配電自動化主站系統(tǒng)的設計

2015年本科畢業(yè)設計（論文）PAGEIV摘要配電自動化是電力系統(tǒng)現(xiàn)代化的必然趨勢，實現(xiàn)配電自動化可以提高供電可靠性，擴大供電能力，提高配電網的運行管理水平，從而對配電網高效經濟運行起到積極作用。配電自動化主站系統(tǒng)是配電自動化系統(tǒng)的核心，監(jiān)視配網的實時運行狀況，管理整個配網的運行設備。有的地方在早期實施配網自動化的過程中，由于對主站系統(tǒng)功能的定位不明確，導致在運行時系統(tǒng)功能不能滿足要求和許多功能用不上的問題。根據配電網設備建設和運行的特點，并結合國外配網的結構特點，對配電自動化主站的建設和系統(tǒng)功能的選擇提出設計方案，對主站系統(tǒng)軟硬件功能的層次化進行了研究和探討。通過統(tǒng)一應用標準，解決了主站功能認識不統(tǒng)一，應用程度不同的問題。主要介紹了配電自動化主站系統(tǒng)的SCADA功能、支撐平臺功能、饋線自動化功能（FA）、高級應用軟件功能(DPAS)、WEB發(fā)布功能。同時對主站系統(tǒng)的軟硬件配置進行了一定的研究和篩選。關鍵詞：配電網絡；配網自動化系統(tǒng)；主站系統(tǒng)ABSTRACTDistributionautomationistheinevitabletrendofmodernpowersystem,powerdistributionautomationcanimprovepowersupplyreliability,enlargethepowersupplycapacity,improvethelevelofoperationandmanagementofthedistributionnetwork,whichwillexertpositiveeffectsonpowerefficientandeconomicoperation.Distributionautomationmasterstationsystemisthecoreofthedistributionautomationsystem,monitoringofthedistributionnetworkreal-timerunningstatusoftheoperationoftheequipmentmanagementoftheentiredistributionnetwork.Insomeplacesintheearlyimplementationoftheprocessofdistributionnetworkautomation,duetotheunclearpositioningforthemainsystemfunction,resultingintheruntimesystemcannotmeettherequirements,andmanyfunctionswithnoproblems.Accordingtothecharacteristicsofthedistributionnetworkequipmentconstructionandoperation,andcombiningwiththecharacteristicsofoverseasdistributionnetworkstructureandthedistributiKeywords:distributionnetwork;distributionautomationsystem;themasterstationsystem目錄摘要 IABSTRACT II第1章緒論 11.1配電自動化的概念 11.1.1配電自動化主站系統(tǒng)概述 11.2配電自動化的發(fā)展現(xiàn)狀 11.2.1國外配電自動化發(fā)展現(xiàn)狀 11.2.2國內配電自動化發(fā)展現(xiàn)狀 11.3配電自動化的發(fā)展方向和趨勢 11.3.1配電自動化系統(tǒng)的發(fā)展 11.3.2配電自動化的發(fā)展趨勢 1第2章主站系統(tǒng)建設 52.1主站系統(tǒng)建設原則 12.2主站系統(tǒng)需要完成的功能 12.3配電自動化主站整體結構設計 1第3章主站系統(tǒng)軟硬件配置 53.1主站系統(tǒng)硬件配置 13.1.1主站系統(tǒng)硬件結構 13.1.2主站系統(tǒng)硬件配置原則 13.2主站系統(tǒng)軟件配置 13.2.1主站系統(tǒng)軟件結構 13.2.2主站系統(tǒng)軟件配置原則 13.2.3主站系統(tǒng)軟件基本功能配置 1第4章主站系統(tǒng)功能設計 54.1SCADA功能 14.1.1數據采集 14.1.2數據處理 14.1.3數據計算和統(tǒng)計 14.1.4人工數據輸入 14.1.5遙控和遙調 14.1.6統(tǒng)計分析功能 14.1.7系統(tǒng)監(jiān)視與切換 14.1.8打印輸出及報表功能 14.1.9時鐘同步 14.1.10計算機網絡互連與遠程通信 14.2饋線自動化（FA） 14.2.1故障定位 14.2.2故障區(qū)域隔離 14.2.3非故障區(qū)回復供電 14.3WEB發(fā)布功能 14.4高級應用軟件功能 14.4.1配電網絡拓撲分析 14.4.2負荷預測 14.4.3狀態(tài)估計 14.4.4潮流計算 14.4.5網損計算 14.4.6短路電流計算 14.4.7負荷轉供 14.4.8網絡重構 14.4.9配網經濟運行 14.5GIS功能 14.5.1實時GIS平臺功能 14.5.2實時GIS平臺的維護功能 14.5.3基于GIS平臺的生產管理功能 1結論 6參考文獻 7致謝 8附錄1主站系統(tǒng)硬件配置 9附錄2主站系統(tǒng)軟件配置 82015年本科畢業(yè)設計（論文）PAGE22第1章緒論1.1配電自動化的概念配電自動化是集計算機技術、數據通信技術、數據庫技術、自動控制技術以及相關電力系統(tǒng)技術于一身的信息管理系統(tǒng)，是一個能對配電網進行實時監(jiān)控的集成系統(tǒng),是電力系統(tǒng)自動化的重要組成部分。