论文部分内容阅读
摘要：本文从昆明供电局配网自动化系统体系结构、主要功能、新技术应用及实施情况进行介绍。通过IEC CIM/XML 规范和SVG 规范实现了配电网模型和图形的共享,保证了配电网模型的单点维护,数据统一,同时也提高了配网自动化系统的建设效率,降低了系统维护的复杂性；通过基于SVG规范实现的地理背景图和地理沿布图的导入,实现了GIS 图形在自动化系统中的共享,进而实现基于GIS 的SCADA应用。
关键词：配网自动化；馈线自动化；配电管理系统
中图分类号：F407文献标识码： A
引言
随着现代新昆明建设步伐的加快,主城区在建及新建的项目不断增多,全社会的用电量越来越多,供电的可靠性、安全性成为昆明供电局需要解决的主要问题之一。昆明供电局推行了全网智能化管理,加快推进昆明供电局配网自动化试点建设；研究配网线路自动切除故障技术,避免配网线路局部故障导致全线停电；及如何通过对配电变压器经济运行和智能无功补偿等技术的研究,提高供电电能质量,并进行了可行性研究。
2 系统体系结构
昆明供电局配网自动化系统主要由配网自动化主站系统和配网自动化终端设备组成,二者之间通过电力专线、光纤、载波、无线等通信系统进行数据通信。
2.1 主站系统
配网自动化主站系统建设遵循IEC61970 CIM/CIS (公用信息模型/组件接口规范)、IEC61968等国际标准和IEC60870等国际标准通讯规约, 实现功能接口标准化, 具有高度开放性和可扩展性[1]。配网自动化主站系统经过比较集中式、集中分布式和完全分布式三种方案, 推荐采用完全分布式的建设方案, 该方案具有安全风险小、数据处理速度快、有利于分步建设和实施等优点, 更适合于昆明供电局配网的现状及未来发展要求。配备基于交换式以太网的配电自动化后台系统和大型数据库Oracle 10g,由计算机网络服务器、各种工作站、输入输出设备,通信服务器/交换机、网关机、多媒体等设备组成。配网采集终端的数据集中到设在昆明局的中心数据库中,各营配分局客户端可以通过远程工作站的方式,在管辖权限范围内进行操作和维护工作,该结构有效地实现了业务与数据的分离。
2.2 终端设备
配网终端设备设计采用统一结构标识、统一功能配置、统一接线方式的原则, 安装、维护简单方便, 配置灵活、扩展性强。主要包括安装在开关房、综合房、公变、柱上开关、环网柜等地点进行数据采集和控制的配电终端设备。配电终端包括：馈线终端设备（FTU）、配变终端设备（TTU）、开闭所终端设备（DTU）。
2.3 通信系统
配网通信系统设计以现有昆明城域网多业务平台为基础, 采用以光纤以太网为主体, 结合电力载波通信试点应用和安全防护框架下的GPRS接入方案, 具有可靠性高、安全性好、稳定性强、实时性强等特点。
3 系统的主要功能
昆明供电局配网自动化系统主要由九个功能模块组成：配电网调度自动化系统、变电所及配电所自动化、馈线自动化（FA）、自动制图（AM）/设备管理（FM）/地理信息系统（GIS）、配电工作管理系统、用电管理自动化、配电网能耗管理系统、配电网分析软件系统（DPAS）、与其它系统的接口[2]。
3.1 配电网调度自动化系统
配电网调度自动化系统由配电网数据采集与监控系统（SCADA）、配电网电压管理系统、配电网故障诊断和断电管理系统、操作票专家系统（ES）四部分组成。其中配电网SCADA系统包括数据采集、四遥（遥信、遥测、遥控、遥调）、状态监视、报警、事件顺序记录、统计计算、制表打印等功能,还支持无人值班变电站的接口等。
3.2 变电所、配电所自动化
变电所自动化功能：实施数据采集、监视和控制,与控制中心和调度自动化系统（SCADA）通信。配电所自动化：该功能由安装在配电所的RTU对配电所实现数据采集、监视控制,与控制中心和配电调度自动化系统（SCADA）通信。
