè)實施意見》相關(guān)要求[4-5]，按照2017～2020年的配電自動化覆蓋率為考核對象以PMS2.0中“大饋線”作為統(tǒng)計依據(jù)進行統(tǒng)計分析；項目進程管控主要用于項目關(guān)鍵節(jié)點的展示，方便用戶對所統(tǒng)計區(qū)域范圍內(nèi)相關(guān)項目的進展情況的管控。

2.2 配電自動化在線監(jiān)測模塊

配電自動化在線監(jiān)測模塊主要實現(xiàn)對配電自動化運行指標(biāo)的監(jiān)控，通過對指標(biāo)的監(jiān)控分析，并針對性制定運維策略，提高配電自動化實用化水平。配電自動化在線監(jiān)測模塊從功能上劃分為配電自動化運行指標(biāo)監(jiān)測、FA事件統(tǒng)計分析等功能，此模塊是整個平臺的核心關(guān)鍵所在。下一步可結(jié)合新第一代配電自動化主站功能實施對大量掉線報警、大量抖動報警、頻繁投退報警等深化分析。

1）配電自動化運行指標(biāo)監(jiān)測

配電主站月平均運行率=

其中，配電終端設(shè)備停用時間包括通信中斷導(dǎo)致的配電終端不可用時間和配電終端停用時間。

其中，計算公式中的考核期是指具有聯(lián)系完整運行記錄的運行時間，至少在3個月以上。

其中，遙控成功率是指配電終端在線且可用情況下的遙控成功率，預(yù)遙控命令下發(fā)返校成功但沒有下發(fā)正式執(zhí)行的遙控命令的情況不統(tǒng)計在內(nèi)。

遙信動作正確率=

其中，遙信動作正確率是指開關(guān)操作和事故情況下的遙信變位正確率。

上述五個指標(biāo)是國網(wǎng)公司截止在2017年3月份對配電自動化進行實用化考核的主要參量，隨著配電自動化進程的持續(xù)推進，2017年4月以后國網(wǎng)公司將實施新的考核方法，即將以前的指標(biāo)考核方法進行取舍和整合，但現(xiàn)有的指標(biāo)計算方式不變，新的考核指標(biāo)可在原有的考核指標(biāo)方法的基礎(chǔ)上稍加調(diào)整即可適應(yīng)，當(dāng)前配電自動化運行指標(biāo)主要集中在以下指標(biāo)。

2）FA事件統(tǒng)計分析

饋線自動化（FA）是根據(jù)配電網(wǎng)故障發(fā)生的位置、類型而定位、隔離并恢復(fù)非故障區(qū)間供電的一種故障處理策略和動作邏輯[6-8]。當(dāng)前湖北省已實施的饋線自動化區(qū)域主要采用半自動集中式饋線自動化。根據(jù)《國網(wǎng)運檢部關(guān)于做好“十三五”配電自動化建設(shè)應(yīng)用工作的通知》要求，就地型饋線自動化將成為未來湖北配電自動化的重點發(fā)展方向。同時隨著高端敏感用戶對供電可靠性、電能質(zhì)量的要求的提高，要求配電自動化能盡快隔離、恢復(fù)供電，因此，在湖北部分區(qū)域（如東湖新技術(shù)開發(fā)區(qū)）試點實施智能分布式饋線自動化也未嘗不可。

由表3看出，爐內(nèi)CO濃度在600～3 000 PPM范圍內(nèi)變化，如果一氧化碳濃度低，則爐內(nèi)煙氣氧化性氣氛較強。在CO允許范圍內(nèi)(<3 500PPM)時，控制相對較高的CO濃度，降低爐內(nèi)氧化性氣氛，即可以減少氮氧化合物的生成。

配電自動化在線監(jiān)測模塊主要用于實現(xiàn)對配電自動化系統(tǒng)饋線自動化的展示，并為饋線自動化監(jiān)管統(tǒng)計提供數(shù)據(jù)源主要包括三個指標(biāo)：饋線自動化成功率、饋線自動化覆蓋率以及故障自動化判斷處理率。

其中，饋線自動化功能配置線路數(shù)既包括集中式配置的線路，也包括就地型配置的線路。

2.3 配電自動化指標(biāo)評價模塊

配電自動化指標(biāo)評價模塊是基于配電自動化在線監(jiān)測模塊得出的各項指標(biāo)進行統(tǒng)計，側(cè)重于指標(biāo)的管理。配電自動化指標(biāo)評價模塊從功能上劃分為指標(biāo)定期統(tǒng)計、指標(biāo)同比分析、指標(biāo)環(huán)比分析、指標(biāo)排名評價、省市綜合對比、指標(biāo)發(fā)展趨勢等功能。隨著全省配電自動化的全面實施以及國網(wǎng)公司考核的要求，下一步配電自動化指標(biāo)評價模塊將省公司管理配電自動化應(yīng)用情況的重要手段。

2.4 系統(tǒng)管理模塊

系統(tǒng)管理模塊實現(xiàn)對用戶管理、地區(qū)管理、異常管理和硬件檢測等系統(tǒng)綜合維護的功能。該功能模塊是整個系統(tǒng)的輔助支撐模塊，提供系統(tǒng)常用數(shù)據(jù)信息的維護和管理功能。

