试论输配线路自动化系统的管理与应用

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摘要：输配线路自动化系统可以保障输配线路供电的安全、优质和经济，并且合理分配用电负荷以及出现故障后尽快恢复供电。本文讨论了输配线路自动化系统的内容、管理和应用情况。

关键词：输配线路；自动化；管理；应用

中图分类号：TM63 文献标识码：A

输配线路自动化系统是电力系统自动化的一部分，电力系统自动化包括电力系统调度自动化、发电厂自动化以及变电站自动化；其中电力系统调度自动化又包括发电与输电调度自动化、配电网调度自动化。本文讨论的输配线路自动化系统主要是指输电调度自动化、变电站自动化和配电网自动化。输配线路自动化系统是保证正常状态下安全、优质、经济地向用户提供电能；缺电状态下可以调配好用电负荷；事故状态下能够迅速消除故障影响并且尽快恢复正常供电。可见，输配线路自动化系统的管理是十分重要的，探讨管理和应用好输配线路自动化系统具有很现实的意义。

1 输配线路自动化系统内容

1.1 输电线路调度自动化系统

电力调度自动化系统由调度主站、厂站端及通信三部分组成，输电线路调度自动化系统主要是调度主站系统。县级调度主站系统的主要是数据采集与监控系统（SCADA）。SCADA主站系统具有如下功能：

⑴数据采集与监控功能：采集厂站端和终端设备各种数据类型。

⑵数据处理功能：主要处理遥测、遥信和电度量等。

⑶事件与报警：记录所有事件并根据信息情况区分一般报警和事故报警。

⑷数据计算：对各种数据进行计算、判断和统计。

⑸远方控制与操作：即遥控、遥调及一控一监督功能。

⑹采集历史数据、生成报表、事故追忆、打印、记录操作记录等功能。

⑻与GPS时钟信号对时功能。

⑼系统运行监控、在线维护与管理功能以及其他一些功能。

1.2 变电站自动化系统

变电站包括输电变电站和配电变电站，变电站自动化系统主要是对变电站二次设备实现自动监控、微机保护及调度通信等自动化功能。变电站自动化系统实现的主要功能是：

⑴继电保护功能：除了常规变电站的所有保护功能，还具有独立于监控系统之外的故障退出运行时继续工作的能力。

⑵数据采集功能：与SCADA主站系统类似，可采集各种类型数据。

⑶事件记录与故障录波测距功能：采用集中式或分散型进行故障录波。

⑷后台控制和操作功能：在后台控制屏幕就能进行各种开关、断路器、分接头的远程操作。

⑸系统的自诊断、设备监视与报警功能。

⑹数据处理、记录以及“四遥”等功能。

1.3 配电网自动化（DA）

我国输变自动化发展较好，配电自动化相对滞后。配电网自动化是利用计算机和通信技术对配电网以及用电负荷、用户设备进行监控管理，以保证配电网运行安全经济并减少损耗、故障及提高供电质量。配电网自动化包括配电网调度自动化、配电线路自动化、配电变电站自动化及用户自动化。配电自动化的功能是：