3.3 馈线自动化（FA）
正常状态下,可实现对各运行电量参数（包括馈线上设备的各种电量）的远方测量、监视和设备状态的远方控制。当馈线发生相间短路故障或单相接地故障时,自动判断馈线故障段,自动隔离故障段,并恢复非故障段的供电。
3.4 自动制图（AM）/设备管理（FM）/地理信息系统（GIS）
该功能统称图资系统。图资系统应用的目的是形成以地理背景为依托的分布概念,以及电网资料分层管理的基础数据库。可实现向管理系统提供各类地理位置；向用电管理营业系统提供多种信息,自动生成各种供电方案；为配电系统自动化提供静态背景画面,接受配电系统的实时信息,提供動态配电线路图层,提供实时可操作画面,显示故障信息。
3.5 配电工作管理系统
配电工作管理系统通过网络分析,对配网提出最佳停电方案,并对配电网进行运行管理和设备检修管理。同时可以对配电进行工程设计,接受完成用户申请报装接电的设计任务,以及施工管理,根据设计和工作任务单,制订施工计划并实施施工管理。
3.6用电管理自动化
用电管理自动化系统通过储存用户的户名、地址、电话、受电线路、设备装接容量、用电性质类别等的信息,与其他系统共享,并能自动识别用户来电地址。来实现客户信息系统的最优化管理。计量、计费系统功能可以实现自动抄表、自动生成账单、与银行系统联网等。
3.7 配电网分析软件系统（DPAS）
配电网分析软件系统包括网络接线分析,配电网潮流分析,短路电流计算,负荷模型的建立与校核,配电网状态估计,配电网负荷预测,安全分析,网络结构优化和重构,配电网电压调整及无功优化。
4 新技术应用及系统实施情况
昆明供电局配电网自动化系统利用现代电子技术、通信技术、计算机和网络技术,将配电网在线数据和离线数据、配电网数据和用户数据、电网结构和地理图形进行信息集成,构成完整的自动化系统,实现配电系统正常运行及事故情况下的监测、保护、控制、用电和配电管理的有效结合。
一期首先从昆明市五华区作为配电网自动化试点区域,截止目前为止已对9个110kV变电站五华分局所属的104条10kV线路、18座配电站进行配网自动化建设。设计监控点位总计676个,其中330个DTU监控点位（配电站23个、户外开关站260个、箱式变电站47个）,346个FTU监控点位（柱上断路器211台、负荷开关135台）,整体更换户外开关站16台。现已完成619个监控点位的安装工作,其中DTU监控点位323个（三遥点309个、两遥点14个）。完成FTU监控点位296个（三遥点25个、两遥点271个）。
配网自动化通信系统光纤通道监控点：设计333个监控点配电终端至配电主站通信通道的组织,实际完成325个点位的安装,8个点位因实际情况不满足配电终端设备安装条件取消安装。2013年10月15日统计,配网自动化通信系统光纤通道共325条,正常运行308条,中断17条。通道正常运行率为94.8%。其中：二期及三期后,配电网自动化将覆盖昆明市五华、西山、盘龙、官渡、呈贡新区、空港经济区以及东川主城区等6个主要区域,实现昆明配电网自动化大发展,大跨越。
5 结束语
昆明供电局配网自动化应用方案, 在完全分布式的主站系统建设、城域网多业务数据平台和功能实现要求方面均达到了国内领先水平, 对昆明供电局的配网自动化建设有很好的指导意义, 为昆明供电局配网自动化试点工作提供了强有力的支撑。在昆明供电局配网自动化系统建设之前,国内尚未有过大规模的配网自动化系统建设,昆明供电局在建设过程中积累的经验,对国内其他供电局建设配网自动化系统具有一定的借鉴作用。
参考文献:
[1]昆明供电局配网自动化试点应用方案[M].昆明供电局, 2012.
