山东省配网自动化培训讲稿修改

配电自动化主站系统积成电子周文俊2005-9-14济南山东省配网自动化培训班周文俊积成电子电网自动化事业部0531－88018000－61198247666－6119******自我介绍******主要内容配网自动化的基本概念回顾配电自动化主站系统的一般概念配电自动化主站系统的配置方式配电自动化主站系统的构成配电自动化主站系统的功能配电自动化系统的发展－IEC61968介绍配网自动化的基本概念回顾配电自动化概述

配电是电力系统发电、输电、供电和用电中直接 面向电力用户的环节

配电网一般是指110kV及110kV以下电压等级的电网

配电系统由馈线、降压变压器、断路器、继电保护装置、测量和计量仪表以及通信和控制设备等构成馈线自动化AM/FM/GIS应用变电站自动化需求侧管理国内配网自动化通常不包括“变电站自动化”和“需求侧管理”广义配网自动化的范畴配电自动化系统的概念利用现代电子技术、通信技术、计算机及网络技术，将配电网实时信息、离线信息、用户信息、电网结构参数、地理信息进行集成，构成完整的自动化管理系统，实现配电系统正常运行及事故情况下的监测、保护、控制和配电管理。它是实时的配电自动化与配电管理系统集成为一体的系统。摘自：DL/T814-2002《配电自动化系统功能规范》系统组成层次：配电主站配电区域主站配电子站配电远方终端

（FTU、TTU等）通信网络配电主站配电子站配电子站FTUFTUFTURTUTTUTTU配电区域主站FTU/RTUTTUFTU/RTUTTU配网自动化系统结构图配电自动化主站系统的一般概念配电自动化主站系统配电自动化系统的控制与管理中心配电自动化系统功能的集中体现在整个配电自动化系统结构的最高层一般由一组计算机和其它设备组成包含配电自动化的各种功能软件主站站系系统统的的两两个个方方面面实时的的配电电自动动化系系统配电SCADA监控控馈线自自动化化（故故障隔隔离与与非故故障区区自动动恢复复）配电管管理自自动化化系统统AM/FM/GISDWM工作作管理理两者之之间的的关系系既有联联系又又有区区别对主站站系统统的要要求标准化化、开开放性性遵循国国际标标准和和开放放性要要求，，包括括硬软软件平平台、、通信信协议议、数数据库库以及及应用用程序序标准准可扩充充性系统随随规模模和功功能的的扩展展可进进行线线性无无缝扩扩充实时性性满足电电力系系统实实时性性要求求可维护护性可维护护性良良好，，提高高系统统可利利用率率主站系系统设设计原原则良好的的性能能/价价格比比和实实用性性，考考虑使使用的的方便便性和和可维维护性性系统结结构、、软硬硬件配配置上上的开开放性性，可可升级级、扩扩充、、方便便维护护软件模模块化化设计计、硬硬件按按功能能的划划分系统运运行的的高度度可靠靠性，，连续续稳定定的运运行重要的的硬件件设备备和软软件模模块冗冗余设设计系统接接口的的开放放性，，先进进性和和标准准性TCP/IP、、标准准接口口规范范、通通用标标准的的数据据库、、WEB方方式的的运用用硬件软软件平平台的的选择择既要要保证证可靠靠运行行，又又要考考虑实实际规规模硬件设设备、、操作作系统统和软软件功功能根根据实实际需需求考考虑配电自自动化化主站站系统统的配配置方方式配电自自动化化主站站中心心系统统配调中中心应应用一一套主主站系系统主站系系统涵涵盖完完整的的功能能主站系系统覆覆盖的的完整整监控控范围围所有终终端设设备接接入主主站所有的的操作作在主主站进进行所有的的故障障处理理由主主站进进行根据接接入数数据的的规模模，适适当配配置子子站主站系系统、、区域域主站站配合合配调中中心配配置中中心主主站系系统各供电电部、、区公公司配配置区