第八章 配電網(wǎng)自動化主站系統(tǒng)

1、機電與自動化學(xué)院 何朝陽8.1 主站系統(tǒng)概述 8.1.1設(shè)計原則 8.1.2 系統(tǒng)架構(gòu)8.2 主站系統(tǒng)硬件 8.2.1 配置原則 8.2.2 功能部署8.3 主站系統(tǒng)軟件 8.3.1 配置原則 8.3.2 功能部署8.4 信息交互8.5 配電網(wǎng)地理信息系統(tǒng) 8.5.1 系統(tǒng)概述 8.5.2 構(gòu)建原理 8.5.3 功能部署 8.5.4 應(yīng)用實例8.6 主站系統(tǒng)集成方案 8.6.1采用SCADA/DA和GIS一體化方案 8.6.2 SCADA/DA與GIS系統(tǒng)的集成方案 8.6.3 兩種方案的比較8.7 主站系統(tǒng)工程實例 8.7.1 工程實例一 8.7.2 工程實例二配電網(wǎng)自動化主站系統(tǒng)是配電網(wǎng)自

2、動化系統(tǒng)的核心部分，主要實現(xiàn)配電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控等基本功能以及配電網(wǎng)拓撲分析應(yīng)用等擴展功能，并具有與其他應(yīng)用信息系統(tǒng)進行信息交互的功能，為配電網(wǎng)調(diào)度指揮和生產(chǎn)管理提供技術(shù)支撐。圖8-1 配電網(wǎng)自動化主站系統(tǒng)功能組成結(jié)構(gòu) 圖8-2 主站系統(tǒng)硬件配置圖 圖8-3 配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)與相關(guān)應(yīng)用系統(tǒng)的信息交互配電網(wǎng)地理信息系統(tǒng)是利用現(xiàn)代地理信息系統(tǒng)技術(shù)，將配電網(wǎng)絡(luò)、用戶信息及地理信息、配電網(wǎng)實時信息進行有機集成，并運用于整個配電網(wǎng)的生產(chǎn)和管理過程的系統(tǒng)。 實現(xiàn)圖形和屬性的雙重管理功能 圖8-5 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖系統(tǒng)基于C/S+B/S多層混合架構(gòu)，采用分布和集中相結(jié)合的方式部署。 將GIS完全揉進系統(tǒng)平臺中

3、，整個系統(tǒng)共享一個圖形數(shù)據(jù)源和實時、歷史數(shù)據(jù)源。GIS和SCADA/DA系統(tǒng)通過空間數(shù)據(jù)庫引擎SDE（Spatial Database Engine）將圖形數(shù)據(jù)統(tǒng)一于商用數(shù)據(jù)庫中。 圖8-8 SCADA和GIS一體化方案 一、一、SCADA/DASCADA/DA和和GISGIS一體化一體化不存在圖形格式轉(zhuǎn)換問題：地理信息系統(tǒng)和SCADA/DA系統(tǒng)應(yīng)采用統(tǒng)一的圖形格式（即只有一個作圖工具包和一個圖形顯示包)，實時響應(yīng)速度快。 GIS和SCADA/DA均直接利用系統(tǒng)平臺的實時數(shù)據(jù)庫，不存在報文交換。 SCADA系統(tǒng)和GIS之間畫面連動 。在SCADA/DA中可以充分利用自動畫圖AM（Automat

4、ed Mapping）/設(shè)備管理FM（Facilities Management）/GIS提供的圖形資源及數(shù)據(jù)資源，在AM/FM/GIS中也可以利用SCADA/DA中的實時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)。在現(xiàn)有GIS和SCADA/DA之間提供一個中間層，即轉(zhuǎn)換接口，通過轉(zhuǎn)換接口將兩個相對獨立的系統(tǒng)關(guān)聯(lián)起來。GIS系統(tǒng)可通過接口模塊提供的API從SCADA/DA的實時數(shù)據(jù)庫中讀取實時數(shù)據(jù)，通過接口模塊以O(shè)DBC方式訪問SCADA/DA歷史數(shù)據(jù)庫。 GIS系統(tǒng)對圖形及設(shè)備屬性進行維護，SCADA/DA系統(tǒng)只可以讀取GIS系統(tǒng)的圖形拓撲和設(shè)備屬性數(shù)據(jù)，SCADA/DA系統(tǒng)只對實時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)進行維護，并提供API

