李明艳湖南怀化电力集团有限责任公司(418000)

摘要：该文叙述了配电、调度一体化模式，它具有调度和配电自动化系统两方面的功能,阐述了怀化电网配调一体化的设计原则，配调一体化的层次结构、组成及特点。

要害词：配电；调度一体化；层次结构；主站；子站；终端

中图分类号：tm734　　　　　文献标志码：a　　　　　文章编号：1003-0867(2005)04-0024-03

1995年怀化电力集团有限责任公司调度端安装了一套基于windows的wj-410分布式微机监控系统，调度端由前置机、主机和工作站组成。rtu主要设置在重要的厂、站和枢纽变电所。由于怀化电网的发展，变电所综合自动化、配网自动化的应用，对调度自动化提出了更高更新的要求。原有的scada系统遥控功能准确性差并且在网络互联和二次开发上存在缺陷和局限性。目前已不能满足电力系统自动化发展的要求。对旧有系统进行升级改造已迫在眉睫。

根据公司电网的规模及未来的发展状况，调度自动化的升级改造拟采用配电、调度一体化模式，它具有调度和配电自动化系统两方面的功能。在怀化电网配调一体自动化的方案设计中，本着配调一体自动化网络的一次规划、分步实施、注重实效、长期受益的原则。充分吸收新技术、新观念，以灵活可靠的网络结构，*完善的设备配置，构造一个能以状态，满足怀化电网短期和长远需求的现代综合自动化网。

1配调自动化系统的模式

配调自动化系统将全面治理怀化城郊各分公司所辖110kv及以下各变电所、开闭所及柱上开关的监控设备。本期配网自动化主站系统除配电scada外，还将城郊各分公司各变电所10kv部分加入。在配调一体化模式下，配调主站可以直接控制变电所rtu，配电子站可以只完成区域范围内馈线自动化功能及数据集中转发的功能。变电所的其他远动终端也可以通过串口接入配电子站，由配电子站将数据传至配调主站。在部分变电所不设置配电子站的情况下，ftu、ttu等的数据可以通过光纤信道直接送到配调主站，也可以通过变电所sdh接入设备，通过sdh网络送到配调主站。

2配调自动化系统结构

怀化配调自动化系统拟采用如下三层结构。

2.1配调一体化主站系统

配调一体化主站系统是配调一体化系统整体解决方案中重要的层次，完成高压厂站、配网系统各种运行设备的监视、控制，电气网络分析以及日常的各种调度业务。

对于配调合一的主站从各个rtu、ftu及各子站获取电网的实时信息，从整体上对城郊各分公司管辖的电网进行监视和控制，分析电网的运行状态，协调各配电子站之间的配网运行方式、负荷分配及故障处理，对电网进行有效的控制、治理，使整个电网处于的运行状态。主站系统由一系列工作站、微机、服务器、磁盘阵列、网络设备及其它服务设备等组成，不同的工作站分担系统不同的任务，共同实现系统的功能。

从系统运行的体系结构看，用于怀化电网ems/dms系统是由硬件层、操作系统层、支撑平台层和应用层共四个层次组成。其中，硬件层可选择alpha、ibm、sun、hp和pc等各种硬件设备，操作系统层主服务器选择tru64unix，工作站选择windows操作系统。系统中的支撑平台层在整个体系结构中处于核心地位，其设计是否合理将直接关系到整个系统的结构、开放性和集成能力。对支撑平台进行进一步的分析，又可将其归纳为集成总线层、数据总线层、公共服务层等三层，集成总线层提供各公共服务元素、各应用系统以及第三方软件之间规范化的交互机制，数据总线层为它们提供适当的数据访问服务，公共服务层为各应用系统实现其应用功能提供各种服务，比如图形界面、告务等。系统的体系结构如图1所示。

