一、概述
隨著經(jīng)濟全球化的快速推進(jìn)，一個國家或地區(qū)的經(jīng)濟增長與社會發(fā)展對電力質(zhì)量的需求越來越明確，其依賴程度也越來越高。電壓波動和短時的停電都會造成巨大的損失。因此，需要結(jié)合電網(wǎng)改造在配電網(wǎng)中實現(xiàn)配電網(wǎng)自動化，以提高配電網(wǎng)的管理水平，為廣大電力用戶不間斷的提供優(yōu)質(zhì)電能。
配電網(wǎng)自動化是以一次網(wǎng)架和設(shè)備為基礎(chǔ)，以配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)為核心，綜合利用多鐘通信方式，實現(xiàn)對配電系統(tǒng)的監(jiān)測與控制，實現(xiàn)對供電故障的快速反應(yīng)，迅速處理故障，及時恢復(fù)供電。并通過與相關(guān)應(yīng)用系統(tǒng)的信息集成，實現(xiàn)配電系統(tǒng)的科學(xué)管理。同時，配電安全可靠性將直接影響著國民經(jīng)濟發(fā)展和人民生活水平。據(jù)不完全統(tǒng)計，我國用戶停電故障中80%是由于配電網(wǎng)故障引起的;其運行穩(wěn)定性、可靠性等直接影響廣大用戶的生產(chǎn)與生活。
建立配網(wǎng)自動化/配網(wǎng)管理系統(tǒng)是改善公眾服務(wù)質(zhì)量、提高市場競爭力、擴大市場份額的有效手段，越來越受到電力公司的普遍關(guān)注與高度重視。
二、系統(tǒng)介紹
配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)是配電網(wǎng)自動化的核心，具備配電網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)采集與控制(SCADA)、故障處理及高級應(yīng)用功能，可以實現(xiàn)饋線自動化(FA，即故障定位、隔離、非故障區(qū)段的供電恢復(fù))、負(fù)荷管理、地理信息系統(tǒng)(AM/FM/GIS)、配電應(yīng)用分析(PAS)等。
配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)具有如下特點：
1、需要傳輸?shù)男畔⒘看?
2、在線分析和離線管理緊密結(jié)合;
3、應(yīng)用分析和終端設(shè)備緊密結(jié)合;
4、一次設(shè)備和二次設(shè)備緊密結(jié)合。
1、配電網(wǎng)架規(guī)劃
配電網(wǎng)架規(guī)劃是實施配電網(wǎng)自動化的第一步，合理的配電網(wǎng)架是實施配電網(wǎng)自動化的基礎(chǔ)，需要遵循如下原則：
(1)配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)的設(shè)計、建設(shè)和改造應(yīng)結(jié)合地區(qū)配電網(wǎng)規(guī)模及應(yīng)用需求，與配電網(wǎng)調(diào)度運行管理體制相適應(yīng)，滿足配電網(wǎng)安全經(jīng)濟優(yōu)質(zhì)運行要求，提高配電網(wǎng)供電質(zhì)量和運行管理水平;
(2)遵循標(biāo)準(zhǔn)化原則，滿足安全性、可靠性、開放性、實用性、先進(jìn)性的要求，實現(xiàn)各項應(yīng)用的一體化設(shè)計，具備良好的可維護性、可擴展性;
(3)主干線路采用環(huán)網(wǎng)接線、開式運行，導(dǎo)線和設(shè)備滿足負(fù)荷轉(zhuǎn)移的要求;
(4)主干線路分為3～5段，并裝設(shè)分段開關(guān)，分段主要考慮負(fù)荷密度、負(fù)荷性質(zhì)和線路長度;
(5) 對供電可靠性要求高的地區(qū)宜建設(shè)獨立的配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)，按應(yīng)用需求配置“可選功能”;
(6)配電設(shè)備自身可靠，有一定的容量裕度，并具有遙控和智能功能。
2、配網(wǎng)主站建設(shè)
配網(wǎng)主站是整個配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的監(jiān)控管理中心，完成以下功能：
(1)配電網(wǎng)實時數(shù)據(jù)采集與控制(SCADA)：通過終端設(shè)備和通信系統(tǒng)將配電網(wǎng)的實時狀態(tài)傳送到主站，在主站對配電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)方監(jiān)視和控制，與調(diào)度自動化類似。包括配電開關(guān)的狀態(tài)，保護動作信息，運行數(shù)據(jù)等。
(2)提供主站控制方式下的饋線自動化功能，用于完成線路故障的快速定位、隔離和非故障區(qū)段的供電恢復(fù)，適用于各種復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)。
(3)配電地理信息管理(AM/FM/GIS)：以地理圖為背景對配電設(shè)備、配電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分層次管理，包括查詢、統(tǒng)計等。