[2]昆明供电局配网自动化现场运行规程[M].昆明供电局, 2012.
关键词：配网自动化；馈线自动化；配电管理系统
中图分类号：F407文献标识码： A
引言
随着现代新昆明建设步伐的加快,主城区在建及新建的项目不断增多,全社会的用电量越来越多,供电的可靠性、安全性成为昆明供电局需要解决的主要问题之一。昆明供电局推行了全网智能化管理,加快推进昆明供电局配网自动化试点建设；研究配网线路自动切除故障技术,避免配网线路局部故障导致全线停电；及如何通过对配电变压器经济运行和智能无功补偿等技术的研究,提高供电电能质量,并进行了可行性研究。
2 系统体系结构
昆明供电局配网自动化系统主要由配网自动化主站系统和配网自动化终端设备组成,二者之间通过电力专线、光纤、载波、无线等通信系统进行数据通信。
2.1 主站系统
配网自动化主站系统建设遵循IEC61970 CIM/CIS (公用信息模型/组件接口规范)、IEC61968等国际标准和IEC60870等国际标准通讯规约, 实现功能接口标准化, 具有高度开放性和可扩展性[1]。配网自动化主站系统经过比较集中式、集中分布式和完全分布式三种方案, 推荐采用完全分布式的建设方案, 该方案具有安全风险小、数据处理速度快、有利于分步建设和实施等优点, 更适合于昆明供电局配网的现状及未来发展要求。配备基于交换式以太网的配电自动化后台系统和大型数据库Oracle 10g,由计算机网络服务器、各种工作站、输入输出设备,通信服务器/交换机、网关机、多媒体等设备组成。配网采集终端的数据集中到设在昆明局的中心数据库中,各营配分局客户端可以通过远程工作站的方式,在管辖权限范围内进行操作和维护工作,该结构有效地实现了业务与数据的分离。
2.2 终端设备
配网终端设备设计采用统一结构标识、统一功能配置、统一接线方式的原则, 安装、维护简单方便, 配置灵活、扩展性强。主要包括安装在开关房、综合房、公变、柱上开关、环网柜等地点进行数据采集和控制的配电终端设备。配电终端包括：馈线终端设备（FTU）、配变终端设备（TTU）、开闭所终端设备（DTU）。
2.3 通信系统
配网通信系统设计以现有昆明城域网多业务平台为基础, 采用以光纤以太网为主体, 结合电力载波通信试点应用和安全防护框架下的GPRS接入方案, 具有可靠性高、安全性好、稳定性强、实时性强等特点。
3 系统的主要功能
昆明供电局配网自动化系统主要由九个功能模块组成：配电网调度自动化系统、变电所及配电所自动化、馈线自动化（FA）、自动制图（AM）/设备管理（FM）/地理信息系统（GIS）、配电工作管理系统、用电管理自动化、配电网能耗管理系统、配电网分析软件系统（DPAS）、与其它系统的接口[2]。
3.1 配电网调度自动化系统
配电网调度自动化系统由配电网数据采集与监控系统（SCADA）、配电网电压管理系统、配电网故障诊断和断电管理系统、操作票专家系统（ES）四部分组成。其中配电网SCADA系统包括数据采集、四遥（遥信、遥测、遥控、遥调）、状态监视、报警、事件顺序记录、统计计算、制表打印等功能,还支持无人值班变电站的接口等。
3.2 变电所、配电所自动化
变电所自动化功能：实施数据采集、监视和控制,与控制中心和调度自动化系统（SCADA）通信。配电所自动化：该功能由安装在配电所的RTU对配电所实现数据采集、监视控制,与控制中心和配电调度自动化系统（SCADA）通信。
3.3 馈线自动化（FA）
