配電自動化系統縣公司分系統的優化

袁鋼 盧紅

摘 要：依托市公司配電自動化DMS系統平臺，在其整體框架下，充分利用其軟件平臺功能，加強縣軟硬件功能，通過監控業務信息流和數據流分布式布置，達到市縣公司監控效能和運維效能的整體均衡，提升系統整體安全可靠和高效運行。優化的配電自動化系統還需符合國網新規范的系統架構要求，節點性能及功能規范上滿足新主站的相關標準，系統安全方面滿足最新的二次安防要求。

關鍵詞：配電；自動化；數據；實時監控

中圖分類號：TM76 文獻標志碼：A

0 引言

配電網作為電網供應鏈的終端環節，直接面向社會和電力終端用戶供電，是電網的重要組成部分。隨著經濟的發展，人們對供電服務、電能質量的要求越來越高，建設具有信息化、自動化、互動化特點的智能配電網意義重大、需求迫切。配電自動化建設可以擴大電網監控范圍、縮短因事故和操作引起的停電時間、優化配電網運行方式、促進配電網精益化管理，對提高公司信息化管理水平、提高供電可靠性和電能質量、實現配電網高效經濟運行有著關鍵性作用。

1 當前系統存在不完善

1.1 實時監控業務分布的不交接導致數據信息獨立存在可能

配電自動化系統基礎功能是完成實時監控功能、故障研判、快速隔離和恢復供電，但因為配電網結構的客觀存在，市公司和縣公司的配電線路不具備電網連接，各自監控的轄區是獨立的，不存在市縣公司配電監控的聯動。

1.2 核心節點故障存在的可能

配電自動化實時數據是由縣公司前置服務進行采集，通過市公司-縣公司通信網絡通道，上送市公司SCADA服務這個核心節點，由其進行后續處理，再返回至縣公司工作站進行數據信息展示。其中市公司核心節點和市縣網絡通道故障情況下，縣公司前置服務兼SCADA服務功能，但監控功能運行完整性水平下降，抗風險能力弱，如工作站某業務服務異常中斷，則功能此業務功能缺失。主網數據無法同步，運行參數數據庫最新發布的內容將不能到達縣公司工作站，會導致在一段時間內某變更部分監控與現場信息不一致，存在運行安全隱患。同時系統局部功能丟失，如配網圖模數據無法獲取，歷史數據無法讀寫，FA和高級應用無法正常使用，所有第三方系統數據都無法正常獲取等。

1.3 配電自動化系統的承載性能和災備

隨著實時監控接入量的增加，作為大型市公司，作為大型縣公司系統將處理和存儲海量數據，其接入的配電終端和信息量將是點多量廣，預測的遠景信息量將達到50+萬點。在前置分布式采集，各自分攤責任區信息的基礎上，核心節點的處理仍舊是集中處理模式，其勢必形成整個系統瓶頸，特別是顯現在毫秒級的實時業務。目前規劃的整個系統架構市公司過重，縣公司過輕，沒有做到管理業務與系統運維責任的一致，市縣公司的功能處理均衡以及風險均衡。在市公司一旦系統出現癱瘓的極端情況下或是系統重構時，影響范圍大，沒用冗余核心節點獨立撐起部分或全部業務。

2 系統優化方案

整體架構是在利用市公司監控平臺和公共數據交換服務總線（ESB），局部加強縣公司SCADA功能，達到市公司數據與縣公司數據分布存儲和數據索引，構建效率更高的信息流和數據流，均衡市縣核心服務器負載，在異常情況下，能完成系統的分列運行，達到SCADA功能和數據存儲的獨立性。

主要措施：

（1）完善硬件核心節點，一是數據庫服務器，主要運行參數數據服務以及歷史數據服務，處理本地責任區的參數變更和歷史數據存儲；確保在與市公司數據庫服務器數據交互中斷的情況下，保證動態和靜態數據正常運行。二是應用服務器和SCADA服務器，考慮經濟性，兩者合一部署，處理本地責任區實時業務和各監控和管理功能模塊啟停，確保在與市公司失聯的情況下，實時業務和各監控和管理功能沒有缺失，運行水平沒有下降。

