配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程,它大致可分為三個(gè)子系統(tǒng):配網(wǎng)自動(dòng)化主站系統(tǒng);配網(wǎng)自動(dòng)化子站系統(tǒng);配網(wǎng)自動(dòng)化終端。
一、配網(wǎng)自動(dòng)化主站系統(tǒng)
主站系統(tǒng)由三個(gè)子系統(tǒng)組成:配電scada主站系統(tǒng);配電故障診斷恢復(fù)和配網(wǎng)應(yīng)用軟件子系統(tǒng)das;配電am/fm/gis應(yīng)用子系統(tǒng)dms構(gòu)成
1.配電scada主站系統(tǒng)由前置機(jī)服務(wù)器(rtu服務(wù)器)、scada服務(wù)器、調(diào)度員工作站(mmi)、報(bào)表工作站、da服務(wù)器、gis服務(wù)器等組成。前置機(jī)服務(wù)器:它包括若干臺(tái)前置機(jī)服務(wù)器。其中一臺(tái)為主前置機(jī)服務(wù)器,當(dāng)服務(wù)器出現(xiàn)故障時(shí),從前置機(jī)服務(wù)器中的一臺(tái)自動(dòng)成為主前置機(jī)服務(wù)器,以保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行,這是由nap來完成的。主前置機(jī)服務(wù)器通過dater接收子站通過交換機(jī)發(fā)送來的數(shù)據(jù),由vcterm經(jīng)過規(guī)約解釋存入當(dāng)?shù)貎?nèi)存,形成生數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)共享內(nèi)存。主前置機(jī)服務(wù)器通過rawd向若干從前置機(jī)服務(wù)器發(fā)送生數(shù)據(jù),各從前置機(jī)服務(wù)器通過datsrv接收主前置機(jī)服務(wù)器發(fā)送來的生數(shù)據(jù)形成自己的生數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)共享內(nèi)存。
scada服務(wù)器:它包括若干臺(tái)scada服務(wù)器。其中一臺(tái)為主scada服務(wù)器,當(dāng)服務(wù)器出現(xiàn)故障時(shí),從scada服務(wù)器中的一臺(tái)自動(dòng)成為主scada服務(wù)器,以保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行,這是由nsp來完成的。主scada服務(wù)器通過datsrv接收主前置機(jī)服務(wù)器發(fā)送來的生數(shù)據(jù),經(jīng)過處理形成熟數(shù)據(jù)。將形成的熟數(shù)據(jù)存入內(nèi)存,形成實(shí)時(shí)庫。同時(shí)將形成的熟數(shù)據(jù)存入硬盤,形成歷史庫,歷史庫全系統(tǒng)唯一只有一個(gè)。需要?dú)v史數(shù)據(jù)時(shí),從歷史庫取數(shù)據(jù)。取數(shù)據(jù)的方式有:polling方式;stream方式;sql方式。整個(gè)主站系統(tǒng)為一個(gè)局域網(wǎng),通過交換機(jī)或hub連接在一起。
2.為保證配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)投運(yùn)后,能夠完全滿足本系統(tǒng)的技術(shù)要求,必須對(duì)本系統(tǒng)起至關(guān)重要作用的配電故障診斷和恢復(fù)功能(即da功能)進(jìn)行聯(lián)調(diào)測(cè)試。在進(jìn)行da聯(lián)調(diào)測(cè)試前,必須保證以下條件完整無誤:
(1)主站置庫完畢并經(jīng)反復(fù)檢查無誤;
(2)主站、子站和ftu之間的通訊正常;
(3)對(duì)要進(jìn)行da測(cè)試的ftu進(jìn)行遙測(cè)、遙控、遙信調(diào)試,并保證其功能正常;
(4)恢復(fù)無故障區(qū)段的供電時(shí),必然涉及到變電站出口斷路器,因此要對(duì)變電站的出口斷路器進(jìn)行遙控測(cè)試。另外,在da測(cè)試中采用繼電保護(hù)測(cè)試儀模擬故障引起開關(guān)跳閘的方式啟動(dòng)配電自動(dòng)化系統(tǒng)的da功能,完成一次設(shè)備的實(shí)際動(dòng)作。實(shí)現(xiàn)故障的自動(dòng)隔離、非故障區(qū)段的恢復(fù)可以采取多種方法,取決于自動(dòng)化裝置的技術(shù)特點(diǎn)和整體方案。一般有就地控制和主站遠(yuǎn)方控制兩種方式。就地控制以饋線終端單元(ftu)之間的配合為主,不需要通信通道,通過對(duì)線路過流或過壓的檢測(cè),以及對(duì)開關(guān)分合閘的邏輯控制實(shí)現(xiàn)故障區(qū)段的隔離和非故障區(qū)段的供電恢復(fù);主站遠(yuǎn)方控制方式需要有可靠的通信通道,通過主站軟件對(duì)ftu上傳信息的分析判斷,制定合理的隔離策略和網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)策略,遠(yuǎn)方控制配電開關(guān)實(shí)現(xiàn)故障區(qū)段的隔離和非故障區(qū)段的供電恢復(fù)。
3.配電管理系統(tǒng)dms。
(1)從輸電系統(tǒng)自動(dòng)化的發(fā)展來看,中國目前已普及了以scada功能為主的地調(diào)自動(dòng)化系統(tǒng),但作為更高層次的能量管理系統(tǒng)(ems)卻尚未全面達(dá)到,盡管如此,輸電系統(tǒng)scada已經(jīng)發(fā)揮了巨大的作用。由于配電系統(tǒng)較輸電網(wǎng)更復(fù)雜、更分散,實(shí)現(xiàn)綜合管理系統(tǒng)水平的配電管理系統(tǒng)(dms)的難度也就更大。因此,應(yīng)當(dāng)學(xué)習(xí)輸電系統(tǒng)自動(dòng)化發(fā)展經(jīng)經(jīng)驗(yàn),在使用中不斷提高系統(tǒng)自動(dòng)化水平。
