配电自动化系统的通信系统与配电主站建设

作者：福建省莆田电业局 李 勃
    配电自动化系统的建设包括5个环节：配电网架的架设、配电设备的选择、配电线路自动化的实施、通信系统建设和配电主站建设。笔者在此仅就通信系统建设与配电主站建设谈点个人见解。

    1  通信系统建设

    通信系统是主站系统与配电网终端设备联系的纽带，因此必须有稳定可靠的通信系统，才能实现配电自动化的功能。其通信方式有光纤通信、电力线载波、有线电缆、无线扩频及借助公众通信网等多种。
    1.1  配电自动化通信的特点。①终端节点数多；②通信节点分布极其分散；③通信距离长；④单个节点的通信数据量小，馈线自动化FTU监控对象是大量的线路开关，通信数据量较小。
    1.2  配电自动化对通信系统的要求。①应满足数据传输需要；②速率应满足事故处理对通信的要求；③每一级通信网络应尽可能选用单一信道通信；④信道维护量小、扩容方便、可靠、造价低；⑤尽可能利用已有的通信和信道资源。
    1.3  通信方式的选择。由于配电自动化通信的特点以及配电自动化对通信系统的要求，因此应因地制宜，根据当地环境和经济条件确定合理的通信系统，同时要考虑调度自动化通信系统的建设，本着可靠性高，投资少，充分利用现有电力线资源的原则。
    主干网络。主干网络是指从配电主站到配电子站（当设立二级主站时，也包括从配电主站到二级主站）的通信网络,从配电主站到配电子站的通信可根据需要采用光纤局域网或光纤Modem方式，光缆采用电力专用光缆ADSS。
    通信子网。通信子网是指配电自动化FTU及TTU与配电子站之间的通信网络,主要考虑以下3种：①光纤Modem方式；②电力线载波通信方式；③双绞线方式。

    2  配电主站建设

    配电主站是整个配电自动化系统的监控管理中心，应具备以下几项功能。
    2.1  配电网络数据采集与控制（SCADA）系统。配电网络数据采集与控制系统是整个系统中最基本也是最重要的部分,是调度员了解配电系统运行状态并进行监控的主要手段,它完成以下功能：①数据采集；②数据处理；③控制；④事件顺序记录（SOE）；⑤报警处理；⑥时钟同步；⑦通道监视与统计；⑧网络拓扑和动态着色；⑨实时数据库；{10}人机交互。
    2.2  配电线路自动化（FA）功能。提供主站控制方式下的馈线自动化功能，用于完成线路故障的快速定位、隔离和非故障区段的供电恢复，要求适用于各种复杂的网络。
    2.3  高级应用功能。①电能量管理；②配电网拓扑分析；③配电电能量预测；④配电网潮流分析与计算；⑤短路电流分析；⑥电压控制和无功优化；⑦可靠性管理；⑧线损管理分析；⑨配电网运行经济分析。
    2.4  地理信息系统。配电地理信息系统（GIS）是建设配电管理系统（DMS）的基础，配电管理应通过GIS软件技术对电力系统基础数据进行计算机管理，把DMS中实时控制和离线应用有机结合，形成一个具有空间概念（地理环境信息）和基础信息（电网信息及用户信息）的分层管理基础数据库，既能方便地进行查询和管理,又为电力系统运行管理提供一个有效的、具有地理信息的网络模型，并为DMS提供基础数据库平台，支持系统许多应用软件的开发和其他功能的实现。能够在地形图的基础上管理配电网资料和非图形参数，真实反映电网线路的实际走向、各种电力设备的地理位置，所属电力用户的供电方式等各种信息。
    2.5  配电网应用分析（PAS）功能。对配电网络数据采集与控制系统采集的运行数据进行分析计算，为调度员提供辅助决策，包括网络拓扑、状态估计、潮流计算、网络重构、无功优化、仿真培训等。
    2.6  与其他应用系统的接口。根据生产和管理的要求，配电主站系统需要与其他应用系统交换数据，给供电企业内部其他部门提供配电网信息，通常配电自动化系统外部接口软件有：①调度自动化系统；②负荷管理系统；③远程抄表系统；④GIS管理系统；⑤营销管理系统；⑥客户呼叫中心；⑦局用MIS系统等。
    2.7  Web发布软件。配电自动化的主站软件应具有Web发布功能,一是实现浏览功能,用户通过浏览器就可以对配电网运行情况进行了解和分析，还可以实现远程自动化办公；二是实现基于Web的远程自动化管理,能通过网页进行远程监控,实现具有工作站应用软件通用的功能。涉及的技术有基于Web环境下可交互图形界面的开发，用户认证、网络数据安全等。
    配电主站的建设应遵循“统筹规划，分步实施”的原则，在规划时要考虑系统的安全可靠、实用和易于扩展。配电主站管理的对象是配电线路中的设备，而调度管理的是变电所内的设备，两者结构类似，因此从投资和系统投入运行后维护管理的方便性考虑，对于县级电网宜考虑配、调一体化的主站设计方案。

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