配电自动化主站系统的设计

2015年本科毕业设计（论文）PAGEIV摘要配电自动化是电力系统现代化的必然趋势，实现配电自动化可以提高供电可靠性，扩大供电能力，提高配电网的运行管理水平，从而对配电网高效经济运行起到积极作用。配电自动化主站系统是配电自动化系统的核心，监视配网的实时运行状况，管理整个配网的运行设备。有的地方在早期实施配网自动化的过程中，由于对主站系统功能的定位不明确，导致在运行时系统功能不能满足要求和许多功能用不上的问题。根据配电网设备建设和运行的特点，并结合国外配网的结构特点，对配电自动化主站的建设和系统功能的选择提出设计方案，对主站系统软硬件功能的层次化进行了研究和探讨。通过统一应用标准，解决了主站功能认识不统一，应用程度不同的问题。主要介绍了配电自动化主站系统的SCADA功能、支撑平台功能、馈线自动化功能（FA）、高级应用软件功能(DPAS)、WEB发布功能。同时对主站系统的软硬件配置进行了一定的研究和筛选。关键词：配电网络；配网自动化系统；主站系统ABSTRACTDistributionautomationistheinevitabletrendofmodernpowersystem,powerdistributionautomationcanimprovepowersupplyreliability,enlargethepowersupplycapacity,improvethelevelofoperationandmanagementofthedistributionnetwork,whichwillexertpositiveeffectsonpowerefficientandeconomicoperation.Distributionautomationmasterstationsystemisthecoreofthedistributionautomationsystem,monitoringofthedistributionnetworkreal-timerunningstatusoftheoperationoftheequipmentmanagementoftheentiredistributionnetwork.Insomeplacesintheearlyimplementationoftheprocessofdistributionnetworkautomation,duetotheunclearpositioningforthemainsystemfunction,resultingintheruntimesystemcannotmeettherequirements,andmanyfunctionswithnoproblems.Accordingtothecharacteristicsofthedistributionnetworkequipmentconstructionandoperation,andcombiningwiththecharacteristicsofoverseasdistributionnetworkstructureandthedistributiKeywords:distributionnetwork;distributionautomationsystem;themasterstationsystem目录摘要 IABSTRACT II第1章绪论 11.1配电自动化的概念 11.1.1配电自动化主站系统概述 11.2配电自动化的发展现状 11.2.1国外配电自动化发展现状 11.2.2国内配电自动化发展现状 11.3配电自动化的发展方向和趋势 11.3.1配电自动化系统的发展 11.3.2配电自动化的发展趋势 1第2章主站系统建设 52.1主站系统建设原则 12.2主站系统需要完成的功能 12.3配电自动化主站整体结构设计 1第3章主站系统软硬件配置 53.1主站系统硬件配置 13.1.1主站系统硬件结构 13.1.2主站系统硬件配置原则 13.2主站系统软件配置 13.2.1主站系统软件结构 13.2.2主站系统软件配置原则 13.2.3主站系统软件基本功能配置 1第4章主站系统功能设计 54.1SCADA功能 14.1.1数据采集 14.1.2数据处理 14.1.3数据计算和统计 14.1.4人工数据输入 14.1.5遥控和遥调 14.1.6统计分析功能 14.1.7系统监视与切换 14.1.8打印输出及报表功能 14.1.9时钟同步 14.1.10计算机网络互连与远程通信 14.2馈线自动化（FA） 14.2.1故障定位 14.2.2故障区域隔离 14.2.3非故障区回复供电 