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[摘 要]随着经济的发展，人们对于配电网自动化的要求越来越高，电力系统现代化发展中，配电网自动化是必然的趋势。然而，虽然国内在这一领域有较大的投入，但收效甚微。因此，文章从配电网自动化及管理系统出发，通过配电网管理系统应用当中出现的问题，总结了配电网管理系统的设计与实现方法，希望为相关人员提供参考。
[关键词]配电网；自动化；管理系统；设计
中图分类号：TU057 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）14-0347-01
引言
配电网自动化和管理系统是配电网改造的一个重要組成部分，其实施可以提高供电可靠性、改善电能质量、提高配电系统的运行经济性以及用技术手段来改善用户服务。但是，结合当前我国电网改造及电力建设实际情况，其在配电网自动化及管理系统设计应用方面虽然取得了一定的进展，仍存在有不少较为突出的问题。
1 配电网自动化及管理系统介绍
1.1 配电网管理系统结构功能
一般情况下，配电网管理系统主要包括生产管理以及用电管理、配电网运行以及调度管理、Web查询等结构部分，其中，配电网运行监控与数据采集以及自动化故障处理等，是整个配电网管理系统的主要功能，也是其管理实现的基本功能。在配电网管理系统的监控与数据采集结构部分，主要由RTU服务器以及监控与数据采集服务器、调度工作站、报表工作站、自动化服务器、GIS服务器等结构设备组成，以实现配电网变配电至用电过程的自动化监测、控制及管理等，从而确保电网安全稳定以及可靠运行。
1.2 配电网自动化
配电网自动化在于为用户提供稳定、可靠的供电，减少停电时间和范围，提高配电网的经济性、管理水平和工作效率，进而改善服务水平。依据Q/GDW11184–2014的相关规定，配电网自动化具有几个基本组成部分，包括主站、子站、配电终端和通信网络。其适用范围以10kV及以下中、低压电网为主。
2 配电网自动化及管理系统存在问题分析
2.1 GIS技术难以有效应用
地理信息系统（GIS）的应用为配电网的运行管理提供一个具有地理信息的网络模型，可以对配电网设备的资产、规划、设计、施工、检修等进行有效的管理。国内在GIS应用方面进行了较大的努力，但在功能定位方面却是发展很不平衡，从配电网一体化管理的角度看，实用的案例不多，主要集中在图纸资料管理方面。由于GIS与SCADA系统信息交流不畅，目前还不能充分体现其在电力系统生产和管理中的重要地位。
2.2 信息交流不畅
DMS系统涵盖了供给侧与需求侧的所有信息，这些信息就目前的实际来看，基本由不同部门的子系统保存。比如说用电侧的实时信息由数据采集与监控系统收集并储存，设备信息由GIS系统收集并储存，用户信息则由CIS（客户信息系统）收集储存，而这三个子系统又分属于不同的部门，这在客观上形成了信息孤岛，这也是顶层系统不完善的必然结果。就目前来看，配网自动化的主站系统有着较高的技术壁垒，国网系的主站供应商（开发商）占据着比较明显的垄断优势，但事实上供应商较少是一个不争的事实，这就导致了实现各种功能的子站产品陆续推出，却没有一家的产品能够集成GIS、SCADA、CIS、MIS（信息管理系统），其根源在于缺乏统一的标准，各家的产品兼容性不足，无法顺利实现信息的交互共享。
2.3 管理功能存在不足
管理功能上的问题不足，主要表现为配电网管理系统中GIS系统以及数据监测及采集系统在配电网运行管理中的覆盖面十分有限。此外，配电网管理系统中信息化问题及不足主要表现为，配电网自动化中，包括对配电网生产、运行以及服务等全部过程的自动化实现，在该自动化过程中所涉及的数据信息，都需要通过在不同部门以及结构监测、采集后的综合处理与应用实现，但是在实际管理中，当前配电网管理系统还不能够实现以上信息化功能与要求。
3 新一代配电网自动化及管理系统设计与实现
系统基于公用GIS平台的图形和数据建立了完整的配电网络拓扑模型，并依据配电网特点提供了独具特色的大小图（大图指配电网联络关系图，小图指配电网单线图）和红黑图（黑图指现实运行模型，红图指未来待投运模型）机制。大小图功能通过配电网模型实时分析计算，实现了整个配电网联络关系图与10kV线路单线图之间的实时拓扑关系和操作的互对应，使得配调管理人员既可以从全网宏观角度也可以从单一馈线的微观角度来管理整个配电网络，在为调度员提供准确的配电网资料的同时，大大减轻了维护人员工作量。
系统实现了符合二次系统安全防护要求的基于IEC61970规范扩展模型的与公用GIS平台间的流程化标准接口，突破了配电网应用的瓶颈。该接口提供基于电气连接规则的校验机制，可根据实际情况自动建立配电网实际模型和未来方式模型，并形成网络拓扑，同时，能够将配电网有关运行状态信息及时反馈给GIS。