(2)df9100配電主站系統(tǒng)中的am/fm/gis是配電管理系統(tǒng)的重要功能之一。它是將地理學(xué)空間數(shù)據(jù)處理、計(jì)算機(jī)技術(shù)與電力系統(tǒng)相結(jié)合,為獲取、存儲(chǔ)、檢索、分析和顯示電力設(shè)備的空間定位資料和屬性資料而建立的計(jì)算機(jī)化的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。其中am為自動(dòng)繪圖,fm為設(shè)備管理,gis是地理信息系統(tǒng),am/fm/gis是配電管理系統(tǒng)dms的基本平臺(tái)。利用am/fm/gis集成dms系統(tǒng),建立統(tǒng)一的dms數(shù)據(jù)庫,為各子系統(tǒng)提供共享資料,從而減少資料的冗余度,保證資料的一致性,提供良好的全圖形化的人機(jī)界面。地理信息系統(tǒng)gis的引入為電力系統(tǒng)應(yīng)用提供了全新的表達(dá)形式,更具有現(xiàn)實(shí)性,更直觀易用,并對(duì)現(xiàn)有應(yīng)用進(jìn)一步擴(kuò)展,使其具備空間管理、運(yùn)用能力,實(shí)現(xiàn)更高一級(jí)的管理。
(3)配電地理信息系統(tǒng)gis與配電scada系統(tǒng)互聯(lián),使實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)在地理信息圖上顯示并為gis的空間分析子過程提供數(shù)據(jù),該局配網(wǎng)gis與scada實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)同步。配網(wǎng)gis系統(tǒng)本身就支持scada實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的顯示,但由于gis系統(tǒng)運(yùn)行在該局辦公自動(dòng)化10網(wǎng)段上,而scad系統(tǒng)運(yùn)行在191網(wǎng)段上,目前為了實(shí)現(xiàn)gis系統(tǒng)的實(shí)時(shí)顯示,利用websrv(雙網(wǎng)卡設(shè)置191和10段ip)機(jī)器作為cada實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器,10段的gissrv(10網(wǎng)段的scada服務(wù)器)作為scada實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)接受服務(wù)器,利用轉(zhuǎn)發(fā)程序?qū)崿F(xiàn)兩個(gè)不同網(wǎng)段的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)同步。
二、配網(wǎng)自動(dòng)化子站系統(tǒng)
因?yàn)榕渚W(wǎng)監(jiān)控設(shè)備點(diǎn)多面廣,配電scada系統(tǒng)的系統(tǒng)測(cè)控對(duì)象既包含較大容量的開閉所、環(huán)網(wǎng)柜,又包含數(shù)量較多、分布較廣的柱上開關(guān),不可能把所有的站端監(jiān)控設(shè)備直接連接到配電主站,因此必須增設(shè)中間一級(jí),稱為配電子站(sub-station),由其管理其附近的柱上開關(guān)、開閉所、配電站端監(jiān)控設(shè)備,完成“數(shù)據(jù)采集器”、饋線監(jiān)控、當(dāng)?shù)乇O(jiān)控及饋線重合閘的功能;并將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送配電主站通信處理器,這樣既能節(jié)約主干通道又使得配電自動(dòng)化主站scada網(wǎng)絡(luò)可以繼承輸電網(wǎng)自動(dòng)化的成熟成果。
三、配網(wǎng)自動(dòng)化終端
城市配網(wǎng)自動(dòng)化終端負(fù)責(zé)對(duì)城域所轄的柱上開關(guān)、開閉所、環(huán)網(wǎng)柜、配電變壓器等進(jìn)行監(jiān)控,既要實(shí)現(xiàn)ftu、ttu等的三遙功能,又要實(shí)現(xiàn)對(duì)故障的識(shí)別和控制功能,從而配合配網(wǎng)自動(dòng)化主站及子站實(shí)現(xiàn)城區(qū)配網(wǎng)運(yùn)行中的工況檢測(cè)、網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)、優(yōu)化運(yùn)行以及網(wǎng)故障時(shí)的故障隔離和非故障區(qū)域的恢復(fù)供電。
為本系統(tǒng)配套的wpzd-110型ftu,其容量為9路遙測(cè)量,8路遙信量,4路遙控量,具有與上級(jí)站通訊的rs-232接口,也有與下級(jí)站通訊的rs-485接口。其主要功能有:數(shù)據(jù)采集和處理,遠(yuǎn)方控制與當(dāng)?shù)乜刂?,故障識(shí)別、故障隔離和負(fù)荷轉(zhuǎn)移,接受遠(yuǎn)方指令及轉(zhuǎn)發(fā)采集的數(shù)據(jù)信息,具備相適應(yīng)的通信功能等。該市城局配電網(wǎng)采用環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu),電源取自饋線的不同母線,按閉環(huán)方式運(yùn)行。配電網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成有電纜和架空線路兩種方式。其中架空線路雙電源手拉手供電是以往最基本的形式。線路主干線分段的數(shù)量取決于對(duì)供電可靠性要求的選擇。理論上講,分段越多,故障停電的范圍越小,但同時(shí)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的方案也越復(fù)雜。那么要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)對(duì)各段的故障能夠自動(dòng)準(zhǔn)確識(shí)別并切除,且最大限度縮短非故障區(qū)域的停電時(shí)間的愿望,也就更有難度。