区域主主站分区管管理的的大、、中型型城市市常用用中心主主站全全面监监视、、管理理区域主主站负负责相相应管管辖范范围的的监视视控制制故障处处理的的模式式主站主站、、区域域主站站配合合接入数数据情情况全接入入主站站（依依据规规模配配置子子站））分别接接入各各区域域主站站，汇汇总到到主站站主站系系统、、子站站（小小区主主站））配合合子站（（小区区主站站）先先行建建设一定范范围的的自动动化实实施及及故障障处理理主站、、子站站协同同实现现故障障处理理功能能数据接接入终端接接入子子站终端直直接接接入主主站子站向向主站站汇总总转发发子站的的不同同模式式通信子子站数据的的收集集、汇汇总、、转发发命令操操作的的转发发监控子子站数据的的收集集、汇汇总、、转发发命令操操作的的转发发当地的的监视视控制制当地的的故障障处理理调配一一体化化系统统一体化化设计计实施施调度自自动化化主站站系统统功能能配电自自动化化主站站系统统功能能接收所所有的的RTU、、FTU数数据两套系系统之之间无无需接接口应用模模式县调：：一套套工作作站，，调配配人员员合一一地调：：一套套系统统，调调度、、配调调工作作站分分设配电自自动化化主站站系统统的构构成主站系系统主主要构构成前置通通信系系统，，实现现实时时数据据传输输与通通信接接口后台服服务器器，实实现系系统各各类数数据处处理和和管理理数据库库服务务器实时数数据处处理服服务器器GIS服务务器人机交交互界界面各种功功能的的具体体体现现各种实实时、、管理理数据据的展展示各种图图形画画面的的展示示与各各种操操作平平台硬件构构成计算机机及附附属设设备前置通通信管管理机机后台数数据处处理服服务器器各种类类型工工作站站打印输输出设设备磁盘阵阵列网络设设备交换机机、路路由器器网络布布线硬件构构成通信设设备终端服服务器器通道切切换装装置调制解解调器器（模模拟、、光））光电隔隔离器器电源系系统UPS典型配配置硬件构构成的的主要要特点点双机冗冗余热热备系统高高可靠靠性的的要求求前置机机、服服务器器重要要节点点不间间断运运行磁盘阵阵列、、RAID、镜镜像等等技术术的应应用双网冗冗余热热备双网络络，双双交换换机每台主主机双双网卡卡单网卡卡、单单交换换机故故障不不影响响系统统运行行前置通通信系系统前置机机的概概念前置通通信串串口的的扩充充前置机机的双双机切切换终端服服务器器的应应用前置系系统概概念的的扩充充前置机机的概概念主要功功能数据收收发规约解解释数据预预处理理是一个个逻辑辑概念念可以由由专门门的前前置机机设备备也可以以由其其它服服务器器兼用用前置通通信串串口的的扩充充智能卡卡数据收收发、、规约约解释释处理理串口扩扩充卡卡驱动程程序、、虚拟拟串口口受计算算机插插槽约约束，，造价价较低低终端服服务器器虚拟串串口方方式配置灵灵活方方便、、造价价较高高前置机机的双双机切切换目的：：双机冗冗余热热备，，提高高系统统可靠靠性实际应应用中中的切切换方方式：：单通道道单MODEM单通道道双MODEM双通道道（双双MODEM））单通道道单MODEM方式式主、备备机同同时接接收通通道上上行数数据同一时时刻只只有一一台机机器发发送下下行数数据通过双双机切切换装装置实实现，，主机机工作作前置机A前置机B双机切换装置调制解调器单通道道双MODEM方式式一主备机机可能能同时时工作作（针针对不不同通通道））前置机A前置机B双机切换装置调制解调器调制解调器单通道道双MODEM方式式二主机工工作（（备机机热备备）前置机A前置机B双机切换装置调制解调器调制解调器双机切换装置双通道道双MODEM方式式一前置机机互为为热备备、通通道互互为热热备前置机A前置机B调制解调器调制解调器双机切换装置双通道道双MODEM方式式二无需双双机切切换装装置前置机机之间间无互互为备备用关关系前置机A前置机B调制解调器调制解调器终端服服务器器的应应用代替串串口扩扩充卡卡实现现串口口扩充充不需要要计算算机插插槽，，串口口扩展展实现现网络络化前置机机可以以灵活活布置置、选选型，，不受受限制制独立的的操作作服务务器，，避免免硬件件冲突突可能能性网络方方式的的应用用网络通通信方方式控控制串串口通通信不受操操作系系统串串口数数量的的限制制前置系系统概概念的的扩充充主站、、子站站的通通信转发、、接收收方式式？主光MODEM位置置在变变电站站变电站站到调调度中中心的的通道道？串口远远程化化的实实现思思路：：终端服服务器器的延延伸网桥加加E1（2M口口）通通信通通道软件构构成平台软软件操作系系统网络协协议（（TCP/IP）数据库库管理理系统统其它支支撑软软件（（编译译软件件、Office软软件等等）应用软软件前置通通信实时数数据处处理DA故故障处处理人机界界面展展示报表系系统……..操作系系统UNIXHPTru64、、IBMAIX、、SUNSolarisWindowsWindows2000、、2003、XP混合操操作系系统平平台后台处处理UNIX界面展展示Windows数据库库管理理系统统大型商商用关关系型型数据据库为为主流流SQLServerOracleSybaseDB2应用软软件系系统结结构网络分分布式式Client/Server模式式分层分分布式式分层分分布式式软件件系统统结构构示例例应用层层中间层层平台配电系系统图图形监视控制故障分析带电分析故障恢复拓扑查询负荷管理设备管理维护抽图GIS绘图图绘图填填库数据库库管理数据库库数据处处理服务器器事项服务器器通讯服务器器混合平平台软软总线线SBMix操作系系统(Unix/Windows2000)，TCP\IP通通讯协协议配电自自动化化主站站系统统的功功能SCADA功能能DA(FA)功功能AM/FM/GIS配电工工作管管理接口功功能WEB信息息发布布主要功功能配电SCADASCADASupervisoryControlAndDataAcquisition监视控控制和和数据据采集集遥测、、遥信信、遥遥控、、遥调调主要内内容实时数数据接接收、、传输输实时数数据处处理人机画画面显显示与与操作作事项与与事故故管理理报表管管理与与打印印实时数数据接接收、、传输输通过前前置机机接收收遥测测、遥遥信、、电度度量、、SOE等等数据据监视的的实时时数据据包括括：开关状状态、、保护护信号号、有有功、、无功功、电电压、、电流流、功功率因因数、、电度度量、、电池池电压压等设备状状态监监控（（通道道、终终端设设备等等）向终端端设备备发送送控制制命令令、校校时命命令等等一般应应具备备规约约库，，支持持多种种通信信协议议，接接入终终端设设备灵灵活方方便。。系统还还包括括其它它网络络互联联功能能前置机机图网络互互联实时数数据处处理一般多多为分分层分分布式式体系系结构构通常采采用内内存实实时数数据库库，快快速高高效面向电电力调调度应应用的的各种种计算算处理理各种越越限、、统计计、分分析处处理电度量量数据据的积积分处处理数据有有效性性、合合理性性检查查操作合合法性性检查查电网运运行事事项生生成数据存存储实时服服务器器图人机画画面显显示与与操作作图形的的各种种展示示形式式索引目目录图图、配配电网网络图图、一一次接接线图图表格图图、棒棒图、、曲线线图混合图图形、、专题题展示示图电网运运行状状态动动态着着色系统的的各种种操作作界面面遥控操操作人工置置入遥测替替代挂牌、、摘牌牌索引目目录配电网网络图图一次接接线图图表格图图1表格图图2棒图曲线图图混合图图形专题图图－光光纤路