4 新一代配电网自动化及管理系统的关键技术
4.1 配电网调度作业管理子系统
配电网调度作业管理子系统在分析了配电网调度作业内容以及国内供电企业管理体制的基础上，总结出业务环节流程化、业务内容面向网络分析而不是简单的文字描述，使其有别于通常的MIS。例如在实施保电计划管理中，不是仅仅实现简单的生成、修改、显示、提醒等功能，而是真正面向网络，当出现有可能违反保电计划的操作时，系统将自动进行闭锁和告警。
4.2 无缝集成DMS与GIS
供电公司配电网GIS与SCADA实时数据同步，这种配电网GIS本身可支持SCADA的实时数据显示。但是配电网GIS在该公司自动化办公网段上运行，而SCADA在另一网段上运行，要实现在GIS系统上显示SCADA的数据，可利用WebSRV也就是双网卡设置两个网段的IP地址。用这种设备当作SCADA拘束的转发服务器，利用GISSRV作为接受服务器，通过转发程序实现两个网段的实时数据同步。
4.3 分布式实时数据库
SCADA主站集成RTU服务器、SCADA服务、MMI、DA服务器、报表工作站、GIS服务器等。可以说SCADA是一个数据收集处理中心，而DMS系统对于数据的实时性要求较高，专业化程度高，DRTIDBS（分布式实时数据库）可满足DMS的实时性要求。同时DMS系统还需要储存一些历史数据，那么可以采用商业数据库对这些历史数据进行保存。通过在网络管理子系统与各应用子系统之间建立RTDB，并由分布式实时数据管理系统形成DMS的一个数据处理子系统，这就是顶层设计当中的数据中心。
4.4 Web子系统
Web子系统是新一代DMS系统的标志，因此需要实现具备强大Web浏览功能的浏览器，用户可使用该Web浏览器，实现本地或异地的数据修改与查阅，可查阅内容包括遥测值、计算值、计划值、变损、线损、日志、不平衡率、表计参数等，显示方式包括表格或曲线以不同的颜色区分不同的状态。Web服务以组件技术形式建立EIB组件模型，包括数据修改、数据查询、数据库连接等组件，这种方式能使配电管理系统具备较好的兼容性。
结束语
总而言之，对于配电网自动化来说，DMS系统是不可或缺的组成部分，可使电网实现真正意义上的可靠运行。进行新一代配电网自动化及管理系统的设计与实现研究分析，能够很好的解决传统配电网自动化及管理系统问题，促进配电网运行管理安全稳定性以及电网电能质量提升。
参考文献
[1] 侯新叶，刘艳，花新乐，曹新宇，池丽钧.基于信息交互总线的配电网自动化管理系统[J].电力信息化，2012，10（08）：17-20.
[2] 都成刚，黄静.电力自动化配电网管理系统的应用实践[J].电子技术与软件工程，2017，（12）：143.
[关键词]配电网；自动化；管理系统；设计
中图分类号：TU057 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）14-0347-01
引言
配电网自动化和管理系统是配电网改造的一个重要組成部分，其实施可以提高供电可靠性、改善电能质量、提高配电系统的运行经济性以及用技术手段来改善用户服务。但是，结合当前我国电网改造及电力建设实际情况，其在配电网自动化及管理系统设计应用方面虽然取得了一定的进展，仍存在有不少较为突出的问题。
1 配电网自动化及管理系统介绍
1.1 配电网管理系统结构功能
一般情况下，配电网管理系统主要包括生产管理以及用电管理、配电网运行以及调度管理、Web查询等结构部分，其中，配电网运行监控与数据采集以及自动化故障处理等，是整个配电网管理系统的主要功能，也是其管理实现的基本功能。在配电网管理系统的监控与数据采集结构部分，主要由RTU服务器以及监控与数据采集服务器、调度工作站、报表工作站、自动化服务器、GIS服务器等结构设备组成，以实现配电网变配电至用电过程的自动化监测、控制及管理等，从而确保电网安全稳定以及可靠运行。
1.2 配电网自动化
配电网自动化在于为用户提供稳定、可靠的供电，减少停电时间和范围，提高配电网的经济性、管理水平和工作效率，进而改善服务水平。依据Q/GDW11184–2014的相关规定，配电网自动化具有几个基本组成部分，包括主站、子站、配电终端和通信网络。其适用范围以10kV及以下中、低压电网为主。
2 配电网自动化及管理系统存在问题分析
2.1 GIS技术难以有效应用
地理信息系统（GIS）的应用为配电网的运行管理提供一个具有地理信息的网络模型，可以对配电网设备的资产、规划、设计、施工、检修等进行有效的管理。国内在GIS应用方面进行了较大的努力，但在功能定位方面却是发展很不平衡，从配电网一体化管理的角度看，实用的案例不多，主要集中在图纸资料管理方面。由于GIS与SCADA系统信息交流不畅，目前还不能充分体现其在电力系统生产和管理中的重要地位。
2.2 信息交流不畅