14.3WEB发布功能 14.4高级应用软件功能 14.4.1配电网络拓扑分析 14.4.2负荷预测 14.4.3状态估计 14.4.4潮流计算 14.4.5网损计算 14.4.6短路电流计算 14.4.7负荷转供 14.4.8网络重构 14.4.9配网经济运行 14.5GIS功能 14.5.1实时GIS平台功能 14.5.2实时GIS平台的维护功能 14.5.3基于GIS平台的生产管理功能 1结论 6参考文献 7致谢 8附录1主站系统硬件配置 9附录2主站系统软件配置 82015年本科毕业设计（论文）PAGE22第1章绪论1.1配电自动化的概念配电自动化是集计算机技术、数据通信技术、数据库技术、自动控制技术以及相关电力系统技术于一身的信息管理系统，是一个能对配电网进行实时监控的集成系统,是电力系统自动化的重要组成部分。通过配电自动化系统,可以更全面的掌握配电网的运行情况,如开关状态、接线方式、负荷电流等，能够快速切断故障恢复供电，提高供电服务质量，缩短故障抢修时间，减少工作量。配电自动化的目的是提高供电可靠性，提高供电服务质量，提高企业经济效益并提高配电网络的管理水平。配电自动化的首要目的是提高供电可靠性，通过实时监视，及时发现并处理隐患，避免事故的发生；通过提高电网检修和事故抢修工作效率,减少故障停电时间,一旦发生了故障,就自动隔离故障并减少故障停电范围，恢复非故障区域供电；其次是提高配网的管理水平,提高工作效率；此外,提高供电质量、提高配电网运行的经济性也是配电自动化的重要目标。1.1.1配电自动化主站系统的概述配电自动化主站系统是配电自动化系统的核心，监视整个配网的实时运行状况,管理着整个配网的运行设备。该系统所有功能配置均从配电系统的应用出发,除具备常规的配电网SCADA子系统外，还包含了配电自动化地理信息系统(AM/FM/GIS)、智能化的故障处理和负荷转移决策系统、应用于配电网运行分析的配电管理系统等内容。主站系统与其他信息系统连接时，应保证主站系统本身的安全，使其不受外界干扰；要采取必要的隔离措施，防止外部非法用户访问；主站系统必须有软硬件结合的权限管理和相关的规章制度，以防止内部员工的错误干扰。1.2配电自动化的发展现状随着国民经济飞速发展和深入改革开放,短时停电和电压波动都会给社会、企业及居民带来巨大的损失。电力行业作为国家的支柱行业,目前机遇与挑战并存。电力用户对电能质量和供电可靠性的要求也越来越高,传统的人工手动管理方法早己无法适应当前的管理需要。因此,为实现配电自动化电网改造融入配电网中,以提高配电网的管理水平,加强信息反馈,提髙科学性和准确性,提高企业综合能力,适应市场经济要求和电力生产特点。所谓“电力信息化”是指信息技术在电力工业中的应用,使电力工业在信息技术的驱使下由传统工业向高度集约化,高度知识化,髙度技术化工业转化的过程。1.2.1国外配电自动化的发展现状在一些发达国家中，配电自动化系统早已受到广泛重视，已形成了集变电所自动化、馈线分段开关测控、电容器组调剂控制、用户负荷控制和远程抄表等系统于一体的配电网管理系统，有140多种功能。1.2.2国内配电自动化的发展现状20世纪90年代以来，国内电力系统35kV变电所已逐步实现了四遥功能，但规模覆盖变电所自动化、馈线的故障定位，并隔离和自动恢复供电、变电配电、无功优化、电压、配电投资系统、负荷控制、远程自动读表、最低网损和用电管理系统的配电网综合管理系统，则是近年来才发展起步的。1.3配电自动化的发展和趋势配电自动化今后的发展方向大致有以下几点：1.注重投入产出，不盲目追求设备豪华和先进，注重可靠性，采取统一规划、分步实施原则，不同的地区采用不同的模式。2.在提高配电自动化在发生故障时的反应速度、隔离故障的准确性的基础上，充分发展现有配电自动化系统的功能。例如在配电网正常运行时，通过网络优化和负荷转移来降低线损、提高供电能力、延长设备投资和电网改造的周期，使配电自动化系统的经济效益有根本性的提高，大约几年后就能收回投资并产生可观的经济回报，并在提高供电质量、改善用户的服务质量、降低电能损耗等方面做出巨大的贡献。3.向开放式、一体化和集成化的综合自动化方向发展。目前已经有相当的规模，并且在提高配电网运行的可靠性和效率，提高供电质量，降低劳动强度，充分发挥现有设备的能力，缩短停电时间和减少停电面积等方面，实现了可观的经济回报和社会效益。4.通信方式多样化。配电网通信有无线、光纤、专用电缆、载波等多种通行方式，但在主通信线路上更倾向于使用光纤，IOKV配电线载波通信以及扩频无线通信在配电网中的应用受到用户的广泛关注。