2.1.1集成总线层

集成总线层遵循iec61970、iec61968等开放性的国际标准，提供各公共服务元素、各应用系统以及第三方软件之间规范化的交互机制，是系统内部以及与第三方软件之间的集成基础。集成总线层起到了要害性的粘合剂的作用，既提供了系统内部各公共服务元素与各应用系统之间的规范化的交互机制，又提供了第三方软件紧密集成到本系统内的有效机制，同时也提供了系统本身与第三方独立系统之间规范化集成的合理途径。

2.1.2数据总线层

数据总线层由实时数据库治理系统、商用数据库治理系统以及相应的数据访问中间件等构成。商用数据库用来存放非实时数据，同时提供历史数据服务。历史数据服务不仅是向scada提供遥信、遥测采样数据提供存取服务，也向其它各个应用提供历史数据的读写功能，也就是说可存入历史数据库的数据范围不仅包括scada应用的遥信、遥测，还包括agc、ems、tmr等各个应用中需要存入历史数据库的信息。

2.1.3公共服务层

公共服务层指为应用软件提供显示、治理等服务的各种工具，公共服务偏向于通用的工具，而不像应用软件则是偏向于解决业务领域的问题。

图形治理工具——提供一套*的图形制导系统，图形和数据库录入一体化，作图的同时可在图形上录入数据库，使作图和录入数据一次完成，自动建立图形上的设备和数据库中的数据的对应关系。所见即所得，更快速生成系统。利用图模库一体化技术根据接线图上的连接关系自动建立整个电网的网络拓朴关系，大大简化了系统的工程化工作和维护工作，而且保证了维护工作的正确性，避免人为错误，保证图形、模型、数据库的一致性，减少建模和建库时间。

报表工具——报表工具为各应用提供制作各种统计报表的功能，其数据性质既包括实时数据，也包括历史数据，还包括统计数据和计算数据；其数据来源既包括配调scada的数据，也包括应用分析软件等各应用的数据，比如制作变电所运行日报、d-pas软件考核指标统计报表、电量考核日报等。系统将提供基于excel类的报表工具，并增加自动化系统中需要的非凡功能，使用户能够更加快捷、方便地进行报表的编辑、查询，制作出符合实际需求的、反映各应用系统运行结果的报表。

数据通信服务——数据通信服务实现与下级变电所以及其它自动化系统之间的数据通信服务，既为主站系统等应用提供实时的、准实时的数据信息，供其分析使用，也可向其它自动化系统传输其所需的信息。同时，数据通信服务也为各种应用系统传输下行控制和调节命令，从而实现各应用系统的优化控制功能。

告务——见的报警或事件通常是由于电网的异常情况、电网运行考核需要监视的数值、软硬件系统的异常状态等引起的，如电网事故引起的状态变化、量测越限，电网运行考核数据越限，以及软硬件系统设备故障等。实际上不仅scada应用会产生报警或事件，d-pas等应用系统也会产生报警或事件，比如潮流计算不收敛等。所以在系统中由统一平台提供的告务来统一处理各种报警和事件，根据定义以某种方式发出告警信息，如推画面、声光报警等，同时对电网事件、系统事件等各种事件分开进行记录、保存和打印，并提供检索、分析等服务。

web服务——系统提供基于java等技术的浏览器功能模块，这给配调自动化系统的功能和应用范围带来了极大的扩展。局内mis网上的用户通过局域网，使用自己的pc机即可访问配调自动化系统的各种画面、实时数据和历史信息，即使远动人员在变电所或外地也可通过拨号上网查询自动化系统的运行情况。web中的数据、画面等均来自于配调系统，由web服务器自动进行相关处理，无需用户的额外工作，*的免维护，大大减轻了用户的负担。

系统治理——包括系统的进程治理、资源治理、运行监视、用户权限治理等，提供一整套的治理服务协助各应用系统的功能实现，而不需要各应用系统自行实现各自一套的治理机制。

配调合一系统并不是简单的把两个系统合起来。配调合一系统应着重解决在应用中出现的种种问题，如信息分层传输、责任区域的处理、非平衡异步网络传输控制、实时信息智能分析处理告警软件、网络安全性等新问题，以及可靠性、实时性、可维护性和扩充灵活性等。

