謝升

摘 要：供電單位在過(guò)去日常設(shè)備管理、設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)、用戶用電管理等方面仍需要供電運(yùn)行人員現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量或操作，而今，電力抄表已經(jīng)有部分電表實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程集抄、配變臺(tái)區(qū)的負(fù)荷已實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和歷史數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和統(tǒng)計(jì)、配電線路設(shè)備也已經(jīng)實(shí)現(xiàn)GIS地理信息系統(tǒng)的定位和繪圖，但現(xiàn)在的電力專業(yè)人員再也不僅僅要做電力線路的工作，還需要理解通信專業(yè)、計(jì)算機(jī)專業(yè)等其他專業(yè)的內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：配電系統(tǒng) 信息技術(shù) 數(shù)據(jù)庫(kù)；

概述

為了更好的運(yùn)行管理和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，根據(jù)信息系統(tǒng)建設(shè)的一般規(guī)律，結(jié)合供電企業(yè)的生產(chǎn)實(shí)際，提出了全局信息一體化的面向基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)方法，給出了配電運(yùn)行和生產(chǎn)綜合信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集設(shè)備和應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方法。

1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)的建立

目前，供電公司各個(gè)系統(tǒng)的底層，都可以理解成一個(gè)具有強(qiáng)大邏輯存儲(chǔ)功能的數(shù)據(jù)庫(kù)，如生產(chǎn)系統(tǒng)、資產(chǎn)管理系統(tǒng)、GIS地理信息系統(tǒng)、營(yíng)銷系統(tǒng)、計(jì)量系統(tǒng)，都是以數(shù)據(jù)庫(kù)的形式存儲(chǔ)用戶信息，資產(chǎn)信息，設(shè)備信息和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。配電網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行管理利用信息技術(shù)自動(dòng)遙控和監(jiān)測(cè)高壓配電線上的開(kāi)關(guān)設(shè)備和線路參數(shù)，對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)，并通過(guò)一定的邏輯關(guān)系關(guān)聯(lián)起來(lái)，在根據(jù)管理的需求，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選并通過(guò)表格的形式呈現(xiàn)出來(lái)，方便管理者的統(tǒng)計(jì)和分析，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)并消除缺陷，并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)隔離故障區(qū)間、以最佳的方式恢復(fù)非故障區(qū)域供電的功能，為用戶提供經(jīng)濟(jì)、可靠、穩(wěn)定的電力供應(yīng)。

2 配電自動(dòng)化系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集設(shè)備

配電自動(dòng)化系統(tǒng)由主站系統(tǒng)層、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)層或配電子站層、通信系統(tǒng)層和站端系統(tǒng)層四個(gè)層次組成。按硬件和軟件分包括以下部分：①智能開(kāi)關(guān)；②通信網(wǎng)絡(luò)；③監(jiān)控、監(jiān)測(cè)終端，F(xiàn)TU；④配網(wǎng)自動(dòng)化SCADA；⑤配網(wǎng)自動(dòng)化的基本高級(jí)應(yīng)用軟件；⑥SCADA 與地理信息系統(tǒng)（GIS）的一體化；⑦系統(tǒng)仿真軟件；⑧配電工作管理系統(tǒng)（包括網(wǎng)絡(luò)分析、運(yùn)行管理、設(shè)備檢修管理工程設(shè)計(jì)、施工管理、配電規(guī)劃設(shè)計(jì)系統(tǒng)等）；⑨用電管理自動(dòng)化（包括遠(yuǎn)程載波抄表系統(tǒng)、客戶信息系統(tǒng)、負(fù)荷管理系統(tǒng)、用電營(yíng)業(yè)管理系統(tǒng)、用戶故障報(bào)修系統(tǒng)）；⑩配電網(wǎng)能耗管理系統(tǒng)（如能耗統(tǒng)計(jì)分析，配電網(wǎng)在線經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和變壓器負(fù)荷管理）；和其它系統(tǒng)的接口（MIS 系統(tǒng)等）。

2.1 自動(dòng)化開(kāi)關(guān)