5.GIS由单一的静态系统逐步转向动态的实时GIS设备管理系统，将SCADA和地理信息有机地结合起来，使得设备、线路、地理信息结合成一个统一的整体，对实现整体的配电自动化管理意义重大，是未来发展的趋势。6.功能需求实用化，DMS与其他系统有机集成构造供电企业信息一体化。7.国外目前正致力于配电自动化的专家系统和配电网仿真培训系统等的研究。通过负荷分配的优化来减少网损，对变压器负荷进行管理，以最大限度地利用变压器容量同时降低系统有功损耗，按即时电价对用户负荷进行管理等。目前，实现配电自动化所需要的技术已经成熟，电力公司所要做的工作是具体分析本公司配电网所需要的功能，以确定合适的实现方案。每个电力公司的配网都有其独特性，比如地理环境、范围、规模、管理模式、用户性质等，这往往决定了该公司的配电自动化系统的最佳模式。可以预见,符合我国国情、具有我国配电网特色的配电自动化系统将逐渐形成和发展壮大。第2章主站系统建设2.1主站系统建设原则1.可靠性原则。主站系统是配电网自动化系统的核心，其目的是支持配电网自动化系统安全、经济地运行。可靠性原则也是配电网主站系统建设的首要原则，其设计主要体现在以下三个方面：1)主站系统所使用的服务器应具有较高的性能，应高出网络工作站的性能指标。目前的配电网自动化系统主站建设中，使用双服务器是主流方向；2)为了保证网络通信的顺畅，主站系统一般使用双网络体系结构；3)主要的网络工作站应使用双机配置以及双机双工的运行模式。2.高性价比原则。随着计算机技术的快速发展，一些以PC为基础的计算机的某些性能比小型计算机还高。而且，在不同操作系统上的应用开发成本差距也比较大。因此，综合考虑各方面的因素能使主站系统设计具有高性价比。3.必须遵循工业设计标准和国际标准。目前大多数品牌在网络设备制造上都符合工业设计标准和国际标准。但仍值得设计人员注意的是，在选择操作系统时，UNIX和LIMUX都支持由IEEE对操作系统限制的POSIX接口标准，但还是存在较大差异。4.高安全性原则。高安全性主要表现在：①在设计主站系统的网络工作站时，应设计层级密码。在完成调度遥控功能的实施和数据库的配置时，应设计二级或二级以上的密码确认和警告提示。②除了主站网络内的计算机，其他计算机进行访问时，都必须开启防火墙。在与系统以外的网络进行互联时必须采取物理隔离的措施。5.开放性和可扩展性原则。主站系统需要与其他系统进行实时信息的交换，所以要求主站系统要有开放性。随着配电自动化的发展，主站系统的计算机网络设备也会随着增加，这就要求主站系统要有可扩展性。2.2主站系统需要完成的功能配电主站系统是配电网自动化系统的核心，直接监视、控制和管理着整个配电网，所以主站系统应具备以下功能：1.数据采集与控制。主站会接收到来自通信系统和终端设备关于配电网的实时状态信息，包括运行数据、开关状态和保护动作信息等，从而进行对配电网络的远程监控。2.馈线自动化功能。当线路出现故障时，可快速定位并隔离故障，同时恢复非故障区的供电。这就要求馈线自动化功能在各种网络中都能适用。3.管理配电地理信息。要分层次地对所有配电网络和配电设备进行管理。4.分析配电网应用。分析计算系统采集的实时运行数据，向调度员提供较优的决策，包括：仿真培训、网络拓扑、潮流计算、无功优化和状态评估等。5.与其他应用系统信息交互。为满足生产和管理的需求，为供电企业内部提供其他部门的配电网信息，配电主站系统就必须与其他系统实现数据的交换。配电网主站的建设在规划时要对系统的实用性、安全可靠性和易扩展性进行充分的考虑，总之，应符合统筹规划分布实施的要求。2.3配电自动化主站整体结构设计本着主站建设的原则,配网自动化主站选用以下配置方案。在主站系统的服务器选择上,本着可靠性的原则,采用高性能的专用服务器,并采用一主一备双服务器。同时在服务器的选择上应高于各个网络工作站的性能指标。在计算机硬件领域,存在着基于CISC技术的INTEL系列计算机和基于RISC技术的非INTEL系列计算机如ALPHA,SUN等,这两种系列,机器的硬件水平和运行速度相当；INTEL系统的计算机也早己超越微机的范围,现在越来越多的厂家推出基于州TEL奔腾芯片的服务器及图形工作站。在系统的主服务器侧,采用基于INTEL奔腾芯片的服务器。为满足配电自动化系统的高可靠性要求,在主站系统的网络结构上,采用双网络体系结构确保网络通信畅通。系统的主处理服务器和其它有特殊要求的关键设备,如通讯服务器、智能通道接口装置等,均设计为双倍冗余结构,运行模式为双机双工,互为备用,在故障情况下可以自动切换。相应的系统的软件功能模块也采用双机(可多机)热备运行,确保系统的运行率。第3章主站系统软硬件配置3.1主站系统硬件配置3.1.1主站系统硬件结构本配电自动化系统采用分层分布式体系结构。