DMS系统涵盖了供给侧与需求侧的所有信息，这些信息就目前的实际来看，基本由不同部门的子系统保存。比如说用电侧的实时信息由数据采集与监控系统收集并储存，设备信息由GIS系统收集并储存，用户信息则由CIS（客户信息系统）收集储存，而这三个子系统又分属于不同的部门，这在客观上形成了信息孤岛，这也是顶层系统不完善的必然结果。就目前来看，配网自动化的主站系统有着较高的技术壁垒，国网系的主站供应商（开发商）占据着比较明显的垄断优势，但事实上供应商较少是一个不争的事实，这就导致了实现各种功能的子站产品陆续推出，却没有一家的产品能够集成GIS、SCADA、CIS、MIS（信息管理系统），其根源在于缺乏统一的标准，各家的产品兼容性不足，无法顺利实现信息的交互共享。
2.3 管理功能存在不足
管理功能上的问题不足，主要表现为配电网管理系统中GIS系统以及数据监测及采集系统在配电网运行管理中的覆盖面十分有限。此外，配电网管理系统中信息化问题及不足主要表现为，配电网自动化中，包括对配电网生产、运行以及服务等全部过程的自动化实现，在该自动化过程中所涉及的数据信息，都需要通过在不同部门以及结构监测、采集后的综合处理与应用实现，但是在实际管理中，当前配电网管理系统还不能够实现以上信息化功能与要求。
3 新一代配电网自动化及管理系统设计与实现
系统基于公用GIS平台的图形和数据建立了完整的配电网络拓扑模型，并依据配电网特点提供了独具特色的大小图（大图指配电网联络关系图，小图指配电网单线图）和红黑图（黑图指现实运行模型，红图指未来待投运模型）机制。大小图功能通过配电网模型实时分析计算，实现了整个配电网联络关系图与10kV线路单线图之间的实时拓扑关系和操作的互对应，使得配调管理人员既可以从全网宏观角度也可以从单一馈线的微观角度来管理整个配电网络，在为调度员提供准确的配电网资料的同时，大大减轻了维护人员工作量。
系统实现了符合二次系统安全防护要求的基于IEC61970规范扩展模型的与公用GIS平台间的流程化标准接口，突破了配电网应用的瓶颈。该接口提供基于电气连接规则的校验机制，可根据实际情况自动建立配电网实际模型和未来方式模型，并形成网络拓扑，同时，能够将配电网有关运行状态信息及时反馈给GIS。
4 新一代配电网自动化及管理系统的关键技术
4.1 配电网调度作业管理子系统
配电网调度作业管理子系统在分析了配电网调度作业内容以及国内供电企业管理体制的基础上，总结出业务环节流程化、业务内容面向网络分析而不是简单的文字描述，使其有别于通常的MIS。例如在实施保电计划管理中，不是仅仅实现简单的生成、修改、显示、提醒等功能，而是真正面向网络，当出现有可能违反保电计划的操作时，系统将自动进行闭锁和告警。
4.2 无缝集成DMS与GIS
供电公司配电网GIS与SCADA实时数据同步，这种配电网GIS本身可支持SCADA的实时数据显示。但是配电网GIS在该公司自动化办公网段上运行，而SCADA在另一网段上运行，要实现在GIS系统上显示SCADA的数据，可利用WebSRV也就是双网卡设置两个网段的IP地址。用这种设备当作SCADA拘束的转发服务器，利用GISSRV作为接受服务器，通过转发程序实现两个网段的实时数据同步。
4.3 分布式实时数据库
SCADA主站集成RTU服务器、SCADA服务、MMI、DA服务器、报表工作站、GIS服务器等。可以说SCADA是一个数据收集处理中心，而DMS系统对于数据的实时性要求较高，专业化程度高，DRTIDBS（分布式实时数据库）可满足DMS的实时性要求。同时DMS系统还需要储存一些历史数据，那么可以采用商业数据库对这些历史数据进行保存。通过在网络管理子系统与各应用子系统之间建立RTDB，并由分布式实时数据管理系统形成DMS的一个数据处理子系统，这就是顶层设计当中的数据中心。
4.4 Web子系统
Web子系统是新一代DMS系统的标志，因此需要实现具备强大Web浏览功能的浏览器，用户可使用该Web浏览器，实现本地或异地的数据修改与查阅，可查阅内容包括遥测值、计算值、计划值、变损、线损、日志、不平衡率、表计参数等，显示方式包括表格或曲线以不同的颜色区分不同的状态。Web服务以组件技术形式建立EIB组件模型，包括数据修改、数据查询、数据库连接等组件，这种方式能使配电管理系统具备较好的兼容性。
结束语
总而言之，对于配电网自动化来说，DMS系统是不可或缺的组成部分，可使电网实现真正意义上的可靠运行。进行新一代配电网自动化及管理系统的设计与实现研究分析，能够很好的解决传统配电网自动化及管理系统问题，促进配电网运行管理安全稳定性以及电网电能质量提升。
参考文献
[1] 侯新叶，刘艳，花新乐，曹新宇，池丽钧.基于信息交互总线的配电网自动化管理系统[J].电力信息化，2012，10（08）：17-20.
[2] 都成刚，黄静.电力自动化配电网管理系统的应用实践[J].电子技术与软件工程，2017，（12）：143.