通過配電自動化系統(tǒng),可以更全面的掌握配電網的運行情況,如開關狀態(tài)、接線方式、負荷電流等，能夠快速切斷故障恢復供電，提高供電服務質量，縮短故障搶修時間，減少工作量。配電自動化的目的是提高供電可靠性，提高供電服務質量，提高企業(yè)經濟效益并提高配電網絡的管理水平。配電自動化的首要目的是提高供電可靠性，通過實時監(jiān)視，及時發(fā)現(xiàn)并處理隱患，避免事故的發(fā)生；通過提高電網檢修和事故搶修工作效率,減少故障停電時間,一旦發(fā)生了故障,就自動隔離故障并減少故障停電范圍，恢復非故障區(qū)域供電；其次是提高配網的管理水平,提高工作效率；此外,提高供電質量、提高配電網運行的經濟性也是配電自動化的重要目標。1.1.1配電自動化主站系統(tǒng)的概述配電自動化主站系統(tǒng)是配電自動化系統(tǒng)的核心，監(jiān)視整個配網的實時運行狀況,管理著整個配網的運行設備。該系統(tǒng)所有功能配置均從配電系統(tǒng)的應用出發(fā),除具備常規(guī)的配電網SCADA子系統(tǒng)外，還包含了配電自動化地理信息系統(tǒng)(AM/FM/GIS)、智能化的故障處理和負荷轉移決策系統(tǒng)、應用于配電網運行分析的配電管理系統(tǒng)等內容。主站系統(tǒng)與其他信息系統(tǒng)連接時，應保證主站系統(tǒng)本身的安全，使其不受外界干擾；要采取必要的隔離措施，防止外部非法用戶訪問；主站系統(tǒng)必須有軟硬件結合的權限管理和相關的規(guī)章制度，以防止內部員工的錯誤干擾。1.2配電自動化的發(fā)展現(xiàn)狀隨著國民經濟飛速發(fā)展和深入改革開放,短時停電和電壓波動都會給社會、企業(yè)及居民帶來巨大的損失。電力行業(yè)作為國家的支柱行業(yè),目前機遇與挑戰(zhàn)并存。電力用戶對電能質量和供電可靠性的要求也越來越高,傳統(tǒng)的人工手動管理方法早己無法適應當前的管理需要。因此,為實現(xiàn)配電自動化電網改造融入配電網中,以提高配電網的管理水平,加強信息反饋,提髙科學性和準確性,提高企業(yè)綜合能力,適應市場經濟要求和電力生產特點。所謂“電力信息化”是指信息技術在電力工業(yè)中的應用,使電力工業(yè)在信息技術的驅使下由傳統(tǒng)工業(yè)向高度集約化,高度知識化,髙度技術化工業(yè)轉化的過程。1.2.1國外配電自動化的發(fā)展現(xiàn)狀在一些發(fā)達國家中，配電自動化系統(tǒng)早已受到廣泛重視，已形成了集變電所自動化、饋線分段開關測控、電容器組調劑控制、用戶負荷控制和遠程抄表等系統(tǒng)于一體的配電網管理系統(tǒng)，有140多種功能。1.2.2國內配電自動化的發(fā)展現(xiàn)狀20世紀90年代以來，國內電力系統(tǒng)35kV變電所已逐步實現(xiàn)了四遙功能，但規(guī)模覆蓋變電所自動化、饋線的故障定位，并隔離和自動恢復供電、變電配電、無功優(yōu)化、電壓、配電投資系統(tǒng)、負荷控制、遠程自動讀表、最低網損和用電管理系統(tǒng)的配電網綜合管理系統(tǒng)，則是近年來才發(fā)展起步的。1.3配電自動化的發(fā)展和趨勢配電自動化今后的發(fā)展方向大致有以下幾點：1.注重投入產出，不盲目追求設備豪華和先進，注重可靠性，采取統(tǒng)一規(guī)劃、分步實施原則，不同的地區(qū)采用不同的模式。2.在提高配電自動化在發(fā)生故障時的反應速度、隔離故障的準確性的基礎上，充分發(fā)展現(xiàn)有配電自動化系統(tǒng)的功能。例如在配電網正常運行時，通過網絡優(yōu)化和負荷轉移來降低線損、提高供電能力、延長設備投資和電網改造的周期，使配電自動化系統(tǒng)的經濟效益有根本性的提高，大約幾年后就能收回投資并產生可觀的經濟回報，并在提高供電質量、改善用戶的服務質量、降低電能損耗等方面做出巨大的貢獻。3.向開放式、一體化和集成化的綜合自動化方向發(fā)展。目前已經有相當的規(guī)模，并且在提高配電網運行的可靠性和效率，提高供電質量，降低勞動強度，充分發(fā)揮現(xiàn)有設備的能力，縮短停電時間和減少停電面積等方面，實現(xiàn)了可觀的經濟回報和社會效益。4.通信方式多樣化。配電網通信有無線、光纖、專用電纜、載波等多種通行方式，但在主通信線路上更傾向于使用光纖，IOKV配電線載波通信以及擴頻無線通信在配電網中的應用受到用戶的廣泛關注。5.GIS由單一的靜態(tài)系統(tǒng)逐步轉向動態(tài)的實時GIS設備管理系統(tǒng)，將SCADA和地理信息有機地結合起來，使得設備、線路、地理信息結合成一個統(tǒng)一的整體，對實現(xiàn)整體的配電自動化管理意義重大，是未來發(fā)展的趨勢。