路由图图遥控与与置入入操作作对F021开关进行遥控F021开关控分后的状态对F021开关状态进行人工置入F021开关被置成分后的状态先挂接接地牌牌后挂检检修牌牌接地牌检修牌事项与与事故故管理理电网运运行事事项各种操操作事事项系统运运行事事项事故报报警功功能SOE事项项处理理事故追追忆与与重演演实时事事项显显示查查询历史事事项查查询事故重重演报表管管理与与打印印灵活定定制各各种报报表模模板根据运运行数数据自自动生生成各各种报报表定时打打印和和召唤唤打印印报表表描述数数据库库内容容自动动形成成报表表报表1报表2－带带图形形馈线自自动化化功能能（FA））网络拓拓扑与与带电电分析析运行状状态、、方式式、供供电路路径与与方向向故障定定位故障区区域的的自动动隔离离非故障障区域域的自自动恢恢复供供电主站与与FTU配配合模模式故故障处处理原原理（1）DL1#3#4#5#2#（3）1#3#4#5#2#DL（2）1#3#4#5#DL2#（4）1#3#4#5#DL2#（5）1#3#4#5#DL2#遥控（3）DL1#3#4#5#2#网络拓拓扑与与带电电分析析根据各各开断断设备备的状状态自自动进进行拓拓扑分分析确定主主供电电源点点的带带电状状态根据连连接关关系，，确定定每个个部件件的供供电路路径自动分分析出出每个个部件件的供供电范范围合环产产生报报警分析结结果动动态着着色、、潮流流流向向显示示拓扑带带电分分析作作为故故障处处理的的基础础动态着着色接地区区段失电区区段带电区区段供电路路径F022开开关F022开开关的的供电电路径径供电范范围F022开开关F022开开关的的供电电范围围故障定定位、、隔离离与非非故障障区恢恢复以FTU检检测的的故障障信号号为依依据，，确定定故障障区段段根据故故障定定位的的结果果确定定隔离离方案案自动计计算非非故障障区段段的恢恢复供供电方方案方案计计算考考虑备备用电电源点点供电电沿线线的可可用容容量，，以避避免恢恢复过过程导导致其其它线线路的的过负负荷利用多多个备备用电电源点点计算算恢复复方案案拆分非非故障障区段段，使使可恢恢复区区域尽尽量扩扩大操作时时一次次完成成隔离离和恢恢复的的全过过程故障隔隔离方方案可可自动动执行行或经经调度度员确确认后后执行行故障定定位、、隔离离与非非故障障区恢恢复环网柜柜母线线故障障（隔隔离整整个环环网柜柜？））恢复方方案的的容量量考虑虑设计容容量、、运载载比在线电电流计计算全线失失电情情况下下的转转供电电方案案瞬时故故障，，故障障区域域的判判断与与提示示FA1FA2FA3FA4FA5FA6FA7电压-时间间型就就地模模式故故障处处理原原理（1）DL1#3#4#5#2#（3）1#3#4#5#2#DL（2）1#3#4#5#DL2#（4）1#3#4#5#DL2#（5）1#3#4#5#DL2#（6）1#3#4#5#DL2#（7）1#3#4#5#DL2#（8）1#3#4#5#DL2#（9）1#3#4#5#DL2#（3）DL1#3#4#5#2#与就地地方式式馈线线自动动化的的比较较就地实现方式主站参与方式主要优点结构简单，建设费用低，不需要建设通信网络，不存在电源提取问题故障时隔离故障区域，正常时监控配网运行，可以优化运行方式，实现安全经济运行适应灵活的运行方式恢复非故障区域时可采取安全和最佳措施主要缺点仅在故障时起作用，正常运行时不能起监控作用，因而不能优化运行方式调整运行方式后，需要重新修改定值恢复非故障区域时，无法采取安全和最佳措施需要经过多次重合，对设备的冲击大结构复杂，建设费用较高，需要通讯网络，存在电源提取问题所需主要设备重合器、分段器等FTU、通信网络、子站或主站系统等适用范围农网、负荷密度小的偏远地区、供电途径