主站系统采用多个交换机形成多层交换式快速以太网，DMS的各种功能分布于各层的节点上。这样可以根据需要灵活组网和增加功能和节点。其硬件接线如图3-1所示:图3-1配电自动化主站硬件系统结构硬件设备主要包括服务器、工作站、网络设备和采集设备。根据不同的功能,服务器可分为专网前置服务器、公网前置服务器、数据库服务器、应用服务器,专网前置服务器既可采集专用通道又可接收网络通道；公网前置服务器用于采集接收公网通道；数据库服务器用于电网模型等静态数据的管理；应用服务器可根据需要分别配置DSCADA、DPAS等服务器。工作站是使用、维护配网自动化系统的窗口,可根据运行需要配置,如调度员工作站、报表工作站、GIS工作站、维护工作站等。服务器和工作站的功能可任意合并和组合,具体配置方案与系统规模、性能约束和功能要求有关。网络部分除了DMS主局域网外还包括数据釆集网和WEB服务器网等；各局域网之间通过防火墙或物理隔离装置进行安全隔离。所有设备根据安全防护要求分布在不同的安全区中。3.1.2主站系统硬件配置原则系统硬件总体设计遵循以下几条原则：1)选用起点高、信誉好的计算机厂家生产的系列产品，能支持异构网络的互联，支持双网或多网运行，支持标准商用数据库。2)选用成熟的、高质量的、先进可靠的、具有较好可维护性的设备，具有使用寿命长、易于扩充升级等特点，关键设备釆用冗余配置。3)硬件设备的配置容量要能满足整个系统的功能要求和性能指标要求，并留有适当的裕度，各服务器和工作站留有40%的系统资源。4)系统硬件结构:系统由计算机网络和数据采集、实时监视与控制、历史数据存储、网络通信(数据转发)、配网应用软件、配网调度员培训仿真子系统等主要节点构成，相应的工作站有配调工作站、开发维护工作站、报表工作站、配网模拟仿真工作站及二次系统调度运行工作站等。全面地实现配网自动化系统所要求的各项功能和要求，科学合理地配置系统结构，并充分考虑到将来配电自动化系统扩展的需要。3.2主站系统软件配置3.2.1主站系统软件结构配电自动化系统是建立在计算机、网络、通信基础上的复杂的软件工程,层次化的系统设计是保证其整体性能的基础。本套配电自动化系统是以高性能的支撑系统为基础形成的分布式处理系统。支撑系统环境包括:面向对象的实时数据库及其管理系统、历史数据库及其管理系统、GIS库及其它DMS应用库、网络任务管理系统、面向对象的MMI框架系统、地理信息支撑平台AM/FM系统。3.2.2主站系统软件配置原则系统软件配置必需遵循以下基本原则:软件支持平台(包括系统软件和应用支持软件)的配置必需满足实时应用的及时性和高可靠性要求；应用支持软件和应用软件必须釆用开放式/分布式体系和面向对象技术，满足可维护性要求，符合国际工业标准；应用程序必须达到各功能模块和系统的性能指标要求。3.2.3主站系统软件基本功能配置本套配电自动化系统是以一套完善的和开放的支撑系统为基础形成的分布式处理系统。支撑系统环境包括:面向对象的实时数据库及其管理系统、历史数据库及其管理系统、GIS库及其他DMS应用库、网络管理系统、AM/FM系统等。基本功能配置:l)实时数据库系统；2)历史数据库系统；3)AM/FM/GIS系统；4)基于地理信息的SCADA系统；5)报表处理系统；6)故障处理第4章主站系统功能设计4.1SCADA功能4.1.1数据采集SCADA系统实时采集各厂站RTU遥测、遥信、电度数字量等数据，同时向各厂站RTU发送各种数据信息及控制命令。数据来源:a.远方终端设备采集的数据b.GIS子系统传来的图形信息c.地调SCADA系统、MIS和负管系统转发的数据d.人工输入数据e.GPS系统时钟同步信号f.其它远方计算机通信的数据数据类型:a.模拟量b.状态量c.脉冲量d.远方终端的复位信号e.其他非远动类数据4.1.2数据处理数据存储和处理具备模拟量处理、状态量处理、非实测数据处理、点多源处理、数据质量码、平衡率计算、计算及统计等功能。1)存储和处理配电网的实时状态数据,如三相电压、三相电流、有功、无功、功率因数、零序电流、开关状态等,在实时数据库中动态刷新,并经过处理后按变化存储原则自动存储入动态信息数据库。2)动态信息数据库釆用变化存储原则保存全部遥测量的历史数据、遥信量状态和动作次数、事件和操作记录、配电网设备的运行时间和运行率统计、事故追忆数据等,要求具备高度的可靠性。3)数据有效性检查：可根据每个数据设置的合法范围,提供对突变数据的报警功能。4)计算功能：针对实时数据和非实时数据提供面向配网应用的计算处理,提供自定义公式界面、手动和自动计算功能。5)统计功能：系统可对模拟量、状态量、电度量以及各种配电网设备的数据进行多种统计处理。