6.功能需求實用化，DMS與其他系統(tǒng)有機集成構造供電企業(yè)信息一體化。7.國外目前正致力于配電自動化的專家系統(tǒng)和配電網仿真培訓系統(tǒng)等的研究。通過負荷分配的優(yōu)化來減少網損，對變壓器負荷進行管理，以最大限度地利用變壓器容量同時降低系統(tǒng)有功損耗，按即時電價對用戶負荷進行管理等。目前，實現(xiàn)配電自動化所需要的技術已經成熟，電力公司所要做的工作是具體分析本公司配電網所需要的功能，以確定合適的實現(xiàn)方案。每個電力公司的配網都有其獨特性，比如地理環(huán)境、范圍、規(guī)模、管理模式、用戶性質等，這往往決定了該公司的配電自動化系統(tǒng)的最佳模式。可以預見,符合我國國情、具有我國配電網特色的配電自動化系統(tǒng)將逐漸形成和發(fā)展壯大。第2章主站系統(tǒng)建設2.1主站系統(tǒng)建設原則1.可靠性原則。主站系統(tǒng)是配電網自動化系統(tǒng)的核心，其目的是支持配電網自動化系統(tǒng)安全、經濟地運行?？煽啃栽瓌t也是配電網主站系統(tǒng)建設的首要原則，其設計主要體現(xiàn)在以下三個方面：1)主站系統(tǒng)所使用的服務器應具有較高的性能，應高出網絡工作站的性能指標。目前的配電網自動化系統(tǒng)主站建設中，使用雙服務器是主流方向；2)為了保證網絡通信的順暢，主站系統(tǒng)一般使用雙網絡體系結構；3)主要的網絡工作站應使用雙機配置以及雙機雙工的運行模式。2.高性價比原則。隨著計算機技術的快速發(fā)展，一些以PC為基礎的計算機的某些性能比小型計算機還高。而且，在不同操作系統(tǒng)上的應用開發(fā)成本差距也比較大。因此，綜合考慮各方面的因素能使主站系統(tǒng)設計具有高性價比。3.必須遵循工業(yè)設計標準和國際標準。目前大多數品牌在網絡設備制造上都符合工業(yè)設計標準和國際標準。但仍值得設計人員注意的是，在選擇操作系統(tǒng)時，UNIX和LIMUX都支持由IEEE對操作系統(tǒng)限制的POSIX接口標準，但還是存在較大差異。4.高安全性原則。高安全性主要表現(xiàn)在：①在設計主站系統(tǒng)的網絡工作站時，應設計層級密碼。在完成調度遙控功能的實施和數據庫的配置時，應設計二級或二級以上的密碼確認和警告提示。②除了主站網絡內的計算機，其他計算機進行訪問時，都必須開啟防火墻。在與系統(tǒng)以外的網絡進行互聯(lián)時必須采取物理隔離的措施。5.開放性和可擴展性原則。主站系統(tǒng)需要與其他系統(tǒng)進行實時信息的交換，所以要求主站系統(tǒng)要有開放性。隨著配電自動化的發(fā)展，主站系統(tǒng)的計算機網絡設備也會隨著增加，這就要求主站系統(tǒng)要有可擴展性。2.2主站系統(tǒng)需要完成的功能配電主站系統(tǒng)是配電網自動化系統(tǒng)的核心，直接監(jiān)視、控制和管理著整個配電網，所以主站系統(tǒng)應具備以下功能：1.數據采集與控制。主站會接收到來自通信系統(tǒng)和終端設備關于配電網的實時狀態(tài)信息，包括運行數據、開關狀態(tài)和保護動作信息等，從而進行對配電網絡的遠程監(jiān)控。2.饋線自動化功能。當線路出現(xiàn)故障時，可快速定位并隔離故障，同時恢復非故障區(qū)的供電。這就要求饋線自動化功能在各種網絡中都能適用。3.管理配電地理信息。要分層次地對所有配電網絡和配電設備進行管理。4.分析配電網應用。分析計算系統(tǒng)采集的實時運行數據，向調度員提供較優(yōu)的決策，包括：仿真培訓、網絡拓撲、潮流計算、無功優(yōu)化和狀態(tài)評估等。5.與其他應用系統(tǒng)信息交互。為滿足生產和管理的需求，為供電企業(yè)內部提供其他部門的配電網信息，配電主站系統(tǒng)就必須與其他系統(tǒng)實現(xiàn)數據的交換。配電網主站的建設在規(guī)劃時要對系統(tǒng)的實用性、安全可靠性和易擴展性進行充分的考慮，總之，應符合統(tǒng)籌規(guī)劃分布實施的要求。2.3配電自動化主站整體結構設計本著主站建設的原則,配網自動化主站選用以下配置方案。在主站系統(tǒng)的服務器選擇上,本著可靠性的原則,采用高性能的專用服務器,并采用一主一備雙服務器。同時在服務器的選擇上應高于各個網絡工作站的性能指標。在計算機硬件領域,存在著基于CISC技術的INTEL系列計算機和基于RISC技術的非INTEL系列計算機如ALPHA,SUN等,這兩種系列,機器的硬件水平和運行速度相當；INTEL系統(tǒng)的計算機也早己超越微機的范圍,現(xiàn)在越來越多的廠家推出基于州TEL奔騰芯片的服務器及圖形工作站。在系統(tǒng)的主服務器側,采用基于INTEL奔騰芯片的服務器。為滿足配電自動化系統(tǒng)的高可靠性要求,在主站系統(tǒng)的網絡結構上,采用雙網絡體系結構確保網絡通信暢通。系統(tǒng)的主處理服務器和其它有特殊要求的關鍵設備,如通訊服務器、智能通道接口裝置等,均設計為雙倍冗余結構,運行模式為雙機雙工,互為備用,在故障情況下可以自動切換。相應的系統(tǒng)的軟件功能模塊也采用雙機(可多機)熱備運行,確保系統(tǒng)的運行率。