少于两条的网城网、负荷密度大的地区、重要工业园、供电途径多的网格状配电网、对其它供电可靠性要求高的区域在线故故障模模拟仿仿真直接在在系统统中对对当前前电网网运行行状态态下的的任何何区段段进行行故障障模拟拟应实现现与实实时在在线完完全一一致的的故障障处理理方便调调试、、实验验、检检查的的手段段对电网网事故故处理理的研研究与与模拟拟指导运运行方方式的的设置置与电电网结结构优优化用于调调度员员对故故障处处理的的能力力训练练故障仿仿真演演示1此处设为故障点故障仿仿真演演示2故障隔离与恢复方案具体内容故障仿仿真演演示3故障区域故障前区域仍由10KV出线开关供电故障点后由对侧胜利线供电各种接接口与EMS系系统接接口10kV站站内数数据的的获取取、控控制命命令的的传递递与终端端装置置接口口前置通通信系系统完完成DNP3.0、101、104等常常见规规约与其它它系统统接口口各种信信息数数据的的共享享WEB信息息发布布系统数数据信信息及及时向向MIS发发布电网实实时运运行状状态设备台台帐信信息查查询历史统统计报报表查查询地理信信息查查询客户端端免维维护，，极大大减轻轻维护护工作作量无系统统间冲冲突，，多系系统共共存接口简简单、、方便便WEB信息息发布布的安安全管管理WEB客户户端的的功能能应有有所限限制遵循《《全国国电网网二次次系统统安全全防护护总体体框架架》的的有关关要求求进行严严格的的物理理隔离离防止非非法袭袭击及及入侵侵监控控WEB发布布配电自自动化化系统统的发发展－－IEC61968介介绍面临的的问题题计算技技术面面临的的普遍遍问题题：企企业应应用集集成EAI部门信信息化化基本本完成成，迫迫切需需要企企业级级的应应用集集成部门信息息化独立立开发，，形成一一个一个个信息化化孤岛这些孤岛岛之间很很难实现现信息共共享和应应用集成成很难在一一个系统统插入第第三方的的应用很难在两两个不同同来源的的系统之之间，以以及系统统和其它它同类系系统之间间实现互互操作从1990年代代初开始始，随着着电力市市场的开开放，电电力企业业面对的的是充满满不确定定性、风风险和变变化的环环境，新新的更高高层次的的自动化化系统应应用不断断涌现，，对企业业级和行行业级信信息共享享和应用用集成的的需求也也越来越越迫切面临的问问题DMS系系统的功功能复杂杂，涉及及范围广广系统开发发厂家各各有长处处、短处处系统数据据有多个个来源，，数据交交换和接接口困难难DMS系系统(尤尤其是管管理功能能)往往往涉及多多个部门门解决途径径企业应用用集成解决方案案技术方案案：提供供一个集集成框架架，用来来连接各各种应用用程序/系统基于公用用的体系系结构和和信息模模型独立于底底层平台台首要任务务：开发发一组规规范促进在控控制中心心环境集集成不同同来源的的应用程程序促进控制制中心内内外系统统之间交交换信息息构建开放放的控制制中心系系统IEC61968的的组成第1部分：接接口体系系结构与与一般要要求第2部分：术术语表第3部分：电电网操作作接口标标准第4部分：档档案和资资产管理理接口标标准IEC61968接接口体系系结构下下的DMS系统统IEC61968标标准范围围IEC61968整体体上定义义了配电电管理系系统接口口体系结结构的主主要组件件接口IEC61968-1提出并并建立了了基于接接口引用用模型的的标准接接口需求求这一系列列标准仅仅限于接接口的定定义，与与实现无无关提供了在在不同计计算机系系统、平平台和语语言中的的互操作作性IEC61968系列列标准只只对接口口本身进进行详细细描述，，实现这这些接口口功能的的方法和和技术不不在标准准范围之之内IEC61968标标准概观观在IEC61968中中，配电电管理系系统（DMS