正常状态下,可实现对各运行电量参数（包括馈线上设备的各种电量）的远方测量、监视和设备状态的远方控制。当馈线发生相间短路故障或单相接地故障时,自动判断馈线故障段,自动隔离故障段,并恢复非故障段的供电。
3.4 自动制图（AM）/设备管理（FM）/地理信息系统（GIS）
该功能统称图资系统。图资系统应用的目的是形成以地理背景为依托的分布概念,以及电网资料分层管理的基础数据库。可实现向管理系统提供各类地理位置；向用电管理营业系统提供多种信息,自动生成各种供电方案；为配电系统自动化提供静态背景画面,接受配电系统的实时信息,提供動态配电线路图层,提供实时可操作画面,显示故障信息。
3.5 配电工作管理系统
配电工作管理系统通过网络分析,对配网提出最佳停电方案,并对配电网进行运行管理和设备检修管理。同时可以对配电进行工程设计,接受完成用户申请报装接电的设计任务,以及施工管理,根据设计和工作任务单,制订施工计划并实施施工管理。
3.6用电管理自动化
用电管理自动化系统通过储存用户的户名、地址、电话、受电线路、设备装接容量、用电性质类别等的信息,与其他系统共享,并能自动识别用户来电地址。来实现客户信息系统的最优化管理。计量、计费系统功能可以实现自动抄表、自动生成账单、与银行系统联网等。
3.7 配电网分析软件系统（DPAS）
配电网分析软件系统包括网络接线分析,配电网潮流分析,短路电流计算,负荷模型的建立与校核,配电网状态估计,配电网负荷预测,安全分析,网络结构优化和重构,配电网电压调整及无功优化。
4 新技术应用及系统实施情况
昆明供电局配电网自动化系统利用现代电子技术、通信技术、计算机和网络技术,将配电网在线数据和离线数据、配电网数据和用户数据、电网结构和地理图形进行信息集成,构成完整的自动化系统,实现配电系统正常运行及事故情况下的监测、保护、控制、用电和配电管理的有效结合。
一期首先从昆明市五华区作为配电网自动化试点区域,截止目前为止已对9个110kV变电站五华分局所属的104条10kV线路、18座配电站进行配网自动化建设。设计监控点位总计676个,其中330个DTU监控点位（配电站23个、户外开关站260个、箱式变电站47个）,346个FTU监控点位（柱上断路器211台、负荷开关135台）,整体更换户外开关站16台。现已完成619个监控点位的安装工作,其中DTU监控点位323个（三遥点309个、两遥点14个）。完成FTU监控点位296个（三遥点25个、两遥点271个）。
配网自动化通信系统光纤通道监控点：设计333个监控点配电终端至配电主站通信通道的组织,实际完成325个点位的安装,8个点位因实际情况不满足配电终端设备安装条件取消安装。2013年10月15日统计,配网自动化通信系统光纤通道共325条,正常运行308条,中断17条。通道正常运行率为94.8%。其中：二期及三期后,配电网自动化将覆盖昆明市五华、西山、盘龙、官渡、呈贡新区、空港经济区以及东川主城区等6个主要区域,实现昆明配电网自动化大发展,大跨越。
5 结束语
昆明供电局配网自动化应用方案, 在完全分布式的主站系统建设、城域网多业务数据平台和功能实现要求方面均达到了国内领先水平, 对昆明供电局的配网自动化建设有很好的指导意义, 为昆明供电局配网自动化试点工作提供了强有力的支撑。在昆明供电局配网自动化系统建设之前,国内尚未有过大规模的配网自动化系统建设,昆明供电局在建设过程中积累的经验,对国内其他供电局建设配网自动化系统具有一定的借鉴作用。
参考文献:
[1]昆明供电局配网自动化试点应用方案[M].昆明供电局, 2012.
[2]昆明供电局配网自动化现场运行规程[M].昆明供电局, 2012.