第3章主站系統(tǒng)軟硬件配置3.1主站系統(tǒng)硬件配置3.1.1主站系統(tǒng)硬件結構本配電自動化系統(tǒng)采用分層分布式體系結構。主站系統(tǒng)采用多個交換機形成多層交換式快速以太網，DMS的各種功能分布于各層的節(jié)點上。這樣可以根據需要靈活組網和增加功能和節(jié)點。其硬件接線如圖3-1所示:圖3-1配電自動化主站硬件系統(tǒng)結構硬件設備主要包括服務器、工作站、網絡設備和采集設備。根據不同的功能,服務器可分為專網前置服務器、公網前置服務器、數據庫服務器、應用服務器,專網前置服務器既可采集專用通道又可接收網絡通道；公網前置服務器用于采集接收公網通道；數據庫服務器用于電網模型等靜態(tài)數據的管理；應用服務器可根據需要分別配置DSCADA、DPAS等服務器。工作站是使用、維護配網自動化系統(tǒng)的窗口,可根據運行需要配置,如調度員工作站、報表工作站、GIS工作站、維護工作站等。服務器和工作站的功能可任意合并和組合,具體配置方案與系統(tǒng)規(guī)模、性能約束和功能要求有關。網絡部分除了DMS主局域網外還包括數據釆集網和WEB服務器網等；各局域網之間通過防火墻或物理隔離裝置進行安全隔離。所有設備根據安全防護要求分布在不同的安全區(qū)中。3.1.2主站系統(tǒng)硬件配置原則系統(tǒng)硬件總體設計遵循以下幾條原則：1)選用起點高、信譽好的計算機廠家生產的系列產品，能支持異構網絡的互聯(lián)，支持雙網或多網運行，支持標準商用數據庫。2)選用成熟的、高質量的、先進可靠的、具有較好可維護性的設備，具有使用壽命長、易于擴充升級等特點，關鍵設備釆用冗余配置。3)硬件設備的配置容量要能滿足整個系統(tǒng)的功能要求和性能指標要求，并留有適當的裕度，各服務器和工作站留有40%的系統(tǒng)資源。4)系統(tǒng)硬件結構:系統(tǒng)由計算機網絡和數據采集、實時監(jiān)視與控制、歷史數據存儲、網絡通信(數據轉發(fā))、配網應用軟件、配網調度員培訓仿真子系統(tǒng)等主要節(jié)點構成，相應的工作站有配調工作站、開發(fā)維護工作站、報表工作站、配網模擬仿真工作站及二次系統(tǒng)調度運行工作站等。全面地實現(xiàn)配網自動化系統(tǒng)所要求的各項功能和要求，科學合理地配置系統(tǒng)結構，并充分考慮到將來配電自動化系統(tǒng)擴展的需要。3.2主站系統(tǒng)軟件配置3.2.1主站系統(tǒng)軟件結構配電自動化系統(tǒng)是建立在計算機、網絡、通信基礎上的復雜的軟件工程,層次化的系統(tǒng)設計是保證其整體性能的基礎。本套配電自動化系統(tǒng)是以高性能的支撐系統(tǒng)為基礎形成的分布式處理系統(tǒng)。支撐系統(tǒng)環(huán)境包括:面向對象的實時數據庫及其管理系統(tǒng)、歷史數據庫及其管理系統(tǒng)、GIS庫及其它DMS應用庫、網絡任務管理系統(tǒng)、面向對象的MMI框架系統(tǒng)、地理信息支撐平臺AM/FM系統(tǒng)。3.2.2主站系統(tǒng)軟件配置原則系統(tǒng)軟件配置必需遵循以下基本原則:軟件支持平臺(包括系統(tǒng)軟件和應用支持軟件)的配置必需滿足實時應用的及時性和高可靠性要求；應用支持軟件和應用軟件必須釆用開放式/分布式體系和面向對象技術，滿足可維護性要求，符合國際工業(yè)標準；應用程序必須達到各功能模塊和系統(tǒng)的性能指標要求。3.2.3主站系統(tǒng)軟件基本功能配置本套配電自動化系統(tǒng)是以一套完善的和開放的支撐系統(tǒng)為基礎形成的分布式處理系統(tǒng)。支撐系統(tǒng)環(huán)境包括:面向對象的實時數據庫及其管理系統(tǒng)、歷史數據庫及其管理系統(tǒng)、GIS庫及其他DMS應用庫、網絡管理系統(tǒng)、AM/FM系統(tǒng)等?；竟δ芘渲?l)實時數據庫系統(tǒng)；2)歷史數據庫系統(tǒng)；3)AM/FM/GIS系統(tǒng)；4)基于地理信息的SCADA系統(tǒng)；5)報表處理系統(tǒng)；6)故障處理第4章主站系統(tǒng)功能設計4.1SCADA功能4.1.1數據采集SCADA系統(tǒng)實時采集各廠站RTU遙測、遙信、電度數字量等數據，同時向各廠站RTU發(fā)送各種數據信息及控制命令。數據來源:a.遠方終端設備采集的數據b.GIS子系統(tǒng)傳來的圖形信息c.地調SCADA系統(tǒng)、MIS和負管系統(tǒng)轉發(fā)的數據d.人工輸入數據e.GPS系統(tǒng)時鐘同步信號f.其它遠方計算機通信的數據數據類型:a.模擬量b.狀態(tài)量c.脈沖量d.遠方終端的復位信號e.其他非遠動類數據4.1.2數據處理數據存儲和處理具備模擬量處理、狀態(tài)量處理、非實測數據處理、點多源處理、數據質量碼、平衡率計算、計算及統(tǒng)計等功能。1)存儲和處理配電網的實時狀態(tài)數據,如三相電壓、三相電流、有功、無功、功率因數、零序電流、開關狀態(tài)等,在實時數據庫中動態(tài)刷新,并經過處理后按變化存儲原則自動存儲入動態(tài)信息數據庫。2)動態(tài)信息數據庫釆用變化存儲原則保存全部遙測量的歷史數據、遙信量狀態(tài)和動作次數、事件和操作記錄、配電網設備的運行時間和運行率統(tǒng)計、事故追憶數據等,要求具備高度的可靠性。3)數據有效性檢查：可根據每個數據設置的合法范圍,提供對突變數據的報警功能。