（2）創新軟件系統關鍵技術，引入分布式數據庫處理機制，在市縣公司部署映像數據庫，確保縣公司數據信息的異地雙運行，市縣公司數據各為在“內部云”，由市公司產生根域，由市公司統一部署，統一索引，提供“云服務”。其主要解決市縣公司數據同步性的核心問題，包括數據交互-互斥與追趕，主要有商用庫二次參數表互斥訪問，商用庫歷史表數據追趕，終端互斥訪問。

3 新系統的性能提升評估

3.1 整體框架功能一致性

在遵從系統集約化存在的合理性基礎上，在整體確認地縣一體化最大經濟效益的前提下，進行縣公司分系統優化。沒有違背“地縣一體化”配電自動化建設模式，只是局部軟硬件的加強，整體平臺依舊是市公司平臺基礎。

3.2 分布式數據庫處理機制

創新使用分布式數據處理機制，為配電自動化系統應用在大型市公司和大型縣公司的海量數據處理模式開展有益探索。分系統內的所有參數修改在存入本地數據庫的同時都應同步至主站商用數據庫，在公司參數庫出現問題時，可以從地調獲取正確的參數庫，保證系統能夠正常啟動。歷史數據存儲同樣要同步至主站商用庫，方便主站對轄區內配電自動化數據的統計分析，并且按照電科院要求生成指標數據，供上級及時掌握各地配網自動化的運行狀態。通過兩者數據庫的同步和訪問機制的合理設置，在整個系統中產生主備數據庫，互為備份，同時減少市公司數據實時讀寫任務負擔（實時讀寫其性質接近碎片式，引起數據庫運行壓力）。通過由系統數據庫根域進行管理，根據綜合服務及網絡選取合適時機，進行大容量直通式數據讀寫，效率高負擔輕。

3.3 實時監控的可靠性提升

通過在縣公司分系統部署相關核心節點，使各縣公司獨立處理本地責任區的實時監控信息，正常情況下SCADA功能及數據庫功能均由本地服務器提供，其優點一是優化了數據流向，避免市縣網絡通道的傳輸；同時由本地服務器專門處理和有市公司統一市縣公司處理相比，提高了響應速度，二是同時解決了市公司關鍵節點的負荷承載。

3.4 系統整體性能和全局監控的均衡性綜合提升

數據流的合理流動，實時數據按照所屬轄區制定系統內的路由策略。市公司市區配電自動化終端上送數據處理后的各種應用類型信息只在市主站內部流轉；縣公司配電自動化終端上送數據處理后的各種應用類型信息除了為分系統提供各類服務外，還要傳遞給市公司主站，供市公司進行全局監控。

3.5 系統維護的獨立性

通過在縣公司系統部署關鍵設備后，減少了市縣公司系統自動化運維工作的相互干擾，減少故障處理影響范圍，使系統運維與所轄地使用監管責任一體化，數據流與管理流高效融合。

4 對地縣一體化系統的有益探索

4.1 市縣合理聯動，“松散耦合”和“緊密耦合”的探討

在配電自動化系統整體軟硬件市縣公司共同集中整合的大方向上，對監控業務不存在聯動判斷、統一指揮的前提下，市縣公司監控功能和管理上的耦合的緊密度值得討論。

4.2 統一平臺的獨立使用

通過在統一平臺，加強縣公司分系統獨立運轉功能，使各縣公司特別是大型縣公司可因地制宜確立更加高效、符合本地管理特色系統應用，達到既滿足整體功能規劃，同時又有差異化的應用，同時又促進系統根據最優應用進行升級，形成良性互動循環，符合企業信息化“云端”和“終端”的異構的發展模式。

4.3 縣公司專業人員培養

簡單工作站和前置處理模式，不利于縣公司專業人員的培養，使其因為業務運維工作的局限性，造成專業技能和視野的不足，起不到培養全面型人才的要求，也不利于市縣公司專業人員的良好互動和相互激勵。

參考文獻

[1]谷水清.配電系統自動化[M].北京：中國電力出版社，2008.

[2]Q/GDW382—2009，配電網自動化技術導則[S].