用戶管理可對用戶信息進行操作，包括新增、查詢、查看和修改4項功能，實現(xiàn)當(dāng)前平臺用戶信息的維護和管理；地區(qū)管理可以對已接入地區(qū)的管理信息進行查詢、修改，可以對未接入地區(qū)進行接入處理；異常管理功能可以查看總體異常信息，通過輸入單位名稱，選擇歷史數(shù)據(jù)時間段，可以查詢并顯示異常單位的異常描述及起止時間，實現(xiàn)對當(dāng)前系統(tǒng)運行異常信息的查看以及異常歷史數(shù)據(jù)的查詢；硬件檢測功能是對運行的服務(wù)器的CPU、內(nèi)存、硬盤等使用情況的監(jiān)測。

3 配電自動化運行指標(biāo)影響因素分析

結(jié)合湖北配電自動化運行經(jīng)驗，對影響配電自動化運行指標(biāo)的關(guān)鍵因素進行分析，便于及時處缺，制定針對性運維策略，從而提高配電自動化運行水平。

3.1 影響配電終端月平均在線率的因素

（1）終端自身故障：如終端軟件版本號未及時更新、終端軟件設(shè)置問題、終端死機、終端端口配置參數(shù)不正確、二次回路短路、終端硬件故障、取電回路故障、蓄電池功能或性能不滿足要求、DTU的波特率配置不正確等問題導(dǎo)致終端退出運行。

（2）通信問題：無線通信流量不足、無線終端遇到信號盲區(qū)、網(wǎng)口松動、光纖被挖斷、光衰過大、ONU失電、OLT業(yè)務(wù)中斷、終端IP配置沖突等問題導(dǎo)致數(shù)據(jù)通信不暢。

（3）環(huán)境因素：環(huán)境溫度過高導(dǎo)致終端、ONU板卡過熱死機或燒壞、凝露導(dǎo)致二次設(shè)備故障、自然或人為因素導(dǎo)致終端或通信設(shè)備損壞或失效。

3.2 影響遙信動作正確率的因素

（1）終端遙信誤報、漏報：二次線松動，接觸不良，導(dǎo)致電平狀態(tài)頻繁變化，例如：開關(guān)二次線未接，電平懸空，導(dǎo)致端子狀態(tài)不確定；開關(guān)上的分閘和合閘線接反；開關(guān)觸點松動或接線不牢固；輔助接點不對位；終端軟件版本問題；檢修試?yán)祥_關(guān)等。

（2）通信：通信延時、通信信號不穩(wěn)定、終端對時精度不滿足要求。

（3）配電主站側(cè)：終端檢修、調(diào)試時配電自動化主站未將該終端運行方式切換至檢修調(diào)試態(tài)，主站SOE與事件記錄不匹配。

3.3 影響遙控使用率的因素

（1）采用就地遙控，未通過配電自動化系統(tǒng)遠方遙控。（2）未經(jīng)調(diào)度許可，現(xiàn)場人員自行操作。（3）開關(guān)設(shè)備檢修、調(diào)試時，配電自動化主站未將該終端運行方式切換至檢修調(diào)試態(tài)。

3.4 影響遙控成功率的因素

（1）通信故障：由于通信設(shè)備、通道等問題導(dǎo)致的通信中斷、遙控報文加密后終端無法辨識、載波通信速度較慢、終端對時偏差、數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐暾院涂煽啃圆畹取?/p>

（2）終端自身故障：遙控分閘/合閘繼電器觸點粘連或接觸不良、電操機構(gòu)卡澀及電機鏈條斷裂、遙控壓板及電機空開未投上；遙控板損壞導(dǎo)致遙控預(yù)置成功，執(zhí)行失敗；電機功率不足，無法帶動操作機構(gòu)；終端未接收到預(yù)置報文或返校不成功，導(dǎo)致預(yù)置超時；開關(guān)本體故障，手動、遠方遙控均無法成功；DTU開入/開出模塊故障；遙控回路二次線接頭松動；開關(guān)行程桿不到位；電源回路接觸不良等均會導(dǎo)致遙控不成功。

（3）配電自動化主站側(cè)故障：點表等參數(shù)配置錯誤、密鑰驗證錯誤等。

針對上述易引起配電自動化運行指標(biāo)低的因素，建議：(1)進一步加強配電自動化設(shè)備檢測及質(zhì)量監(jiān)督；(2)全過程開展配電自動化設(shè)備倉庫調(diào)試；(3)深度開展配電自動化分系統(tǒng)調(diào)試，把好工程驗收環(huán)節(jié)；(4)強化配電自動化標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)；(5)加強配電自動化運維人員培訓(xùn)，提高運維人員工作質(zhì)效。通過上述工作的開展，全面提高配電自動化運行指標(biāo)，提升湖北省公司在配電自動化運行考核中的指標(biāo)排名。

4 結(jié)語

為提高湖北配電自動化建設(shè)應(yīng)用水平，提升全省配電自動化考核指標(biāo)，以“管控項目進度、挖掘薄弱環(huán)節(jié)、評價應(yīng)用水平”為目標(biāo)，設(shè)計開發(fā)了配電自動化運行指標(biāo)綜合管控平臺，通過對配電自動化建設(shè)規(guī)模監(jiān)測、應(yīng)用過程檢測、運行指標(biāo)檢測等手段，排查系統(tǒng)應(yīng)用、運行薄弱環(huán)節(jié)以及影響配電自動化實用化指標(biāo)的各方面因素，并提出針對性解決措施，為全省配電自動化指標(biāo)管控及配電自動化實用化水平提升奠定了堅實基礎(chǔ)。

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