4)計算功能：針對實時數據和非實時數據提供面向配網應用的計算處理,提供自定義公式界面、手動和自動計算功能。5)統(tǒng)計功能：系統(tǒng)可對模擬量、狀態(tài)量、電度量以及各種配電網設備的數據進行多種統(tǒng)計處理。主要有電壓合格率統(tǒng)計；對模擬量的各種越限時間統(tǒng)計;可對模擬量統(tǒng)計其全天、全月及全年的最大值、最小值及發(fā)生時何；各種斷路器、隔離開關、刀閘等設備的動作統(tǒng)計;事故跳間統(tǒng)計。6)具有人工設置數據(遙測、遙信等)功能。7)支持多數據源處理,包括支持站多源技術和支持點多源技術。4.1.3數據計算和統(tǒng)計SCADA系統(tǒng)平臺的計算機和統(tǒng)計功能應包括以下功能：1）支持腳本計算，計算可進行加、減、乘、除、三角、對數等算術運算,同時也可以進行邏輯和條件判斷運算。2）無論在何種情況下，所作的計算不會導致系統(tǒng)崩潰。3）用戶可以靈活定義計算機啟動方式和計算周期。4）常用的計算庫。提供常用的標準的計算公式，包括：a.電壓合格率的計算；b.平均值計算和幾何平均值的計算；c.負荷率計算；d.總加計算；e.負荷超欠值計算。5）統(tǒng)計計算。能對電壓、頻率等用戶指定的量進行越限時間、合格率統(tǒng)計，以及進行日、月、季等時間段的統(tǒng)計。4.1.4人工數據輸入l)人工數據輸入在下列情況下禁止:a.圖形編輯時,對象已被指定不能輸入的b.對象不屬于當前控制臺的權限c.對象已經被其它控制臺選擇作為人工數據輸入或監(jiān)控對象2)可以人工輸入的數據包括狀態(tài)量、時標數據和測量值,計算量。3)所有人工輸入數據進行有效性檢查。4.1.5遙控和遙調l)遙控和遙調功能包括:a.對斷路器、負荷開關、環(huán)網開關、電動隔離開關等設備進行操作b.調節(jié)變壓器分接頭2)系統(tǒng)能提供控制操作安全檢查,包括:a.操作控制權限的檢查b.開關設備控制閉鎖的檢查c.禁止控制或不允許操作的檢查d.正被其它調度員操作的監(jiān)視及檢查3)遙控/遙調功能可以由事先定義的順序執(zhí)行或者由調度員逐步執(zhí)行。一方工作站的遠控操作申請的確認窗口在另一方的屏幕上自動彈出。并將遠控申請操作和確認操作事項記錄數據庫,以便誤操作時進行責任查找。4)只有授權的調度員可以發(fā)送控制命令。5)在進行選點校驗操作時,當遇到以下情況之一時,選點將自動撤消:a.選點后30~90s(可調)內未有相應操作。b.選點被調度員清除。c.要控制的設備貼有“禁止操作”標簽,或合閘操作遇到“保持分閘”標簽。d.選點后的無意義操作e.選擇的控制元件不止一個。f.校驗結果不正確。6)在控制操作執(zhí)行的過程中,系統(tǒng)監(jiān)視電網的變化。7)在控制命令執(zhí)行后,畫而上顯示控制操作后的狀態(tài),并清除這次選點。8)控制操作及其結果記錄到事件表中。9)當一個控制臺正在進行某個設備的控制操作時,其它控制臺對該設備的控制操作被禁止。10)控制命令的時間響應:在無異常通信延時或無積壓數據傳送的前提下:a.執(zhí)行命令在3s內送到相應的終端。b.在CRT上顯示返回執(zhí)行的時間不超過5s(從按下執(zhí)行命令按鍵到CRT結果顯示總共不超過8s)4.1.6統(tǒng)計分析功能系統(tǒng)擁有豐富的統(tǒng)計功能，包括配電終端在線率統(tǒng)計、配電線路負載率統(tǒng)計(具備篩選功能)、配變負載率統(tǒng)計(具備篩選功能)等，可統(tǒng)計高負載率的線路和配變信息，豐富配電網的管理手段，提高配電網工作效率。4.1.7系統(tǒng)監(jiān)視與切換1)監(jiān)視主站系統(tǒng)中計算機資源的運行情況：a.冗余節(jié)點故障的監(jiān)視及切換b.網絡數據傳輸及流量的監(jiān)視c.系統(tǒng)任務/進程的監(jiān)視d.系統(tǒng)各設備運行工況及系統(tǒng)配置的監(jiān)視2)維護數據的一致性及完整性：a.在正常運行期間,在線數據庫和備用數據庫同時周期性更新,系統(tǒng)可以動態(tài)決定一個數據庫為在線數據庫或備用數據庫。b.當數據庫的數據變化時,保持在線數據和歷史數據的一致性。3)故障切換a.當監(jiān)測到在線系統(tǒng)發(fā)生故障,影響系統(tǒng)功能運行時,自動驅動切換程序,冗余設備立即自動頂替在線設備工作,或自動將工作任務移交到其它正常工作的設備上。b.切換可以由授權用戶發(fā)令人工實現(xiàn)c.在切換時,實時數據不丟失,主備之間的切換不影響其它子系統(tǒng)和數據傳送的正常操作。d.任一故障切換都產生一個告警，指出故障原因、故障單元及其承擔的任務。4.1.8打印輸出及報表功能系統(tǒng)應提供一套功能強大而使用方便的報表子系統(tǒng)，同時應具備以下功能：1）能制作各種報表功能；2）可以根據需要定義報表數據以及對報表格式和數據的修改；3）提供網絡打?。?）能夠在PC機上通過網絡訪問系統(tǒng)的數據庫主站系統(tǒng)應具備各種信息打印功能,包括事件打印、定時打印、召喚打印和各種實時和歷史報表、批量打印報表、各類電網圖形及統(tǒng)計信息打印等功能。4.1.9時鐘同步主站系統(tǒng)應接入標準天文時鐘，同時對時時間人工可調，能夠在線對設備時間進行監(jiān)測。