(4)配電網(wǎng)應(yīng)用分析(PAS)：對SCADA系統(tǒng)采集的運行數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計算，為調(diào)度員提供輔助決策，包括：網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹顟B(tài)估計、潮流計算、網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)、無功優(yōu)化、仿真培訓(xùn)等，配電網(wǎng)具有與輸電網(wǎng)不同的特點，因此配電網(wǎng)應(yīng)用分析的算法與能量管理系統(tǒng)(EMS)有所不同。
(5)與其它應(yīng)用系統(tǒng)(如MIS系統(tǒng))接口：根據(jù)生產(chǎn)和管理的要求，配電主站系統(tǒng)與其它應(yīng)用系統(tǒng)交換數(shù)據(jù)，給供電企業(yè)內(nèi)部其它部門提供配電網(wǎng)的信息。
配網(wǎng)主站的建設(shè)遵循統(tǒng)籌規(guī)劃分步實施的原則，在規(guī)劃時考慮系統(tǒng)的安全可靠、實用和易于擴展。
3、通信系統(tǒng)建設(shè)
通信系統(tǒng)是主站系統(tǒng)與配電網(wǎng)終端設(shè)備聯(lián)接的紐帶，主站與終端設(shè)備間的信息交互都是通過通信系統(tǒng)完成，因此必須有穩(wěn)定可靠的通信系統(tǒng)，才能實現(xiàn)配電自動化的功能。目前的通信方式有：光纖通信、電力線載波、有線電纜、無線擴頻、GPRS/CDMA/3G無線通信等多種。配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的通信具有終端設(shè)備多，單臺設(shè)備的數(shù)據(jù)量小的特點，我司根據(jù)這些特點，提供完備的無線移動網(wǎng)絡(luò)方案，其中涵蓋了電力級的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品Router及DTU、網(wǎng)絡(luò)與設(shè)備管理功能、聯(lián)接管理功能、高效可靠的數(shù)據(jù)匯聚。
(1)方案拓?fù)鋱D
方案拓?fù)鋱D
(2)方案拓?fù)湔f明
現(xiàn)場采集設(shè)備(FTU、DTU)通過串口或者網(wǎng)口與通信設(shè)備(無線GPRS/CDMA、路由器)相連，無線設(shè)備與運營商建立連接，運營商跟據(jù)無線設(shè)備送上來的驗證信息，給終端分配固定的IP地址，并把此IP劃分到指定的專網(wǎng)，實現(xiàn)與主站前置機的通信。
采集設(shè)備采集到現(xiàn)場的數(shù)據(jù)后與設(shè)定的值進(jìn)行比較，如果采集到的值超過設(shè)定值的范圍，采集設(shè)備會把這些數(shù)據(jù)通過串口或者網(wǎng)口發(fā)送到無線模塊，無線模塊按指定的主站前置機發(fā)送相應(yīng)的信息。主站對送上來的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并向相應(yīng)的管理人員發(fā)出短信或者郵件報警。維護工程師跟據(jù)報警的內(nèi)容做快速處理，把將要發(fā)生的故障的設(shè)備進(jìn)行及時處理，在未發(fā)生故障前把問題解決，實現(xiàn)預(yù)防式維護。
主站通過前置機把狀態(tài)輪詢信息發(fā)到各個地方的無線模塊，無線模塊收到信息后把這些信息轉(zhuǎn)發(fā)給采取設(shè)備。采集設(shè)備收到指令后把相應(yīng)的狀態(tài)打包并通過無線設(shè)備回傳給主站，實現(xiàn)對各個地方狀態(tài)的監(jiān)控。
4、終端系統(tǒng)維護
終端維護系統(tǒng)實現(xiàn)遠(yuǎn)程對電力現(xiàn)場采取設(shè)備的運行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測、參數(shù)修改、升級等。拓?fù)鋱D如下：
終端系統(tǒng)維護拓?fù)鋱D
現(xiàn)場采集設(shè)備的業(yè)務(wù)串口與維護串口分別與無線模塊化的串口一和串口二相連。正常通信的時候業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)只走通道一，實現(xiàn)配網(wǎng)自動化。當(dāng)需要對采集設(shè)備進(jìn)行維護的時候維護系統(tǒng)服務(wù)器與無線模塊建立通道二，實現(xiàn)遠(yuǎn)程維護的功能。
三、移動網(wǎng)絡(luò)解決方案特點及優(yōu)勢
針對配網(wǎng)自動化的需求及實際特點，提供了完備的無線移動網(wǎng)絡(luò)整體解決方案，其產(chǎn)品及方案具有如下特點及優(yōu)勢：
1、支持多種網(wǎng)絡(luò)及多種配電設(shè)備