遙控接口可監(jiān)視開(kāi)關(guān)裝置，正確指示開(kāi)關(guān)的分/合/接地的位置。設(shè)有備用電池以便在失電時(shí)操作開(kāi)關(guān)裝置。遙控接口可通過(guò)一個(gè)開(kāi)放的協(xié)議與控制中心通訊，也可與不同的通訊介質(zhì)如PSTN 模塊，無(wú)線電，光纖，DPLS 等進(jìn)行通訊。合理選用通訊的方法是快速重組電網(wǎng)的一個(gè)重要因素。配電變壓器的斷路器必須能實(shí)現(xiàn)遙控，在故障時(shí)，保護(hù)裝置將使線路上的饋電開(kāi)關(guān)跳閘。

它既可以無(wú)須通訊線路實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的自動(dòng)診斷故障、自動(dòng)隔離故障段、自動(dòng)恢復(fù)非故障段的供電，也可以與通訊系統(tǒng)相接，通過(guò)子站與主站的控制單元實(shí)現(xiàn)遙測(cè)、遙控自動(dòng)化。分段模式的開(kāi)關(guān)功能有：延時(shí)合閘，失電分閘，合閘閉鎖等。聯(lián)絡(luò)模式的開(kāi)關(guān)功能有：延時(shí)合閘，時(shí)限閉鎖，脈沖閉鎖，兩側(cè)來(lái)電閉鎖，一側(cè)來(lái)電閉鎖，閉鎖自動(dòng)解除。對(duì)于供電安全性：自動(dòng)化開(kāi)關(guān)操作必須要通過(guò)密碼驗(yàn)證才能動(dòng)作，杜絕因信號(hào)干擾致使開(kāi)關(guān)異常動(dòng)作等情況發(fā)生。

2.2 監(jiān)控、監(jiān)測(cè)終端

包括出線開(kāi)關(guān)終端、分段開(kāi)關(guān)終端、聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)終端、開(kāi)閉所開(kāi)關(guān)終端、小區(qū)劃變開(kāi)關(guān)終端等，其基本的功能是信息的采集和處理、接受并執(zhí)行遙控指令、事件記錄及上報(bào)、閉鎖功能、電源失電保護(hù)、參數(shù)設(shè)置、自診斷、自恢復(fù)、通訊功能。監(jiān)控、監(jiān)測(cè)終端的主要特點(diǎn)：采用交流采集，可檢測(cè)電壓、電流、頻率、功率因數(shù)、有功功率、無(wú)功功率、視在功率、電能等高精度的數(shù)據(jù)。具有強(qiáng)大的通訊功能，支持多種通訊規(guī)約，開(kāi)放的通訊方式。

2.3 通信網(wǎng)絡(luò)

為了提高系統(tǒng)的控制管理能力和減少通訊端口設(shè)備，提高系統(tǒng)的可靠性，將系統(tǒng)分為若干子群，每個(gè)子群由幾十個(gè)監(jiān)控終端組成，并由一個(gè)通訊控制器管理。通訊控制器起承上啟下的作用，對(duì)于上位，它接收從后臺(tái)發(fā)來(lái)的各種指令，對(duì)下位，收集數(shù)據(jù)和轉(zhuǎn)發(fā)后臺(tái)的指令，并控制上、下位的通訊對(duì)RTU、FTU 等監(jiān)控終端通訊通道的狀態(tài)及通訊質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)視，當(dāng)主通道的通信出錯(cuò)率達(dá)到整定極限或此通道中斷時(shí)，系統(tǒng)能自動(dòng)切換到備用通道?？稍诰€啟停、切找通道，并進(jìn)行運(yùn)行監(jiān)視報(bào)警，并對(duì)各通道的通訊出錯(cuò)次數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。在網(wǎng)絡(luò)接入方式時(shí)，也能進(jìn)行正常的監(jiān)視、報(bào)警提示。

如今，網(wǎng)絡(luò)安全也是重中之重。不管是供電單位的計(jì)算機(jī)終端或者是遙控信號(hào)的保密設(shè)置，都必須設(shè)置安全密碼權(quán)限，并由專業(yè)人員管理，防止操作權(quán)限被惡意盜取或者遙控信號(hào)被截取，致使電力設(shè)備被惡意操作，造成電力系統(tǒng)崩潰并對(duì)社會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失。