5、接口供GIS調(diào)用。 在某省會城市，分三期建設(shè)一個完善的集成型配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)，以滿足智能配電網(wǎng)建設(shè)需要。I期將市中心區(qū)列入終端接入范圍，具備3000臺終端（實時信息量約38萬點）接入能力；II期將市區(qū)（不含郊區(qū)）列入終端接入范圍，具備超過5000臺終端（實時信息量大于50萬點）接入能力；III期則將終端接入范圍拓展至全市。配電網(wǎng)自動化主站系統(tǒng)功能應(yīng)符合集成型配電主站技術(shù)規(guī)范和調(diào)控一體化建設(shè)要求。I期實現(xiàn)常規(guī)SCADA功能、饋線自動化功能、WEB發(fā)布及符合標(biāo)準的信息交互接口；II期實現(xiàn)DPAS等高級應(yīng)用，以及相關(guān)系統(tǒng)集成和信息交互；III期實現(xiàn)配電網(wǎng)自愈控制和經(jīng)濟優(yōu)化運行等智能化應(yīng)用。將SCAD

6、A、GIS、DA等功能集于一體 主站的軟件采用標(biāo)準的三層結(jié)構(gòu)：平臺層（操作系統(tǒng)、通信中間件及數(shù)據(jù)庫等支撐平臺）中間層（業(yè)務(wù)邏輯、服務(wù)器層）應(yīng)用層系統(tǒng)三層結(jié)構(gòu)通過專用通信支撐軟件軟總線實現(xiàn)各層模塊之間的數(shù)據(jù)傳送，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)每個運行軟總線的機器都被認為成一個節(jié)點，節(jié)點機之間可以通過軟總線通信，各個節(jié)點機之間建立對等關(guān)系。模型導(dǎo)入/導(dǎo)出、拼接/拆分 ：依據(jù)IEC 61970/61968標(biāo)準的CIM、CIS從GIS系統(tǒng)導(dǎo)入配電網(wǎng)模型及圖形信息，對分塊的模型進行拼接，形成完整的配電網(wǎng)絡(luò)拓撲，同時可以拆分配電網(wǎng)拓撲模型并導(dǎo)出至相關(guān)應(yīng)用系統(tǒng)。常規(guī)SCADA功能 饋線自動化功能 推廣基于GIS的停電管理系統(tǒng) 采取

7、信息交換總線方式，基于IEC 61970/61968標(biāo)準，采用CIM模型和CIS接口規(guī)范，通過統(tǒng)一的標(biāo)準來實現(xiàn)信息的共享。通過企業(yè)信息交換總線實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，在GIS與配電SCADA實時系統(tǒng)信息交互的基礎(chǔ)上開發(fā)配電網(wǎng)運行分析系統(tǒng)、智能化現(xiàn)場作業(yè)管理系統(tǒng)、配電網(wǎng)設(shè)備在線監(jiān)測管理系統(tǒng)，推廣基于GIS的停電管理系統(tǒng)。 該市配電主站系統(tǒng)具有超過80萬點的超大數(shù)據(jù)處理能力，可以滿足電網(wǎng)未來5到8年的發(fā)展需求；實現(xiàn)了配電SCADA、饋線自動化、網(wǎng)絡(luò)拓撲、配電網(wǎng)仿真、統(tǒng)計分析等功能。系統(tǒng)集成實現(xiàn)了和95598系統(tǒng)、EMS系統(tǒng)、配電GIS系統(tǒng)的接口與數(shù)據(jù)交換。 同時原有分局終端直接連到分局主站的，將分局主站降級為該市子站；原有分局終端通過子站連接到分局主站的，考慮不增加體系結(jié)構(gòu)級數(shù)，將該子站連接到集中的新主站，不再通過原分局主站，最終整合為一套集中的主站系統(tǒng)。圖8-13 整合后配電網(wǎng)自動化主站系統(tǒng)配置圖該主站系統(tǒng)在配電網(wǎng)自動化平臺基礎(chǔ)上，實現(xiàn)配電SCADA、饋線自動化、配電網(wǎng)仿真、實時信息發(fā)布等功能。 配電網(wǎng)自動化主站系統(tǒng)采用了基于IEC標(biāo)準的信息系統(tǒng)應(yīng)用集成，實現(xiàn)了基于CIM/XML的電網(wǎng)模型導(dǎo)入、基于SVG標(biāo)準的圖形導(dǎo)入、與EMS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口與交互。 配電網(wǎng)自