提供Router及DTU兩個系列的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品，覆蓋多種移動網(wǎng)絡(luò)。串口與網(wǎng)口兼?zhèn)�，支持各種配電設(shè)備。電力用戶可以自如選擇不同的移動網(wǎng)絡(luò)及配電設(shè)備。
(1)支持GPRS/CMDA以及3G時代的WCDMA/TD-SCDMA/EVDO網(wǎng)絡(luò);
(2)Router支持網(wǎng)絡(luò)及串口的配電設(shè)備;
(3)DTU支持串口的配電設(shè)備;
(4)支持短信方式實現(xiàn)電力三遙數(shù)據(jù)的收發(fā)。
2、久經(jīng)考驗的高可靠工業(yè)級、電力級移動網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品
(1)Router，DTU兩大系列均通過電科院權(quán)威驗證;
(2)堅持自主研發(fā)工業(yè)級無線網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的定位;
(3)產(chǎn)品不僅在國家電網(wǎng)北京電力公司成功應(yīng)用，還在南方電網(wǎng)廣州深圳等重點城市成功應(yīng)用獲得用戶好評，累計穩(wěn)定運行的設(shè)備數(shù)量近萬臺。
3、可靠的網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接
網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接的可靠性對配網(wǎng)自動化的應(yīng)用至關(guān)重要，我司在此方面積累了豐富的經(jīng)驗，實現(xiàn)了高可靠的聯(lián)接管理。
(1)獨具的鏈路檢測、自動修復(fù)技術(shù)，無需人工干預(yù)，為上層的配電自動化應(yīng)用提供可靠的網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接;
(2)聯(lián)接管理技術(shù)，可以按照用戶的需求在網(wǎng)絡(luò)任何一方發(fā)起連接或者斷開連接，并可實現(xiàn)按需連接、自動斷線、手動激活等功能，節(jié)約用戶的網(wǎng)絡(luò)資源，減少運行費用。
4、安全的網(wǎng)絡(luò)
移動運營商為電力應(yīng)用提供APN專網(wǎng)接入，保證了網(wǎng)絡(luò)的安全性。同時產(chǎn)品本身也具備高級別的網(wǎng)絡(luò)安全功能，保護數(shù)據(jù)不受侵?jǐn)_。
(1)支持IPSec VPN， CA數(shù)字身份認(rèn)證等安全功能;
(2)可以支持用戶特殊需求的網(wǎng)絡(luò)安全功能。
5、智能化的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點
Router產(chǎn)品不僅僅是完成網(wǎng)絡(luò)與聯(lián)接的功能，還可以成為智能的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，完成部分現(xiàn)場功能。
(1)支持電力行業(yè)規(guī)約;
(2)智能化的報警功能;
(3)利用短信上報狀態(tài)等(需特殊版本);
(4)保存日志信息，以便進(jìn)行分析與故障診斷。
6、網(wǎng)絡(luò)管理功能實現(xiàn)監(jiān)控?zé)o憂
產(chǎn)品全面支持中國移動的WMMP行業(yè)設(shè)備接入規(guī)范，提供行業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)與產(chǎn)品，能對網(wǎng)絡(luò)通道及網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控和管理。
(1)RTools遠(yuǎn)程管理工具實現(xiàn)對單臺設(shè)備的遠(yuǎn)程管理;
(2)Admin短信遠(yuǎn)程管理中心通過短信實現(xiàn)對批量設(shè)備的遠(yuǎn)程管理;
(3)強大的平臺級網(wǎng)管軟件實現(xiàn)對數(shù)以萬計設(shè)備的監(jiān)控和管理。
7、工程實施簡易高效
提供一整套配置工具和方法，針對產(chǎn)品采購后工程實施的各個階段，集中、高效、遠(yuǎn)程地完成配置工作。這樣的方案可以減少現(xiàn)場施工的工作負(fù)擔(dān)，降低對現(xiàn)場施工人員的要求。
(1)提供手持配置工具，無需電源就可以配置DTU產(chǎn)品;
(2)通過平臺級網(wǎng)管軟件方便地實現(xiàn)對Router及DTU進(jìn)行遠(yuǎn)程配置或升級，大大減少現(xiàn)場實施工作。
8、支持系統(tǒng)的擴充與升級
Router及DTU全面支持安全可靠的遠(yuǎn)程固件升級(專利技術(shù))，輕松支持系統(tǒng)容量的擴充。
9、工程支持與服務(wù)
針對電力行業(yè)用戶的需求提供多種工程與技術(shù)支持，包括網(wǎng)絡(luò)方案設(shè)計，培訓(xùn)，網(wǎng)絡(luò)配置工具與支持，現(xiàn)場服務(wù)，運行狀態(tài)分析，升級方案設(shè)計等。
