电力自动化管理系统技术探索

花捷军

（无锡供电公司江阴检修分公司，江苏省 江阴市 214400）

电力自动化管理系统首先要有一个计算机平台。该计算机平台在操作系统、数据库、人机界面、通信规约上遵守现行的工业标准，应是一个开放系统，是一个可以不断集成和扩展的灵活的计算机系统。在这一点上，与调度自动化EMS系统的计算机平台是一样的。不同的是，它面对的是信息量特别大，而通信又较为薄弱的配电网。

1 电力自动化管理系统的特点

1.1 电力自动化管理系统的终端设备多，数据库庞大，管理复杂。DMS的监控对象为电源进线及变电站、10kV开闭所、小区变电站、配电变电站、分段开关、补偿电容器、用户电能表和重要负荷等，因此站点非常多，通常要有成百上千甚至上万个。数量繁多的终端设备不但给系统组织带来较大的困难，而且在控制中心的计算机网络上，处理这么大量的信息并进行设备管理，比输电网更繁琐。特别是在图形工作站上，若要较清晰地展现配电网的运行方式，困难将更大。

1.2 电力自动化管理系统的大量终端设备不在变电站内，要求设备可靠性更高。输电网自动化系统的终端设备一般可以安放在被测控的变电站内，行业标准中对这类设备按户内设备对待，只要求其在10℃-55℃环境温度下工作即可。而配电网自动化系统中的大量终端设备不能安置在室内，如测控馈线分段开关的馈线RTU，就必须安放在户外。其工作环境恶劣，通常要求在-25.75℃、湿度高达95℃的环境下工作，所以设备的关键部分就必须采用工业级的芯片，还要考虑防雨、散热、防雷等因素，这类设备不仅制造难度大，而且造价也较户内设备高。此外，因配电网的运行方式需要经常调整，对电力自动化管理系统的终端设备进行远方控制的频繁程度比输电网的高得多，这就更要求电力自动化管理系统的终端设备具有较高的可靠性。

1.3 电力自动化管理系统的通信方式多样复杂。承担传送数据和通话任务的配电网通信系统，由于包含有各种类型侧控装置，因而常常具有多种通信方式。配电网终端设备的数量非常多又比较分散，也大大增加了配电自动化通信系统的复杂性。但其通信速率，由于配电网不必考虑系统的稳定性问题而不如输电系统要求得那么高。

2 电力自动化管理系统的功能

2.1 配电网的SCADA功能

配电网的SCADA系统是通过监测装置来收集配电网的实时数据，进行数据处理以及对配电网进行监视和控制。监测装置除了变电站内的RTU和监测配电变压器运行状态的TTU之外，还包括沿馈线分布的FTU(馈线终端装置)，用以实现馈线自动化的远动功能。配电网SCADA系统主要功能包括数据采集、四遥、状态监视、报普、事件顺序记录、统计计算、制表打印等功能。

由于配电SCADA系统的监控对象既包含大的开闭所和小区变电站，又包括数金极多但单位容量很小的户外分段开关，因此常将分散的户外分段开关监控集结在若干点(称做区域站或集控站)以后再上传至控制中心。若分散的点太多，还可以做多次集结。当配电网设备比较密集时，可按距离远近划分小区，将区域站设置在距小区中所有测控对象均比较近的位置，通信通道适合采用电缆或光纤。而当配电网比较狭长时，可将区域站设置在为该配电网供电的110kV变电站内，此时最好采用配电载波通信方式传输信息。

2.2 配电变电站自动化

配电变电站自动化SA有以下基本功能:对配电所实施数据采集、监视和控制，与控制中心和调度自动化系统(SCADA)通信。

2.3 馈线自动化

馈线自动化FA是指配电线路的自动化，在正常状态下，实时监视馈线分段开关与联络开关的状态和馈线电流、电压情况，实现线路开关的远方或就地合闸和分闸操作。在故降时获得故障记录，并能自动判别和隔离馈线故障区段，迅速对非故障区域恢复供电.

2.4 用户自动化

用户自动化主要包括负荷管理和用电管理。负荷管理是根据需要来控制用户负荷，并能帮助控制中心操作员制定负荷控制策略和计划。用电管理主要包括自动计量计费系统等。

2.5 配电网高级应用软件

高级应用软件(PAS)主要是指配电网络分析计算软件，包括负荷预测、网络拓扑分析、状态估计、潮流计算、线损计算分析、电压/无功优化等。高级应用软件是有力的调度工具，通过高级应用软件，可以更好地掌握当前运行状态。配电自动化中的这些软件与调度自动化的相类似，但配电网中不涉及系统稳定和调频之类的问题。当前电力自动化管理系统的高级应用件可以分成三个层次开发:①基本应用软件，即网络分析软件；②派生类软件，如变电站负荷分配、馈线负荷分配等；③专门应用软件，如小区负荷预报、投诉电话处理，变压器设备管理等。

3 电力自动化管理系统技术的发展

3.1 变电站自动化的新进展

变电站自动化是将变电站的二次设备利用计算机技术和现代通信技术，经过功能组合和优化设计，对变电站实施自动监视、测量、控制和协调的一种综合性的自动化系统。变电站自动化系统可以收集较为齐全的数据和信息，利用计算机的高速计算能力和判断功能，方便监视和控制变电站内各种设备的运行和操作。目前，我国的变电站自动化技术已经很成熟，并广泛地应用于高、中、低压变电站中，这大大提高了变电站的运行效率及可靠性。但与国外先进的变电站自动化系统相比，仍存在许多需要改进的地方。如国外无论是分层分布式的变电站自动化系统还是常规的RTU方式，均能可靠地实现变电站的无人值班监控，这对国内进行新、老变电站自动化系统的建设和改造很有启发。

3.2 电网调度自动化的新进展

电网调度自动化是现代电力系统自动化的主要组成部分和核心内容，它是信息技术、计算机技术及自动控制技术在电力系统中的应用。经过近20年的发展，电网调度自动化系统在电力系统的安全经济运行中已经起着不可或缺的作用。电网调度自动化技术随着信息技术、计算机技术及自动控制技术的发展而日新月异，系统升级换代很快，当前电网调度自动化系统的发展面临着一些挑战。网络安全对于以实时运行为首要任务的电网调度自动化系统尤为重要，但随着互联网技术的发展和广泛使用，网络攻击和病毒侵害不断发生，对电网调度自动化系统的安全运行构成了威胁。一方面，从网络安全的角度出发，需要将调度自动化系统隔离运行；另一方面，随着自动化系统的规模日益扩大、应用复杂度的日益提高，各个控制中心之间以及各个自动化子系统之间的交互大大增强，需要进行信息的一体化整合与集成。因此，需要对调度自动化系统的安全集成技术进一步研究，使得系统的开放性、稳定性、可靠性、实用性，特别是安全性更强。

结语

电力自动化管理系统可以是集中式的，即由一个配电管理自动化主站，实现对整个配电网的数据采集，并和馈线自动化、变电站自动化、用户管理等集成为一个系统；电力自动化管理系统也可以是分层、分布式结构的，如在变电站中设立二级主站，整个电力自动化管理系统由一个一级主站及若干个子系统(如负荷管理等子系统)集成。这样的信息收集和处理也是分层和分布的，适合采用计算机网络技术实现。

【1】张丽英.电网调度系统安全性评价（网、省调部分）[M].中国电力出版社，2003.

【2】韩富春.电力系统自动化技术[M].中国水利水电出版社，2003.

【3】陈化钢.城乡电网改造实用技术问答[M].中国水利水电出版社，1999.