⑴数据采集与控制：主要采集配电网和用户的各种数据。

⑵负荷管理：通过对用户负荷直接管理和用户自行管理两种方式进行管理。

⑶电压/无功综合控制：包括母线电压控制、馈线无功功率控制与远端电压控制，以及线路补偿、变压器环流控制、无功功率控制等自动化控制。

⑷可靠性、信息化管理以及电网图形系统、安全、节能等功能。

2 输配线路自动化系统的管理

2.1 安全制度管理

输配线路自动化系统结构复杂且庞大，需要相应的管理措施，而建立健全完善的管理制度则是这个庞大系统的有效保障。管理制度包括：

⑴运行管理制度。建立完善的安全运行管理制度，包括安全运行规章制度、安全联防制度、维护与检修制度等，并把网络和EMS系统的安全维护常态化和制度化。

⑵人员管理制度。一是建立高素质的专业网络管理团队，处理和预防网络内部的攻击、越权、泄密和误用行为；二是加强技术培训和交流，提高运行维护人员的安全技能和安全观念。

⑶网络监管制度。对全网实施监管，保证EMS系统和电力系统所有连接节点都在监管范围内，确保全网安全管理的系统性和全面性[4]。

2.2信息管理

信息管理是输配线路自动化系统的基本功能，要保证数据采集和更新的持续性和实时性。信息管理要保障信息网络的安全，防范网络攻击，因此要建立网络安全防护体系。目前电力系统企业内部的网络一种是专网，与公网完全隔离，安全性较高；另一种是与公网连接并利用公网通道的企业内部网，这种网络容易受到来自公网的攻击和威胁。作为电力调度数据网其安全性、实时性、可靠性要求很高，应该建立端到端的调度专网；而信息管理业务相对公开，可以与公网连接。

2.3 加强配电网的改造和管理

由于配电网自动化程度相对较低，所以要加强配电网的技术改造，提高其自动化程度，降低线路损耗，改善供电可靠性，为此需要采取以下措施：

⑴统筹规划，分步实施。提高配电网自动化程度不是可以一蹴而就的，需要加强规划，优先解决电网供电容量、提升电网的安全性与供电的质量和可靠性，如城市配电网要先实现环网供电结构，提升电网的互供能力，并逐步实施自动配电和馈线自动化。对现成的配电网络则应装设线路分段设备和重合设备。

⑵配置合理的通信通道和选配可靠的一次设备。通信通道是配电自动化的前提和基础，应按照现有通信条件、通信规划、配电自动化系统管理需求，分层配置。为保证通信效果，主干信道应采用光纤材料，支线信道可采用有线、载波、无线等形式。同时，选配满足配电自动化要求的一次设备。

⑶实现实时系统和管理系统的一体化。由于一次性实现配电自动化投资较大，可先实现实时SCADA和AM/FM/GIS的一体化，通过AM/FM/GIS系统以弥补DA的不足。SCADA和AM/FM/GIS可以通过图形用户界面（GUI）集成在一起。

⑷ 输配线路自动化系统的应用

下面以东方电子DF8003说明输配线路自动化系统的应用。DF8003采用国际标准IEC 61970 CIM/CIS以及分层分布式原则进行系统设计，具有很好的互操作性、易维护性、可扩展性和开放性。

3.1 系统组成

DF8003系统由硬件、操作系统、网络平台、应用平台及电力应用软件组成。硬件平台包括SCADA服务器/前置采集服务器、交换机、其他服务器、工作站、打印机和冗余配置的双网等。网络平台用于通信和提供操作系统扩展与跨平台支持功能。应用平台提供图形及界面管理、数据采集、SCADA应用等功能。

3.2 软件架构

DF8003的软件架构由通用平台层、专用数据库平台、应用平台层及应用软件层等组成，可以实现电网调度自动化系统的功能。

3.3 调度集控一体化功能的实现

在传统EMS调度主站基础上加入集控元素，利用DF8003系统的扩展能力，可实现调度集控一体化。调度集控一体化有利于统一使用和维护电网信息，便于发挥调度和变电运行的集约化功能，可适应更加复杂的电网结构。

结语

随着电力系统日趋复杂和庞大，没有系统的自动化，电力系统是无法运行的。为了更好地发挥输配线路自动化系统的功能，需要合理应用自动化技术，并且加强系统的协调和管理。

参考文献

[1] 本书编委会. 电力系统电网安全运行管理实务全书[M].电子工业出版，2004.

[2] 张锋. 浅谈电力系统调度自动化及其发展方向[J]. 广东科技，2008.

[3] 陈利球. 变电站综合自动化系统分析[J]. 城市建设理论研究（电子版），2011.

[4] 赵静等. 探析电力系统调度自动化[J]. 数字技术与应用，2011.

[5] 王霞丽等. 关于电力系统自动化管理探析[J]. 科技创新与应用，2011.