2.4 擴(kuò)展SCADA 系統(tǒng)的功能

功能的投切：根據(jù)用電網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行情況，由值班調(diào)度員通過(guò)控制方式進(jìn)行遠(yuǎn)方微機(jī)裝置的功能進(jìn)行投入或退出的操作。

定值的修改：根據(jù)電網(wǎng)的運(yùn)行方式，由值班調(diào)度員進(jìn)行遠(yuǎn)方設(shè)備或修改微機(jī)裝置的某些定值。SCADA 系統(tǒng)里的系統(tǒng)遙控操作必須按照順序進(jìn)行，因此提供防誤操作的設(shè)置功能。

拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)著色：通過(guò)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治觯С謭D形的線路動(dòng)態(tài)著色功能和潮流方向標(biāo)志功能。可實(shí)現(xiàn)線路檢修停電著色，線路開(kāi)關(guān)的分、合閘著色，線路帶電著色，線路過(guò)壓著色，線路電壓等級(jí)著色，用動(dòng)態(tài)流動(dòng)的虛線或箭頭等方式顯示潮流方向。

故障錄波分析：能搜集帶有故障錄波功能的FTU的數(shù)據(jù)，對(duì)其進(jìn)行分析并給出波形。

故障分析模塊：可以對(duì)各種方式進(jìn)行故障計(jì)算，如：基于實(shí)時(shí)態(tài)的在線故障計(jì)算，確保開(kāi)關(guān)的正常運(yùn)行、基于研究態(tài)的離線故障計(jì)算，校驗(yàn)電氣設(shè)備的性能。對(duì)稱短路和各種不對(duì)稱短路故障的計(jì)算。

各種斷線故障的計(jì)算：同桿架設(shè)線路的跨線短路故障的計(jì)算、能處理電力系統(tǒng)的復(fù)合故障計(jì)算和分析研究、能處理線路瞬時(shí)接地故障分析研究。

故障隔離和恢復(fù)模塊：適用于任意結(jié)構(gòu)的配電網(wǎng)絡(luò)，如輻射狀、網(wǎng)絡(luò)狀、多環(huán)網(wǎng)絡(luò)等；并可以處理系統(tǒng)的多重故障。能進(jìn)行系統(tǒng)的實(shí)時(shí)分析，與故障分析、系統(tǒng)的在線潮流、防誤操作等模塊緊密集成，根據(jù)SCADA系統(tǒng)采集的實(shí)時(shí)信息，采用軟件智能方式對(duì)全網(wǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析和判斷，準(zhǔn)確判斷故障位置，保證系統(tǒng)安全。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際連接方式和負(fù)荷水平，對(duì)多種故障恢復(fù)方式進(jìn)行安全性和網(wǎng)絡(luò)線損壞等經(jīng)濟(jì)性的校核比較，在確保系統(tǒng)安全性的前提下，給出最佳的故障恢復(fù)方案，使配變負(fù)荷的分配盡可能平均、盡可能減少停電次數(shù)、電壓質(zhì)量盡可能優(yōu)等多種目標(biāo)。

3 結(jié)語(yǔ)

本文從供電企業(yè)的生產(chǎn)實(shí)際出發(fā)，在綜合考慮輸變電生產(chǎn)的特殊性、一般性及其規(guī)范性的基礎(chǔ)上，從全局信息一體化規(guī)劃設(shè)計(jì)的角度，論述了系統(tǒng)的設(shè)備功能組成和數(shù)據(jù)庫(kù)與應(yīng)用軟件的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)方法。這些應(yīng)用的實(shí)施為供電企業(yè)向規(guī)范化管理和電力市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)提供了必要的手段，使管理和運(yùn)營(yíng)更方便更智能。電力系統(tǒng)在運(yùn)行中會(huì)出現(xiàn)一些意想不到的問(wèn)題，但通過(guò)深入的理論分析和實(shí)踐，就能采取有效的措施，處理存在故障，為公司生產(chǎn)提供了良好的電力保障，同時(shí)也積累了許多現(xiàn)場(chǎng)的經(jīng)驗(yàn)。

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