第八章 配電網(wǎng)自動(dòng)化主站系統(tǒng)

1、機(jī)電與自動(dòng)化學(xué)院 何朝陽(yáng)8.1 主站系統(tǒng)概述 8.1.1設(shè)計(jì)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(shí)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(shí)例 8.7.1 工程實(shí)例一 8.7.2 工程實(shí)例二配電網(wǎng)自動(dòng)化主站系統(tǒng)是配電網(wǎng)自

2、動(dòng)化系統(tǒng)的核心部分，主要實(shí)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?fù)浞治鰬?yīng)用等擴(kuò)展功能，并具有與其他應(yīng)用信息系統(tǒng)進(jìn)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(dòng)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(dòng)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(shí)時(shí)信息進(jìn)行有機(jī)集成，并運(yùn)用于整個(gè)配電網(wǎng)的生產(chǎn)和管理過(guò)程的系統(tǒng)。 實(shí)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(jìn)系統(tǒng)平臺(tái)中

3、，整個(gè)系統(tǒng)共享一個(gè)圖形數(shù)據(jù)源和實(shí)時(shí)、歷史數(shù)據(jù)源。GIS和SCADA/DA系統(tǒng)通過(guò)空間數(shù)據(jù)庫(kù)引擎SDE（Spatial Database Engine）將圖形數(shù)據(jù)統(tǒng)一于商用數(shù)據(jù)庫(kù)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(wèn)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(gè)作圖工具包和一個(gè)圖形顯示包)，實(shí)時(shí)響應(yīng)速度快。 GIS和SCADA/DA均直接利用系統(tǒng)平臺(tái)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，不存在報(bào)文交換。 SCADA系統(tǒng)和GIS之間畫面連動(dòng) 。在SCADA/DA中可以充分利用自動(dòng)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(shí)時(shí)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(gè)中間層，即轉(zhuǎn)換接口，通過(guò)轉(zhuǎn)換接口將兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立的系統(tǒng)關(guān)聯(lián)起來(lái)。GIS系統(tǒng)可通過(guò)接口模塊提供的API從SCADA/DA的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中讀取實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，通過(guò)接口模塊以O(shè)DBC方式訪問(wèn)SCADA/DA歷史數(shù)據(jù)庫(kù)。 GIS系統(tǒng)對(duì)圖形及設(shè)備屬性進(jìn)行維護(hù)，SCADA/DA系統(tǒng)只可以讀取GIS系統(tǒng)的圖形拓?fù)浜驮O(shè)備屬性數(shù)據(jù)，SCADA/DA系統(tǒng)只對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行維護(hù)，并提供API

5、接口供GIS調(diào)用。 在某省會(huì)城市，分三期建設(shè)一個(gè)完善的集成型配電網(wǎng)自動(dòng)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(tái)終端（實(shí)時(shí)信息量約38萬(wàn)點(diǎn)）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(guò)5000臺(tái)終端（實(shí)時(shí)信息量大于50萬(wàn)點(diǎn)）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(dòng)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(shí)現(xiàn)常規(guī)SCADA功能、饋線自動(dòng)化功能、WEB發(fā)布及符合標(biāo)準(zhǔn)的信息交互接口；II期實(shí)現(xiàn)DPAS等高級(jí)應(yīng)用，以及相關(guān)系統(tǒng)集成和信息交互；III期實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)自愈控制和經(jīng)濟(jì)優(yōu)化運(yùn)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(zhǔn)的三層結(jié)構(gòu)：平臺(tái)層（操作系統(tǒng)、通信中間件及數(shù)據(jù)庫(kù)等支撐平臺(tái)）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(guò)專用通信支撐軟件軟總線實(shí)現(xiàn)各層模塊之間的數(shù)據(jù)傳送，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)每個(gè)運(yùn)行軟總線的機(jī)器都被認(rèn)為成一個(gè)節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)機(jī)之間可以通過(guò)軟總線通信，各個(gè)節(jié)點(diǎn)機(jī)之間建立對(duì)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(zhǔn)的CIM、CIS從GIS系統(tǒng)導(dǎo)入配電網(wǎng)模型及圖形信息，對(duì)分塊的模型進(jìn)行拼接，形成完整的配電網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌瑫r(shí)可以拆分配電網(wǎng)拓?fù)淠Ｐ筒?dǎo)出至相關(guān)應(yīng)用系統(tǒng)。常規(guī)SCADA功能 饋線自動(dòng)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(zhǔn)，采用CIM模型和CIS接口規(guī)范，通過(guò)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)實(shí)現(xiàn)信息的共享。通過(guò)企業(yè)信息交換總線實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，在GIS與配電SCADA實(shí)時(shí)系統(tǒng)信息交互的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)配電網(wǎng)運(yùn)行分析系統(tǒng)、智能化現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)管理系統(tǒng)、配電網(wǎng)設(shè)備在線監(jiān)測(cè)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(guò)80萬(wàn)點(diǎn)的超大數(shù)據(jù)處理能力，可以滿足電網(wǎng)未來(lái)5到8年的發(fā)展需求；實(shí)現(xiàn)了配電SCADA、饋線自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、配電網(wǎng)仿真、統(tǒng)計(jì)分析等功能。系統(tǒng)集成實(shí)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(shí)原有分局終端直接連到分局主站的，將分局主站降級(jí)為該市子站；原有分局終端通過(guò)子站連接到分局主站的，考慮不增加體系結(jié)構(gòu)級(jí)數(shù)，將該子站連接到集中的新主站，不再通過(guò)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(dòng)化主站系統(tǒng)配置圖該主站系統(tǒng)在配電網(wǎng)自動(dòng)化平臺(tái)基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)配電SCADA、饋線自動(dòng)化、配電網(wǎng)仿真、實(shí)時(shí)信息發(fā)布等功能。 配電網(wǎng)自動(dòng)化主站系統(tǒng)采用了基于IEC標(biāo)準(zhǔn)的信息系統(tǒng)應(yīng)用集成，實(shí)現(xiàn)了基于CIM/XML的電網(wǎng)模型導(dǎo)入、基于SVG標(biāo)準(zhǔn)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