主要有电压合格率统计；对模拟量的各种越限时间统计;可对模拟量统计其全天、全月及全年的最大值、最小值及发生时何；各种断路器、隔离开关、刀闸等设备的动作统计;事故跳间统计。6)具有人工设置数据(遥测、遥信等)功能。7)支持多数据源处理,包括支持站多源技术和支持点多源技术。4.1.3数据计算和统计SCADA系统平台的计算机和统计功能应包括以下功能：1）支持脚本计算，计算可进行加、减、乘、除、三角、对数等算术运算,同时也可以进行逻辑和条件判断运算。2）无论在何种情况下，所作的计算不会导致系统崩溃。3）用户可以灵活定义计算机启动方式和计算周期。4）常用的计算库。提供常用的标准的计算公式，包括：a.电压合格率的计算；b.平均值计算和几何平均值的计算；c.负荷率计算；d.总加计算；e.负荷超欠值计算。5）统计计算。能对电压、频率等用户指定的量进行越限时间、合格率统计，以及进行日、月、季等时间段的统计。4.1.4人工数据输入l)人工数据输入在下列情况下禁止:a.图形编辑时,对象已被指定不能输入的b.对象不属于当前控制台的权限c.对象已经被其它控制台选择作为人工数据输入或监控对象2)可以人工输入的数据包括状态量、时标数据和测量值,计算量。3)所有人工输入数据进行有效性检查。4.1.5遥控和遥调l)遥控和遥调功能包括:a.对断路器、负荷开关、环网开关、电动隔离开关等设备进行操作b.调节变压器分接头2)系统能提供控制操作安全检查,包括:a.操作控制权限的检查b.开关设备控制闭锁的检查c.禁止控制或不允许操作的检查d.正被其它调度员操作的监视及检查3)遥控/遥调功能可以由事先定义的顺序执行或者由调度员逐步执行。一方工作站的远控操作申请的确认窗口在另一方的屏幕上自动弹出。并将远控申请操作和确认操作事项记录数据库,以便误操作时进行责任查找。4)只有授权的调度员可以发送控制命令。5)在进行选点校验操作时,当遇到以下情况之一时,选点将自动撤消:a.选点后30~90s(可调)内未有相应操作。b.选点被调度员清除。c.要控制的设备贴有“禁止操作”标签,或合闸操作遇到“保持分闸”标签。d.选点后的无意义操作e.选择的控制元件不止一个。f.校验结果不正确。6)在控制操作执行的过程中,系统监视电网的变化。7)在控制命令执行后,画而上显示控制操作后的状态,并清除这次选点。8)控制操作及其结果记录到事件表中。9)当一个控制台正在进行某个设备的控制操作时,其它控制台对该设备的控制操作被禁止。10)控制命令的时间响应:在无异常通信延时或无积压数据传送的前提下:a.执行命令在3s内送到相应的终端。b.在CRT上显示返回执行的时间不超过5s(从按下执行命令按键到CRT结果显示总共不超过8s)4.1.6统计分析功能系统拥有丰富的统计功能，包括配电终端在线率统计、配电线路负载率统计(具备筛选功能)、配变负载率统计(具备筛选功能)等，可统计高负载率的线路和配变信息，丰富配电网的管理手段，提高配电网工作效率。4.1.7系统监视与切换1)监视主站系统中计算机资源的运行情况：a.冗余节点故障的监视及切换b.网络数据传输及流量的监视c.系统任务/进程的监视d.系统各设备运行工况及系统配置的监视2)维护数据的一致性及完整性：a.在正常运行期间,在线数据库和备用数据库同时周期性更新,系统可以动态决定一个数据库为在线数据库或备用数据库。b.当数据库的数据变化时,保持在线数据和历史数据的一致性。3)故障切换a.当监测到在线系统发生故障,影响系统功能运行时,自动驱动切换程序,冗余设备立即自动顶替在线设备工作,或自动将工作任务移交到其它正常工作的设备上。b.切换可以由授权用户发令人工实现c.在切换时,实时数据不丢失,主备之间的切换不影响其它子系统和数据传送的正常操作。d.任一故障切换都产生一个告警，指出故障原因、故障单元及其承担的任务。4.1.8打印输出及报表功能系统应提供一套功能强大而使用方便的报表子系统，同时应具备以下功能：1）能制作各种报表功能；2）可以根据需要定义报表数据以及对报表格式和数据的修改；3）提供网络打印；4）能够在PC机上通过网络访问系统的数据库主站系统应具备各种信息打印功能,包括事件打印、定时打印、召唤打印和各种实时和历史报表、批量打印报表、各类电网图形及统计信息打印等功能。4.1.9时钟同步主站系统应接入标准天文时钟，同时对时时间人工可调，能够在线对设备时间进行监测。（1）系统各节点之间的时钟误差不大于±1ms；（2）系统能够接受GPS的标准时间；（3）系统时间可以人工设置；（4）分布式系统中每个工作站的时间一致。