試論輸配線路自動化系統的管理與應用

梁永勇

（廣東電網公司茂名供電局，廣東 茂名 525000）

輸配線路自動化系統是電力系統自動化的一部分，電力系統自動化包括電力系統調度自動化、發電廠自動化以及變電站自動化；其中電力系統調度自動化又包括發電與輸電調度自動化、配電網調度自動化。本文討論的輸配線路自動化系統主要是指輸電調度自動化、變電站自動化和配電網自動化。輸配線路自動化系統是保證正常狀態下安全、優質、經濟地向用戶提供電能；缺電狀態下可以調配好用電負荷；事故狀態下能夠迅速消除故障影響并且盡快恢復正常供電。可見，輸配線路自動化系統的管理是十分重要的，探討管理和應用好輸配線路自動化系統具有很現實的意義。

1 輸配線路自動化系統內容

1.1 輸電線路調度自動化系統

電力調度自動化系統由調度主站、廠站端及通信三部分組成，輸電線路調度自動化系統主要是調度主站系統。縣級調度主站系統的主要是數據采集與監控系統（SCADA）。SCADA主站系統具有如下功能：

⑴數據采集與監控功能：采集廠站端和終端設備各種數據類型。

⑵數據處理功能：主要處理遙測、遙信和電度量等。

⑶事件與報警：記錄所有事件并根據信息情況區分一般報警和事故報警。

⑷數據計算：對各種數據進行計算、判斷和統計。

⑸遠方控制與操作：即遙控、遙調及一控一監督功能。

⑹采集歷史數據、生成報表、事故追憶、打印、記錄操作記錄等功能。

⑺生成圖形、編輯、顯示功能。

⑻與GPS時鐘信號對時功能。

⑼系統運行監控、在線維護與管理功能以及其他一些功能。

1.2 變電站自動化系統

變電站包括輸電變電站和配電變電站，變電站自動化系統主要是對變電站二次設備實現自動監控、微機保護及調度通信等自動化功能。變電站自動化系統實現的主要功能是：

⑴繼電保護功能：除了常規變電站的所有保護功能，還具有獨立于監控系統之外的故障退出運行時繼續工作的能力。

⑵數據采集功能：與SCADA主站系統類似，可采集各種類型數據。

⑶事件記錄與故障錄波測距功能：采用集中式或分散型進行故障錄波。

⑷后臺控制和操作功能：在后臺控制屏幕就能進行各種開關、斷路器、分接頭的遠程操作。

⑸系統的自診斷、設備監視與報警功能。

⑹數據處理、記錄以及“四遙”等功能。

1.3 配電網自動化（DA）

我國輸變自動化發展較好，配電自動化相對滯后。配電網自動化是利用計算機和通信技術對配電網以及用電負荷、用戶設備進行監控管理，以保證配電網運行安全經濟并減少損耗、故障及提高供電質量。配電網自動化包括配電網調度自動化、配電線路自動化、配電變電站自動化及用戶自動化。配電自動化的功能是：

