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配电自动化主站设计

来源:牛建伟发布时间:2016-09-22分类:[杂志期刊] 关键词: 6EP电源

一、配电自动化主站建设原则
1.按照主站系统总体建设目标要求,配电主站系统作为调控一体化支撑系统,实现对整个配电网的智能化管理和应用。
2.满足配网规模的要求,硬件首先满足相关技术规程及指导文件的要求,符合国际标准。具备配电SCADA、馈线自动化、配电调度管理、智能调控等功能,并充分符合运行、调度、维护人员使用习惯。
3.满足配网规模的要求,扩展主站系统硬件及软件功能,同时建立符合IEC61968和IEC61970要求配网信息交换总线。利用标准规范的公共信息模型,将配电网资源数据进行一体化设计,并针对各个与配网相关的应用系统设计统一的数据交换模型,完成数据的统一表达和信息共享,实现各个应用系统之间紧密的纵向和横向信息集成。
4.系统架构按照长远目标设计,接入10 kV环网的实时信息,实现基本功能及馈线自动化功能。

二、整体方案概述
配电自动化主站作为整个配电应用管理系统的核心,结合IEC61968/ IEC61970国际标准要求,在整个系统的改造过程中要充分突出“信息化、自动化、互动化”的特征。主站系统将涵盖配网运行监视、配电自动化信息接入、馈线自动化信息交换与集成。远期实现配网仿真、配网应用分析、配网数据统计分析等内容。最终实现配网调度管辖范围内电网设备的调控一体化,并通过信息交换总线实现与配电相关系统互连和应用集成。
三、主站系统建设方案
主站系统功能要求实现调控一体化支撑平台,支持软件包括公共支撑软件及运行管理软件。公共支撑软件包括关系数据库软件、动态信息数据库软件、CORBA中间件等。数据库软件包括商用数据库软件和实时数据库软件。系统具有多层结构的支撑平台,为应用软件提供一个统一的、高可用率的、容错的环境。支撑平台提供标准的用户开发环境。主要包括以下功能:
a.实时数据库管理系统:实现快速的实时数据存取和管理。
b.商用数据库管理系统:存储电网非实时数据及统计数据,为非实时应用和其它系统提供支持。
c.数据备份与恢复:对应用数据提供安全的备份和恢复机制,保证数据的完整性和可恢复性。
d.权限管理:系统管理员能根据不同的工作职能和工作性质赋予操作人员不同的权限和权限有效期,并且权限与工作站节点相关,不同工作站节点可有不同的权限。
e.告警服务:为各应用提供告警服务。
f.报表管理:为各应用提供制作各种统计报表的功能。
g.系统运行管理:系统运行管理实现对整个系统中的设备、功能及权限等进行分布化管理,以维护系统的完整性和可用性,提高系统运行效率。
h.人机界面管理:人机界面系统是用户与系统进行交互的内在支撑,提供方便快捷的图形操作界面,大大减轻工作强度。
i.图模库一体化管理:按照面向对象的方法设计的基于CIM的图库一体化技术,采用先进的图形制导工具,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。
四、主站系统平台功能要求
1)配电主站系统SCADA功能
数据采集功能:采集接收处理各种数据类型,采集的全部数据带有完整的表示数据状态的质量标志和来源标志。对所有接入系统的终端数据进行周期性的查询采集,以保持数据库的实时性。
a.状态显示功能:用特定的颜色或样式动态地显示一次设备的运行状态,包括事故遥信变位和正常操作遥信变位、标识牌信息、通信通道状态等。
b.远方控制功能:发送主站系统的控制命令至远方终端设备,实现远方终端设备的遥控控制操作;通过配电主站实现对变电所10kV开关的遥控操作。具备双席监控、“五防”的防误闭锁、校时等功能,并能存储及查询遥控操作过程中的系统信息或操作信息。
c.交互操作功能:提供方便、直观和快速的操作方法,具有多窗口、多界面显示、菜单驱动,操作简单、屏幕显示信息准确;操作员可根据需要设置、闭锁各种类型的数据,并有人工置数的符号或颜色标志区分。在人机界面实现遥控、人工置位、报警确认、挂牌、临时跳接线等操作,并具备相应的“五防”的防误闭锁条件。
d.图形显示功能:实现系统图、供电范围图、单线图、开关站图和地理接线图显示以及各种应用的动态着色功能,并可以在各类图上显示一次设备的人工置位信息或运行状态和实时遥测数据,提供对一次设备进行遥控操作的手段;显示配电主站系统运行工况图、通信网络图、主机CPU负载率、硬盘使用量与容量的比率和主要系统应用进程运行情况等系统必需的监视界面。
e.事件告警功能:对数据进行有效性检查和数据过滤,并有明显的告警提示;事件告警具有分区分流功能,按照责任区的划分进行信息分流,具备对各自责任区的事项及告警进行确认的功能。当有越限告警时,可通过报警窗口显示,并可根据需要打印记录;告警信息具备按条件(如时间段和描述)进行分类及模糊查询的功能。
f.事件顺序记录:可以按需查询系统中的事件顺序记录,能实时自动和召唤打印事件顺序记录。
g.事故追忆功能:能记录追忆触发时间前1分钟至后5分钟内全站的模拟量;