4.1.10计算机网络互连与远程通信l)通过通信工作站与地调EMS/SCADA系统相连；2)通过交换机与局MIS系统实现通信、向负荷管理系统转发信息。4.2馈线自动化（FA）主站系统馈线自动化功能根据釆集到的配电终端故障信息,监视配电线路的运行状况,及时发现线路故障,迅速诊断出故障区间并隔离故障区间,快速恢复对非故障区间的供电。4.2.1故障定位主站根据配电终端传送的故障信息，结合变电站、开闭所等的继电保护信号、开关跳闸等故障信息，启动故障处理程序，确定故障类型和快速自动定位故障区段，并在调度员工作站显示器上自动调出该信息点的接线图，通过网络动态拓扑着色的方式明确地表示出故障区段,以醒目方式显示故障发生点及相关信息(如特殊的颜色或闪烁)。根据需要,主站可提供事故隔离和恢复供电的一个或两个以上的操作预案,辅助调度员进行遥控操作，达到快速隔离故障和恢复供电的目的。4.2.2故障区域隔离主站进行故障定位并根据故障定位结果确定隔离方案,故障隔离方案可以自动或经调度员确认后进行。4.2.3非故障区域恢复供电非故障区域恢复供电由主站进行,可选择自动方式进行和人机交互方式进行,通过与EMS系统的互操作实现非故障区域恢复供电。执行过程中允许一步执行,也可在连续执行时人工暂停执行。在故障处理过程中,完成常规的遥控执行之后查询该开关的状态,以判断该开关是否正确执行,若该开关没有动作则停止自动执行,并提示系统运行人员,以示警告。可自动设计非故障区段的恢复供电方案,并能避免恢复过程导致其他线路的过负荷,并恢复操作的快速性、安全性和方便性,并为故障清除后恢复原有供电方式提供支持。4.3WEB发布功能配电自动化系统WEB发布的主要功能包括:1)配电自动化系统中数据(如报表和图形等)以安全的方式进行网上发布。拥有权限的相关运行人员通过浏览器浏览配电网的实际运行状态。2)在WEB服务器提供各种报表,供相关人员进行浏览。3)在WEB服务器进行严格的权限限制,限制不同人员的浏览范围,从而保证数据的安全性。4.4高级应用软件功能随着配电SCADA系统的成功应用,供电企业不再满足数据的采集和控制，要求对基础数据进行分析，为配电运行方式等提供决策参考；再者输电高级应用软件(PAS)的大量应用为配电高级应用软件(DPAS)的发展提供成功经验。4.4.1配电网络拓扑分析配电网络拓扑分析是配网所有分析应用的基础。配电网络拓扑分析用于构建动态的配电网络模型,模型体现了设备之间的连接关系、连通关系、配电网络的实时状态。根据模型,可进行带电区域划分进行动态着色,分析确定配电区域的供电源点和各点供电路径。模型结构随着配电接线图的设备变更而变化,状态随着配电实时信息的刷新而相应变动。具体要求包括：1)适用于任何形式的配电网络接线方式；2)电气岛分析,分析电网设备的带电状态,按设备的拓扑连接关系和带电状态划分电气岛；3)支持人工设置的运行状态；4)支持设备挂牌、投退役、馈线拆搭、临时跳接等操作对网络拓扑的影响；5)支持实时态、研究态、未来态网络模型的拓扑分析；6)计算网络模型的生成，可依据配电网络拓扑结构生成数值计算需要的计算网络模型，为状态估计、潮流计算、解合环分析提供计算基础；7)拓扑分析支持配网的各种着色功能：包括全局着色、线路着色、电源点追踪着色、供电范围着色、负荷转供着色。4.4.2负荷预测配电网负荷预测主要针对6-20kV母线、区域配电网进行负荷预测，在对系统历史负荷数据、气象因素、节假日，以及特殊事件等信息分析的基础上，挖掘配网负荷变化规律，建立预测模型，选择适合策略预测未来系统负荷变化。具体要求包括:1)对不同线路进行负荷特性分析；2)最优预测策略分析，根据对系统负荷与相关因素关系的定量分析，智能化方法与传统方法相结合，根据负荷规律的特点，自动形成最优预测策略；3)支持自动启动和人工启动负荷预测；4)多日期类型负荷预测，针对不同的日期类型设计相应的预测模型和方法，分析各种类型的日期模型(例如工作日、周末和假日等)对负荷的影响；5)分时气象负荷预测，支持基于分时气象信息的负荷预测，考虑各种气象因素对负荷的影响；6)支持多预测模式对比分析；7)支持计划检修、负荷转供、限电等特殊情况对配网负荷影响的分析。4.4.3状态估计具备估计数据和实时数据在同一图形中的比对功能。4.4.4潮流计算配网潮流计算是电网分析应用软件最基本的功能模块，是电力系统运行分析和规划设计最常用的工具,不仅为电力系统稳态运行的潮流分布提供依据，也为其它应用软件(如静态安全分析SA，故障电流计算等)提供“研究方式”。功能和特点：1.具有实时刷新数据的功能,刷新时间可灵活定值；2.具有保存实时遥测、遥信数据的功能；3.具有模拟开关操作的功能；4.具有取历史断面、实时数据计算的功能；5.