⑴數據采集與控制：主要采集配電網和用戶的各種數據。

⑵負荷管理：通過對用戶負荷直接管理和用戶自行管理兩種方式進行管理。

⑶電壓/無功綜合控制：包括母線電壓控制、饋線無功功率控制與遠端電壓控制，以及線路補償、變壓器環流控制、無功功率控制等自動化控制。

⑷可靠性、信息化管理以及電網圖形系統、安全、節能等功能。

2 輸配線路自動化系統的管理

2.1 安全制度管理

輸配線路自動化系統結構復雜且龐大，需要相應的管理措施，而建立健全完善的管理制度則是這個龐大系統的有效保障。管理制度包括：

⑴運行管理制度。建立完善的安全運行管理制度，包括安全運行規章制度、安全聯防制度、維護與檢修制度等，并把網絡和EMS系統的安全維護常態化和制度化。

⑵人員管理制度。一是建立高素質的專業網絡管理團隊，處理和預防網絡內部的攻擊、越權、泄密和誤用行為；二是加強技術培訓和交流，提高運行維護人員的安全技能和安全觀念。

⑶網絡監管制度。對全網實施監管，保證EMS系統和電力系統所有連接節點都在監管范圍內，確保全網安全管理的系統性和全面性[4]。

2.2 信息管理

信息管理是輸配線路自動化系統的基本功能，要保證數據采集和更新的持續性和實時性。信息管理要保障信息網絡的安全，防范網絡攻擊，因此要建立網絡安全防護體系。目前電力系統企業內部的網絡一種是專網，與公網完全隔離，安全性較高；另一種是與公網連接并利用公網通道的企業內部網，這種網絡容易受到來自公網的攻擊和威脅。作為電力調度數據網其安全性、實時性、可靠性要求很高，應該建立端到端的調度專網；而信息管理業務相對公開，可以與公網連接。

2.3 加強配電網的改造和管理

由于配電網自動化程度相對較低，所以要加強配電網的技術改造，提高其自動化程度，降低線路損耗，改善供電可靠性，為此需要采取以下措施：

⑴統籌規劃，分步實施。提高配電網自動化程度不是可以一蹴而就的，需要加強規劃，優先解決電網供電容量、提升電網的安全性與供電的質量和可靠性，如城市配電網要先實現環網供電結構，提升電網的互供能力，并逐步實施自動配電和饋線自動化。對現成的配電網絡則應裝設線路分段設備和重合設備。

⑵配置合理的通信通道和選配可靠的一次設備。通信通道是配電自動化的前提和基礎，應按照現有通信條件、通信規劃、配電自動化系統管理需求，分層配置。為保證通信效果，主干信道應采用光纖材料，支線信道可采用有線、載波、無線等形式。同時，選配滿足配電自動化要求的一次設備。

⑶實現實時系統和管理系統的一體化。由于一次性實現配電自動化投資較大，可先實現實時SCADA和AM/FM/GIS的一體化，通過AM/FM/GIS系統以彌補DA的不足。SCADA和AM/FM/GIS可以通過圖形用戶界面（GUI）集成在一起。

⑷輸配線路自動化系統的應用

下面以東方電子DF8003說明輸配線路自動化系統的應用。DF8003采用國際標準IEC 61970 CIM/CIS以及分層分布式原則進行系統設計，具有很好的互操作性、易維護性、可擴展性和開放性。

3.1 系統組成

DF8003系統由硬件、操作系統、網絡平臺、應用平臺及電力應用軟件組成。硬件平臺包括SCADA服務器/前置采集服務器、交換機、其他服務器、工作站、打印機和冗余配置的雙網等。網絡平臺用于通信和提供操作系統擴展與跨平臺支持功能。應用平臺提供圖形及界面管理、數據采集、SCADA應用等功能。

3.2 軟件架構

DF8003的軟件架構由通用平臺層、專用數據庫平臺、應用平臺層及應用軟件層等組成，可以實現電網調度自動化系統的功能。

3.3 調度集控一體化功能的實現

在傳統EMS調度主站基礎上加入集控元素，利用DF8003系統的擴展能力，可實現調度集控一體化。調度集控一體化有利于統一使用和維護電網信息，便于發揮調度和變電運行的集約化功能，可適應更加復雜的電網結構。

結語

隨著電力系統日趨復雜和龐大，沒有系統的自動化，電力系統是無法運行的。為了更好地發揮輸配線路自動化系統的功能，需要合理應用自動化技術，并且加強系統的協調和管理。

[1]本書編委會.電力系統電網安全運行管理實務全書[M].電子工業出版，2004.

[2]張鋒.淺談電力系統調度自動化及其發展方向[J].廣東科技，2008.

[3]陳利球.變電站綜合自動化系統分析 [J].城市建設理論研究（電子版），2011.

[4]趙靜等.探析電力系統調度自動化 [J].數字技術與應用，2011.

[5]王霞麗等.關于電力系統自動化管理探析[J].科技創新與應用，2011.