））由企业业用于配配电网管管理的多多种分布布的应用用组件构构成：供电设备备的监视视和控制制系统可靠靠性管理理电压管理理需方管理理停电管理理工作管理理自动成图图和设施施管理IEC61968建议议使用统统一建模模语言（（UML）来定定义遵从从标准的的电力企企业应用用间基础础结构的的系统接接口XML非非常适合合配电管管理的系系统接口口领域，，后续部部分中将将会叙述述XML的编码码规则使用IEC61968标准准的例子子映射到接接口引用用模型的的典型应应用&AnswerQuestion配电GIS系统统

（配配电管理理自动化化系统））积成电子子周文文俊2005-9-14济济南南山东省配配网自动动化培训训班主要内容容配电管理理自动化化系统概概要地理信息息系统（（GIS）简介介配电GIS应用用—AM/FM/GIS配电工作作管理配电管理理自动化化系统概概要主站系统统的两个个方面实时的配配电自动动化系统统配电SCADA监控馈线自动动化（故故障隔离离与非故故障区自自动恢复复）配电管理理自动化化系统AM/FM/GISDWM工工作管理理两者之间间的关系系既有联系系又有区区别配电管理理工作特特点生产业务务和技术术管理工工作十分分繁重配电设施施地域分分布广泛泛所管辖的的设备量量大、更更改频繁繁用电需求求大幅增增长，传传统的人人工管理理很难满满足配电电网的建建设和安安全运行行系统建设设中的常常见问题题传统MIS建设设方式，，仅仅使使用关系系型数据据库业务工作作与空间间信息相相关，关关系型数数据库难难以直接接动态地地描述，，不能将将电力设设施图件件与属性性信息一一同置于于数据库库管理之之下信息的录录入，数数据错误误、信息息残缺、、过时等等网架改造造量大，，资料、、图纸频频繁更新新，数据据往往在在不同岗岗位生成成，由信息管管理人员员维护，，在提供供给生产产管理人人员资料更新新周期长长，更新新期间往往往又发发生新的的变化各部门自自行收集集、保存存，重复复劳动、、一致性性差配电管理理自动化化系统用现代计计算机、、通信等等技术和和设备对对配电网网运行进进行管理理信息收集集和处理理系统计算机平平台：与与SCADA一一样基本组织织模式集中式：：集成为为一个系系统分层分布布式：一一级、二二级主站站、子系系统组成成配电管理理自动化化系统的的建设结合自身身的运行行管理体体制建设系统统的目的的：提高高管理效效率适当的进进行管理理体制和和流程的的调整要定制开开发不能生搬搬硬套厂厂家的成成熟系统统可以参考考其它单单位系统统，但不不宜照搬搬系统的管管理与协协调非常常重要改变工作作习惯、、克服惯惯性阻力力如何理解解配网自自动化配网自动动化是一一个比较较大的范范畴可以是一一个大的的集成系系统；也可以是是若干个个系统的的总称；；DMS：：配电管管理系统统DA：配配电自动动化FA：馈馈线自动动化SCADA：监监视控制制DMA：：配电管管理自动动化地理信息息系统（（GIS）简介介地理信息息系统GeographicInformationSystem以计算机机为基础础，管理理和研究究空间数数据对空间数数据按地地理坐标标或空间间位置进进行各种种处理、、对数据据进行有有效管理理、研究究各种空空间实体体及相互互关系综合分析析，快速速获取所所需信息息，并展展示应用广泛泛：资源源管理、、城市规规划、环环境管理理、设施施管理等等济南GIS三维维立体图图地理信息息系统在在电力系系统的应应用AM：直直观反映映电气设设备的图图形特征征及整个个电力网网络的实实际布设设FM：对对电气设设备进行行台帐、、资产管管理，进进行双向向查询GIS：：充分利利用GIS的系系统分析析功能，，利用GIS拓拓扑分析析模型结结合设备备实际状状态进行行运行方