2.2子站层

子站放在变电所内，主要任务是作为以变电所为中心的区域数据交换中心，实现各种实时信息的上传下达以及变电所中压出线的馈线自动化。子站层单独实现相应配网区域的数据采集、监控、网络重构等配电scada功能，协调处理跨环网单元的非故障段负荷转移与网络重构，并将处理结果及时上传至主站。

该层不仅和主站形成一个高速局域网，还与各配电终端形成一个数据通讯网。

配网监控子站是配网自动化系统的中间层，向上与配网主站等各个系统进行计算机通信，向下与所辖区内终端设备（ftu、ttu、dtu等）进行通信，完成终端设备数据的集中和转发，可以实现遥测、遥信、遥控等功能。其具有网络通讯能力，支持目前流行的多种通讯规约。具备当地调试与维护工具，具备远程维护、调试和诊断能力。能满足无人值班的条件。

可以完成所辖区域内的故障定位、隔离功能。可根据本子站管辖内ftu的拓扑关系，对本环网内的故障实现快速的故障定位、故障段隔离、非故障段的恢复供电。也可将故障信息上报给区域主站，并根据配调主站发来的遥控命令，实现跨环网的故障定位、故障段隔离、非故障段的恢复供电。

该系统采用高性能的工控机为硬件平台，采用windowsnt为软件平台，具有强大的信息处理能力，采用双cpu高速超智能可扩充moxa卡为多串口扩充卡，因此可以获得更高的通信速度，较高的效率和较少的主机成本，同时由于采用中断方式处理，系统具有的实时性，最多可以有128个串口，因此系统拥有很大的可扩展性，同时提供一个或多个10m/100m以太网口与上级系统通信。

用户可以方便地选择以串口还是网络方式接入ftu,对于网络ftu,定义与主站系统不同网段,保证互不干扰。

2.3配电终端层

主要安装在各开闭所，及配变（含箱变）、柱上开关（含环网柜）等设备上，该层利用现代电子技术设计生产的配电设备，采集各种配电网的实时数据信息，并执行上级下发的控制命令，主要任务是负责对开闭所、配变（含箱变）、柱上开关（含环网柜）进行数据采集和控制，并在必要时（通讯中断）执行本身赋予的网络重构中的就地智能化功能。

该层沿配电线路分布，包括开关设备、终端设备和通讯设备。其中开关设备包括分段开关和联络开关；终端设备有ftu、配变检测仪等；通讯装置包括光端机等。在配电自动化试点阶段，也可以考虑将光纤环直接接入主站。具体见图2。

在系统的三个层面之间通过通信介质建立通讯联系，进行信息交换，实现对整个配电网的治理。系统采用以下信息传输方式：

·变电所rtu或综合自动化系统与调度自动化系统主站的通信维持目前的信息传送模式；

·主站与配电子站采用光纤以太网方式联结，子站与变电所内rtu或变电所综合自动化系统通过串口进行通信；

·馈线终端（ftu、dtu）原则上按一次网络馈线结构，采用串口方式经光纤接入子站；

·配变终端ttu的信息按就近原则接入柱上开关终端ftu，通过ftu发送至子站，通信介质为屏蔽双绞线。

系统采用以上分层的总体结构，具有以下特点：

·不同层面执行不同功能，主站的功能包括高、中压电网运行状态的监视控制（scada）、跨子站区域的故障处理、地调及配调网络分析、配电自动化等功能。子站层的馈线自动化系统完成配电scada、本区域馈线故障处理、信息转发功能。配电终端层完成信息采集、数据转发、执行遥控命令等功能。

·不同层面相互协调，三层之间通过通讯介质进行信息交换，协调工作，形成一个有机的整体，共同完成变电所监视控制和配电自动化任务。