提供Newton和DistFlow两种基本的潮流算法,也可计算环网运行的潮流分布；6.具有与站内图形、数据及表格的热点查询功能；7.具有计算告警信息显示功能(包括配变信息报警)。4.4.5网损计算配网网损计算根据电网的实际负荷及电网的正常运行方式,计算电网中各元件在一定时间内的电能损失。配网网损计算包括以下内容:1）配变损耗的统计:通过统计用户电能表和配变检测装置电能测量量之间的差值来实现。统计结果用表格的形式反映出来。2）线路损耗的统计:通过统计配变检测装置、高压用户电能表和线路出线处FTU之间电能测量量的差值来实现。统计结果按不同线路,用表格的形式反映出来。3)变压器损耗的统计:通过统计变压器高压侧和低压侧两端通过的电能差来实现。可用表格方式来显示不同变压器的损耗状态。4.4.6短路电流计算在SCADA配网接线图或GIS地理接线图中单击选择故障线路，进行短路故障设置,包括故障类型、故障位置、故障过渡电阻等。可以同时设置多重短路故障，实现对复杂故障的分析计算。计算结果包括故障电压、电流,线路、节点各相、各序电压电流值。功能和特点：l)具有打印功能,包括表格与图形的打印。2)通过点击线路灵活设置短路点,出现短路信息过程,短路计算的短路形式包括:A相接地、BC相间短路、BC相间短路接地、ABC三相短路。3)具有取历史、实时数据计算的功能。4)有与站内图形、数据及表格的热点查询功能。5)具有计算结果的表格查询功能，包括线路信息(3相电流、3相电压、各序电压、各序电流)。6)根据设计的要求,计算出不同的保护定值。4.4.7负荷转供负荷转供根据目标设备分析其影响负荷,并将受影响负荷安全转至新电源点,提出包括转供路径、转供容量在内的负荷转供操作方案。具体要求包括：1)负荷信息统计：目标设备设置,包括检修设备、越限设备或停电设备;负荷信息统计,分析目标设备影响到的负荷及负荷设备基本信息。2)转供策略分析:转供路径搜索,釆用拓扑分析的方法,搜索得到所有合理的负荷转供路径;转供容量分析,结合拓扑分析和潮流计算的结果,对转供负荷容量以及转供路径的可转供容量进行分析、转供客户分析，采用拓扑分析方法，对双电源供电客户转供结果进行分析。3)转供策略模拟:支持模拟条件下的方案生成及展示；模拟运行方式设置；转供方案报告；转供过程展示。4)转供策略执行:依据转供策略分析的结果,釆用自动或人工介入的方式对负荷进行转移,实现消除越陷、减少停电时间等目标,形成闭环控制。负荷转供根据目标设备分析其影响负荷,并将受影响负荷安全转至新电源点,提出包括转供路径、转供容量在内的负荷转供操作方案。4.4.8网络重构配电网网络重构的目标是在满足安全约束的前提下,通过开关操作等方法改变配电线路的运行方式,消除支路过载和电压越限,平衡馈线负荷,使网损最小。具体要求包括:1)结合配电网潮流计算分析结果对配电网络进行重构,实现网络优化,提高供电能力；2)综合分析配电网架结构和用电负荷等信息,并通过改变配网运行方式等相关措施,达到降低配网网损的目的；3)除满足正常运行方式下的配电网络优化调整,也可满足新建、改建、扩建配电网络以及故障条件下的网络重构；4)依据网络重构在线分析的结果,釆用自动或人工介入的方式实现闭环控制,实现配电网的动态调控。4.4.9配网经济运行配电网经济优化运行的目标是在支持分布式电源分散接入条件下,分析智能调度方法,给出分布式电压无功资源协调控制方法,提高配电网经济运行水平,具体要求包括:1)支持分布式电源接入条件下的经济运行分析；2)支持负荷不确定性条件下对配电网电压无功协调优化控制；3)支持在实时量测信息不完备条件下的配电网电压无功协调优化控制；4)对配电设备利用率进行综合分析与评价；5)支持配电网广域备用运行控制方法,充分发挥配电设备容量潜力。4.5GIS功能GIS系统与其它实时系统(配网自动化系统、调度系统)集成的一体化系统，可以将配电网接线图与地理背景信息有效地结合，更直观地在地理图上表现SCADA监控数据、设备运行信息。4.5.1实时GIS平台功能1.实时显示功能：面向配网管理的GIS，它的实时显示功能充分展现了系统的实用性，它主要包括了遥测、遥信、线路带电状态等信息的实时显示。2.地图操作：地图操作是GIS平台功能的一个重要组成部分，起主要体现在：图层控制、图形无级缩放、地图导航功能、图形信息疏密效果自动校正功能、图形分类显影功能。3.通用工具：系统通用工具有标尺测量、标注、线路长度等功能。4.5.2实时GIS平台的维护功能1.图形数据录入1）电力设施图形的维护:对线路、开关、变压器、刀闸、杆塔等电力设备系统提供专用工具进行增加、删除、修改等操作,支持用户自定义设备类型。