h.数据统计功能:显示24小时实时负荷曲线及报表,并自动统计最大值、最小值、平均值;可以负荷曲线及报表方式分别展示。
i.报表打印功能:采用通用的电子报表工具。可生成各种格式的报表,并可在表中插图, 如曲线、棒图、饼图及其它图形,具有灵活的报表处理功能,可进行表格内的各种数学运算,运算公式可在线设置和修改,可在报表上对报表数据进行修改。
j.配电网络工况监视功能:能显示全系统各部分的工作状态及显示各工作站的CPU负荷率、硬盘剩余空间等信息。
k.计算机网络互连及二次系统安全防护功能:参照《电网二次系统安全防护方案(调度系统)》技术框架,保障配电主站系统的控制安全、信息安全和应用系统安全,同时满足配电主站系统对相关应用系统的信息需求。
2)图模库一体化管理
a.10kV电网模型数据导入
配电调控一体化系统通过GIS图形系统获取10kV配网图模数据,把GIS图形系统中的电网模型和图形,按照IEC 61968的消息格式,基于统一数据模型基础上构建新的数据交换格式,采用CIM XML/RDF格式的模型数据和SVG的图形数据,通过配置在通信接口服务器上的适配器发送到信息交换总线,配电自动化主站通过接口获取图模数据并完成数据模型和图形的更新。
b.上级电网模型数据导入
变电站内模型由调度集控系统的主站维护人员在集控系统上通过作图工具和数据库维护工具建立电网模型,然后通过与调度集控系统的接口将10kV主一次开关及以下出线模型转换到配电调控一体化系统中。
c.电网数据模型拼接
配电调控一体化系统通过GIS图形系统数据交换流程获取10kV配网图模数据,通过调度集控系统数据交换流程获取了主网图模数据,然后在图模库一体化平台上实现馈线模型与站内模型拼接,从而在配电调配一体化系统中可以得到从66kV到10kV完整的配电网络模型,为配网调度的指挥管理准备完整的电网模型及拓扑资料。
3)馈线自动化
主站根据各配电终端检测到的故障信息,结合变电站的继电保护信号、开关跳闸等故障信息,确定故障类型和发生位置。采用声光、语音、打印事件等报警形式,并在自动推出的配网单线图上,通过网络动态拓朴着色的方式明确地表示出故障区段。
a.故障定位:主站根据配电终端传送的故障信息,快速自动定位故障区段,并在调度员工作站显示器上自动调出该信息点的接线图,以醒目方式显示故障发生点及相关信息(如特殊的颜色或闪烁)。
b.故障区域隔离:主站进行故障定位并根据故障定位结果确定环网箱及配电站的隔离方案,故障隔离方案可以自动或经调度员确认后进行。子站根据配电终端检测到的故障信息确定开关站内分段开关及配出开关的故障隔离方案,故障隔离方案自动执行。
c.非故障区域恢复供电:环网箱及配电站的非故障区域恢复供电由主站进行,可选择自动方式进行和人机交互方式进行,通过与EMS系统的互操作实现非故障区域恢复供电。执行过程中允许单步执行,也可在连续执行时人工暂停执行。
4WEB发布功能
实现SCADA数据及时发布功能。配电网运行、管理相关人员通过WEB浏览器能够浏览配电网的实时运行状态。
5)配网特色管理功能
系统联络图、线路单线图之间的自动对应和同步操作,系统联络图和线路单线图,从微观和宏观两个方面入手,全方位展示网架结构,符合配网日常工作需求。系统联络图和线路单线图之间依据拓扑连接关系自动对应。系统联络图和线路单线图之间可以方便的切换,并且相关的操作如置数、挂牌等操作可以在任意类型的图形上操作并自动同步。
6)配网网络分析功能
a.配电网模型管理
配电自动化系统通过配网信息交互总线获取10kV配网图模数据和主网图模数据,然后在图模库一体化平台上实现馈线模型与站内模型拼接,在配电调配一体化系统中可以得到从66kV到10kV完整的配电网络模型,为配网调度的指挥管理准备完整的电网模型及拓扑资料。
b.配网拓扑分析
配电网络拓扑分析是配网所有分析应用的基础。配电网络拓扑分析用于构建动态的配电网络模型,模型体现了设备之间的连接关系、连通关系、配电网络的实时状态,适用于任何形式的配电网络接线方式。根据模型,可进行带电区域划分进行动态着色,分析确定配电区域的供电源点和各点供电路径。模型结构随着配电接线图的设备变更而变化,状态随着配电实时信息的刷新而相应变动。要求模型结构参照IEC61970CIM标准。主要包括以下模块:
c.设备挂牌分析
d.设备操作分析
e.网络带电状态着色。
全局着色:用不同颜色表示电网元件的运行状态(带电、停电等);线路着色:实现对单条或多条配电线的供电范围及供电路径分析,并可进行动态电源分析显示;电源点追踪着色:上游追踪到站内出线开关;供电范围着色:实现对单条或多条配电线的供电范围及供电路径分析;并可进行动态电源分析显示;负荷转供着色;查找线路供电路径,并在图形上直观表现。
五、主站系统硬件体系结构
主站硬件首先满足配电自动化项目的应用要求,同时兼顾将来系统的扩充,在将来系统扩充时可继续利用,只需升级和扩充主要服务器。

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