（1）系統(tǒng)各節(jié)點之間的時鐘誤差不大于±1ms；（2）系統(tǒng)能夠接受GPS的標準時間；（3）系統(tǒng)時間可以人工設置；（4）分布式系統(tǒng)中每個工作站的時間一致。4.1.10計算機網絡互連與遠程通信l)通過通信工作站與地調EMS/SCADA系統(tǒng)相連；2)通過交換機與局MIS系統(tǒng)實現(xiàn)通信、向負荷管理系統(tǒng)轉發(fā)信息。4.2饋線自動化（FA）主站系統(tǒng)饋線自動化功能根據釆集到的配電終端故障信息,監(jiān)視配電線路的運行狀況,及時發(fā)現(xiàn)線路故障,迅速診斷出故障區(qū)間并隔離故障區(qū)間,快速恢復對非故障區(qū)間的供電。4.2.1故障定位主站根據配電終端傳送的故障信息，結合變電站、開閉所等的繼電保護信號、開關跳閘等故障信息，啟動故障處理程序，確定故障類型和快速自動定位故障區(qū)段，并在調度員工作站顯示器上自動調出該信息點的接線圖，通過網絡動態(tài)拓撲著色的方式明確地表示出故障區(qū)段,以醒目方式顯示故障發(fā)生點及相關信息(如特殊的顏色或閃爍)。根據需要,主站可提供事故隔離和恢復供電的一個或兩個以上的操作預案,輔助調度員進行遙控操作，達到快速隔離故障和恢復供電的目的。4.2.2故障區(qū)域隔離主站進行故障定位并根據故障定位結果確定隔離方案,故障隔離方案可以自動或經調度員確認后進行。4.2.3非故障區(qū)域恢復供電非故障區(qū)域恢復供電由主站進行,可選擇自動方式進行和人機交互方式進行,通過與EMS系統(tǒng)的互操作實現(xiàn)非故障區(qū)域恢復供電。執(zhí)行過程中允許一步執(zhí)行,也可在連續(xù)執(zhí)行時人工暫停執(zhí)行。在故障處理過程中,完成常規(guī)的遙控執(zhí)行之后查詢該開關的狀態(tài),以判斷該開關是否正確執(zhí)行,若該開關沒有動作則停止自動執(zhí)行,并提示系統(tǒng)運行人員,以示警告。可自動設計非故障區(qū)段的恢復供電方案,并能避免恢復過程導致其他線路的過負荷,并恢復操作的快速性、安全性和方便性,并為故障清除后恢復原有供電方式提供支持。4.3WEB發(fā)布功能配電自動化系統(tǒng)WEB發(fā)布的主要功能包括:1)配電自動化系統(tǒng)中數據(如報表和圖形等)以安全的方式進行網上發(fā)布。擁有權限的相關運行人員通過瀏覽器瀏覽配電網的實際運行狀態(tài)。2)在WEB服務器提供各種報表,供相關人員進行瀏覽。3)在WEB服務器進行嚴格的權限限制,限制不同人員的瀏覽范圍,從而保證數據的安全性。4.4高級應用軟件功能隨著配電SCADA系統(tǒng)的成功應用,供電企業(yè)不再滿足數據的采集和控制，要求對基礎數據進行分析，為配電運行方式等提供決策參考；再者輸電高級應用軟件(PAS)的大量應用為配電高級應用軟件(DPAS)的發(fā)展提供成功經驗。4.4.1配電網絡拓撲分析配電網絡拓撲分析是配網所有分析應用的基礎。配電網絡拓撲分析用于構建動態(tài)的配電網絡模型,模型體現(xiàn)了設備之間的連接關系、連通關系、配電網絡的實時狀態(tài)。根據模型,可進行帶電區(qū)域劃分進行動態(tài)著色,分析確定配電區(qū)域的供電源點和各點供電路徑。模型結構隨著配電接線圖的設備變更而變化,狀態(tài)隨著配電實時信息的刷新而相應變動。具體要求包括：1)適用于任何形式的配電網絡接線方式；2)電氣島分析,分析電網設備的帶電狀態(tài),按設備的拓撲連接關系和帶電狀態(tài)劃分電氣島；3)支持人工設置的運行狀態(tài)；4)支持設備掛牌、投退役、饋線拆搭、臨時跳接等操作對網絡拓撲的影響；5)支持實時態(tài)、研究態(tài)、未來態(tài)網絡模型的拓撲分析；6)計算網絡模型的生成，可依據配電網絡拓撲結構生成數值計算需要的計算網絡模型，為狀態(tài)估計、潮流計算、解合環(huán)分析提供計算基礎；7)拓撲分析支持配網的各種著色功能：包括全局著色、線路著色、電源點追蹤著色、供電范圍著色、負荷轉供著色。4.4.2負荷預測配電網負荷預測主要針對6-20kV母線、區(qū)域配電網進行負荷預測，在對系統(tǒng)歷史負荷數據、氣象因素、節(jié)假日，以及特殊事件等信息分析的基礎上，挖掘配網負荷變化規(guī)律，建立預測模型，選擇適合策略預測未來系統(tǒng)負荷變化。具體要求包括:1)對不同線路進行負荷特性分析；2)最優(yōu)預測策略分析，根據對系統(tǒng)負荷與相關因素關系的定量分析，智能化方法與傳統(tǒng)方法相結合，根據負荷規(guī)律的特點，自動形成最優(yōu)預測策略；3)支持自動啟動和人工啟動負荷預測；4)多日期類型負荷預測，針對不同的日期類型設計相應的預測模型和方法，分析各種類型的日期模型(例如工作日、周末和假日等)對負荷的影響；5)分時氣象負荷預測，支持基于分時氣象信息的負荷預測，考慮各種氣象因素對負荷的影響；6)支持多預測模式對比分析；7)支持計劃檢修、負荷轉供、限電等特殊情況對配網負荷影響的分析。4.4.3狀態(tài)估計具備估計數據和實時數據在同一圖形中的比對功能。4.4.4潮流計算配網潮流計算是電網分析應用軟件最基本的功能模塊，是電力系統(tǒng)運行分析和規(guī)劃設計最常用的工具,不僅為電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運行的潮流分布提供依據，也為其它應用軟件(如靜態(tài)安全分析SA，故障電流計算等)提供“研究方式”。