对于以上类型的设备在图形画面上的录入只需通过工具选中设备类型,通过简单的点击放置即可。同时还提供完整的编辑工具包括:复制、粘贴、Redo、Undo等和图形对象的旋转、缩放工具。2）地理背景图图形的维护:可以利用数字化仪、鼠标、扫描仪等录入工具将行政区、建筑、街道等纸图转化为电子地图。图形数据录入支持BMP、JPG、GIF、TIF等当前流行的图像格式。并提供拼接工具对地图进行拼接、裁减,实现无缝连接。2.属性数据录入系统可自动将属性数据和图形挂接起来,用户可以在维护图形的同时进行系统属性数据的增加、删除、修改等操作,也可以在已经存在的GIS图形上进行属性数据的录入。3.线路维护线路的维护是系统中最重要的维护,除提供通用的维护手段外还提供一些特殊的维护方法。杆塔编号自动重排:线路上增加杆塔后,GIS系统中一般采用临时插入编号方式,系统重新刷杆时,可以利用重排功能自动处理,避免手工输入的麻烦并且可以避免手工输入可能造成的错误。杆塔台帐自动录入:对于一条新线路,可用杆塔自动录入为其埋杆,并按统一编号规则为其编号,如果线路没有编号,提示输入线路编号。架空线变电缆:电力系统改造需要将架空线变为电缆时,系统提供自动处理方案。电缆变架空线:电力系统改造需要将电缆变为架空线时,系统提供自动处理方案4.5.3基于GIS平台的生产管理功能配电系统的安全、可靠运行和高质量地提供电能离不开系统的运行、维护和工程施工工作。利用GIS平台可以实现配电网规划、检修、用电管理等功能。1.运行管理运行管理侧重与SCADA配网实时信息的结合,对配网实时运行工况进行管理。运行管理调用网络分析功能,能根据开关、刀闸和熔丝等的状态信息,以及配变的供电范围,构成配电网络拓扑结构和供电区域。2.设备维护及检修管理(l)提供日常运行维护工作中各种文档工作的录入环境,同时存入数据库进行管理。(2)能查询各种设备的运行维护情况。(3)能按日期和类型对设备的检修、缺陷进行统计和查询。(4)设备巡视、检修、试验等变化情况自动存入设备管理数据库。(5)能对设备完好率、检修率进行统计。3.工作票管理配电GIS对高压设备的检修、试验、清扫、检查工作票以及高压开关倒闸操作操作票，进行计算机管理。根据具体的任务，自动生成工作票、操作票。显示、存储、打印工作票、操作票、停电申请，并进行网上传递、签名。4.信息发布配网自动化主站系统可以通过WEBGIS功能向局域网或1nternet网发布信息,在客户端可以进行GIS的查询、统计、实时浏览等功能。结论配电自动化是智能电网的重要组成部分,对于提高供电可靠性,扩大供电能力,提升运行管理水平,实现配电网高效经济运行将起到积极作用。配电自动化主站系统是配电自动化系统的核心，监视整个配网的实时运行状况，管理着整个配网的运行设备。实现配电网自动化可以减少配电网发现和检修故障的时间、降低设备运行的维护成本、提高运行效率,在保障供电可靠性的前提下最大限度发挥系统的供配电能力。在大量阅读文献的基础上，对配电自动化进行了深入的分析，为使配电自动化主站系统能够满足现代配网的需要，本文做的工作如下：1．深入研究了配网自动化主站系统的硬件和软件结构以及运行环境。2．重点对配网自动化主站系统的各项系统功能进行研究，包括其支撑环境、基于地理信息的配调SCADA系统、基于Web的实时信息发布功能、FA馈线故障处理功能、GIS功能等功能。参考文献[1]刘健，倪建立，邓永辉.配电自动化系统[M].中国水利水电出版社，2009.[2]冯庆东，毛为民.配电网自动化技术与工程实例分析[M].中国电力出版社，2009.[3]陈堂，赵祖康，陈星莺，胡大良.配电系统及其自动化技[M].中国电力出版社，2009.[4]杨武盖，文梅，郑志萍.配电网及其自动化[M].中国水利水电出版社，2004.[5]王明俊，刘广一，于尔铿.配电自动化及其发展，电网技术[M].农村电气化，2006.[6]王章启，顾霓鸿.配电自动化开关设备[M].水利电力出版社，2005.[7]赵祖康、徐石明.电力系统信息传输协议综述[J].电力系统自动化，2010.[8]王士政.电网调度自动化与配网自动化技术[M].中国水利水电出版，2008.[9]张永健.电网监控与调度自动化[M].中国电力出版，2009.[10]辛耀中.新一代电网调度自动化系统[M].中国电力出版社，2009.[11]陈琳.城网馈线自动化功能实现方式的探讨[J].江西电力，2006.[12]王惠文，李学军.配网自动化系统工程主站系统设计[J].西北电力技术，2009.[13]曹静雯.南昌电网配电自动化主站系统设计.南昌大学，2013.[14]IEEEWorkingGrouponDistribution