功能和特點：1.具有實時刷新數據的功能,刷新時間可靈活定值；2.具有保存實時遙測、遙信數據的功能；3.具有模擬開關操作的功能；4.具有取歷史斷面、實時數據計算的功能；5.提供Newton和DistFlow兩種基本的潮流算法,也可計算環(huán)網運行的潮流分布；6.具有與站內圖形、數據及表格的熱點查詢功能；7.具有計算告警信息顯示功能(包括配變信息報警)。4.4.5網損計算配網網損計算根據電網的實際負荷及電網的正常運行方式,計算電網中各元件在一定時間內的電能損失。配網網損計算包括以下內容:1）配變損耗的統(tǒng)計:通過統(tǒng)計用戶電能表和配變檢測裝置電能測量量之間的差值來實現(xiàn)。統(tǒng)計結果用表格的形式反映出來。2）線路損耗的統(tǒng)計:通過統(tǒng)計配變檢測裝置、高壓用戶電能表和線路出線處FTU之間電能測量量的差值來實現(xiàn)。統(tǒng)計結果按不同線路,用表格的形式反映出來。3)變壓器損耗的統(tǒng)計:通過統(tǒng)計變壓器高壓側和低壓側兩端通過的電能差來實現(xiàn)?？捎帽砀穹绞絹盹@示不同變壓器的損耗狀態(tài)。4.4.6短路電流計算在SCADA配網接線圖或GIS地理接線圖中單擊選擇故障線路，進行短路故障設置,包括故障類型、故障位置、故障過渡電阻等?？梢酝瑫r設置多重短路故障，實現(xiàn)對復雜故障的分析計算。計算結果包括故障電壓、電流,線路、節(jié)點各相、各序電壓電流值。功能和特點：l)具有打印功能,包括表格與圖形的打印。2)通過點擊線路靈活設置短路點,出現(xiàn)短路信息過程,短路計算的短路形式包括:A相接地、BC相間短路、BC相間短路接地、ABC三相短路。3)具有取歷史、實時數據計算的功能。4)有與站內圖形、數據及表格的熱點查詢功能。5)具有計算結果的表格查詢功能，包括線路信息(3相電流、3相電壓、各序電壓、各序電流)。6)根據設計的要求,計算出不同的保護定值。4.4.7負荷轉供負荷轉供根據目標設備分析其影響負荷,并將受影響負荷安全轉至新電源點,提出包括轉供路徑、轉供容量在內的負荷轉供操作方案。具體要求包括：1)負荷信息統(tǒng)計：目標設備設置,包括檢修設備、越限設備或停電設備;負荷信息統(tǒng)計,分析目標設備影響到的負荷及負荷設備基本信息。2)轉供策略分析:轉供路徑搜索,釆用拓撲分析的方法,搜索得到所有合理的負荷轉供路徑;轉供容量分析,結合拓撲分析和潮流計算的結果,對轉供負荷容量以及轉供路徑的可轉供容量進行分析、轉供客戶分析，采用拓撲分析方法，對雙電源供電客戶轉供結果進行分析。3)轉供策略模擬:支持模擬條件下的方案生成及展示；模擬運行方式設置；轉供方案報告；轉供過程展示。4)轉供策略執(zhí)行:依據轉供策略分析的結果,釆用自動或人工介入的方式對負荷進行轉移,實現(xiàn)消除越陷、減少停電時間等目標,形成閉環(huán)控制。負荷轉供根據目標設備分析其影響負荷,并將受影響負荷安全轉至新電源點,提出包括轉供路徑、轉供容量在內的負荷轉供操作方案。4.4.8網絡重構配電網網絡重構的目標是在滿足安全約束的前提下,通過開關操作等方法改變配電線路的運行方式,消除支路過載和電壓越限,平衡饋線負荷,使網損最小。具體要求包括:1)結合配電網潮流計算分析結果對配電網絡進行重構,實現(xiàn)網絡優(yōu)化,提高供電能力；2)綜合分析配電網架結構和用電負荷等信息,并通過改變配網運行方式等相關措施,達到降低配網網損的目的；3)除滿足正常運行方式下的配電網絡優(yōu)化調整,也可滿足新建、改建、擴建配電網絡以及故障條件下的網絡重構；4)依據網絡重構在線分析的結果,釆用自動或人工介入的方式實現(xiàn)閉環(huán)控制,實現(xiàn)配電網的動態(tài)調控。4.4.9配網經濟運行配電網經濟優(yōu)化運行的目標是在支持分布式電源分散接入條件下,分析智能調度方法,給出分布式電壓無功資源協(xié)調控制方法,提高配電網經濟運行水平,具體要求包括:1)支持分布式電源接入條件下的經濟運行分析；2)支持負荷不確定性條件下對配電網電壓無功協(xié)調優(yōu)化控制；3)支持在實時量測信息不完備條件下的配電網電壓無功協(xié)調優(yōu)化控制；4)對配電設備利用率進行綜合分析與評價；5)支持配電網廣域備用運行控制方法,充分發(fā)揮配電設備容量潛力。4.5GIS功能GIS系統(tǒng)與其它實時系統(tǒng)(配網自動化系統(tǒng)、調度系統(tǒng))集成的一體化系統(tǒng)，可以將配電網接線圖與地理背景信息有效地結合，更直觀地在地理圖上表現(xiàn)SCADA監(jiān)控數據、設備運行信息。4.5.1實時GIS平臺功能1.實時顯示功能：面向配網管理的GIS，它的實時顯示功能充分展現(xiàn)了系統(tǒng)的實用性，它主要包括了遙測、遙信、線路帶電狀態(tài)等信息的實時顯示。2.地圖操作：地圖操作是GIS平臺功能的一個重要組成部分，起主要體現(xiàn)在：圖層控制、圖形無級縮放、地圖導航功能、圖形信息疏密效果自動校正功能、圖形分類顯影功能。3.通用工具：系統(tǒng)通用工具有標尺測量、標注、線路長度等功能。4.5.2實時GIS平臺的維護功能1.圖形數據錄入1）電力設施圖形的維護:對線路、開關、變壓器、刀閘、桿塔等電力設備系統(tǒng)提供專用工具進行增加、刪除、修改等操作,支持用戶自定義設備類型。對于以上類型的設備在圖形畫面上的錄入只需通過工具選中設備類型,通過簡單的點擊放置即可。同時還提供完整的編輯工具包括:復制、粘貼、Redo、Undo等和圖形對象的旋轉、縮放工具。2）地理背景圖圖形的維護:可以利用數字化儀、鼠標、掃描儀等錄入工具將行政區(qū)、建筑、街道等紙圖轉化為電子地圖。圖形數據錄入支持BMP、JPG、GIF、TIF等當前流行的圖像格式。并提供拼接工具對地圖進行拼接、裁減,實現(xiàn)無縫連接。2.屬性數據錄入系統(tǒng)可自動將屬性數據和圖形掛接起來,用戶可以在維護圖形的同時進行系統(tǒng)屬性數據的增加、刪除、修改等操作,也可以在已經存在的GIS圖形上進行屬性數據的錄入。3.線路維護線路的維護是系統(tǒng)中最重要的維護,除提供通用的維護手段外還提供一些特殊的維護方法。桿塔編號自動重排:線路上增加桿塔后,GIS系統(tǒng)中一般采用臨時插入編號方式,系統(tǒng)重新刷桿時,可以利用重排功能自動處理,避免手工輸入的麻煩并且可以避免手工輸入可能造成的錯誤。桿塔臺帳自動錄入:對于一條新線路,可用桿塔自動錄入為其埋桿,并按統(tǒng)一編號規(guī)則為其編號,如果線路沒有編號,提示輸入線路編號。架空線變電纜:電力系統(tǒng)改造需要將架空線變?yōu)殡娎|時,系統(tǒng)提供自動處理方案。電纜變架空線:電力系統(tǒng)改造需要將電纜變?yōu)榧芸站€時,系統(tǒng)提供自動處理方案4.5.3基于GIS平臺的生產管理功能配電系統(tǒng)的安全、可靠運行和高質量地提供電能離不開系統(tǒng)的運行、維護和工程施工工作。利用GIS平臺可以實現(xiàn)配電網規(guī)劃、檢修、用電管理等功能。1.運行管理運行管理側重與SCADA配網實時信息的結合,對配網實時運行工況進行管理。運行管理調用網絡分析功能,能根據開關、刀閘和熔絲等的狀態(tài)信息,以及配變的供電范圍,構成配電網絡拓撲結構和供電區(qū)域。2.設備維護及檢修管理(l)提供日常運行維護工作中各種文檔工作的錄入環(huán)境,同時存入數據庫進行管理。(2)能查詢各種設備的運行維護情況。(3)能按日期和類型對設備的檢修、缺陷進行統(tǒng)計和查詢。(4)設備巡視、檢修、試驗等變化情況自動存入設備管理數據庫。(5)能對設備完好率、檢修率進行統(tǒng)計。3.工作票管理配電GIS對高壓設備的檢修、試驗、清掃、檢查工作票以及高壓開關倒閘操作操作票，進行計算機管理。根據具體的任務，自動生成工作票、操作票。顯示、存儲、打印工作票、操作票、停電申請，并進行網上傳遞、簽名。4.信息發(fā)布配網自動化主站系統(tǒng)可以通過WEBGIS功能向局域網或1nternet網發(fā)布信息,在客戶端可以進行GIS的查詢、統(tǒng)計、實時瀏覽等功能。結論配電自動化是智能電網的重要組成部分,對于提高供電可靠性,擴大供電能力,提升運行管理水平,實現(xiàn)配電網高效經濟運行將起到積極作用。配電自動化主站系統(tǒng)是配電自動化系統(tǒng)的核心，監(jiān)視整個配網的實時運行狀況，管理著整個配網的運行設備。實現(xiàn)配電網自動化可以減少配電網發(fā)現(xiàn)和檢修故障的時間、降低設備運行的維護成本、提高運行效率,在保障供電可靠性的前提下最大限度發(fā)揮系統(tǒng)的供配電能力。在大量閱讀文獻的基礎上，對配電自動化進行了深入的分析，為使配電自動化主站系統(tǒng)能夠滿足現(xiàn)代配網的需要，本文做的工作如下：1．深入研究了配網自動化主站系統(tǒng)的硬件和軟件結構以及運行環(huán)境。2．重點對配網自動化主站系統(tǒng)的各項系統(tǒng)功能進行研究，包括其支撐環(huán)境、基于地理信息的配調SCADA系統(tǒng)、基于Web的實時信息發(fā)布功能、FA饋線故障處理功能、GIS功能等功能。參考文獻[1]劉健，倪建立，鄧永輝.配電自動化系統(tǒng)[M].中國水利水電出版社，2009.[2]馮慶東，毛為民.配電網自動化技術與工程實例分析[M].中國電力出版社，2009.[3]陳堂，趙祖康，陳星鶯，胡大良.配電系統(tǒng)及其自動化技[M].中國電力出版社，2009.[4]楊武蓋，文梅，鄭志萍.配電網及其自動化[M].中國水利水電出版社，2004.[5]王明俊，劉廣一，于爾鏗.配電自動化及其發(fā)展，電網技術[M].農村電氣化，2006.[6]王章啟，顧霓鴻.配電自動化開關設備[M].水利電力出版社，2005.[7]趙祖康、徐石明.電力系統(tǒng)信息傳輸協(xié)議綜述[J].電力系統(tǒng)自動化，2010.[8]王士政.電網調度自動化與配網自動化技術[M].中國水利水電出版，2008.[9]張永健.電網監(jiān)控與調度自動化[M].中國電力出版，2009.[10]辛耀中.新一代電網調度自動化系統(tǒng)[M].中國電力出版社，2009.[11]陳琳.城網饋線自動化功能實現(xiàn)方式的探討[J].江西電力，2006.[12]王惠文，李學軍.配網自動化系統(tǒng)工程主站系統(tǒng)設計[J].西北電力技術，2009.[13]曹靜雯.南昌電網配電自動化主站系統(tǒng)設計.南昌大學，2013.[14]IEEEWorkingGrouponDistribution