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基于GPRS的配电网自动化系统的研究

摘要：本文对配电网一体化的综合自动化系统做了研究，并提出了整体方案。该系统克服了现有自动化系统平台不一致，功能单一，各系统间很难实现互联和信息共享，造成重复建设、信息资源浪费的现象。将现有分散的、单一功能的系统集成综合的、信息共享的一体化系统。 关键词：调度自动化;一体化;可靠性;配电自动化 前言 配电自动化系统是利用现代电子技术、通信技术、计算机及网络技术于一体，实现对配电网实时监测、保护、控制、用电及配电管理的智能系统。配电自动化有利于保证配网安全运行，监视配网运行状态，优化配网运行方式。它能明显的缩短故障停电时间，减少故障停电范围。避免高峰低谷、电压幅值等对用户产生不良影响;并且通过合理控制分配用电负荷，有利于提高配网设备利用率;采用远程抄表，提高工作效率，减轻员工劳动强度;利于提高管理现代化水平和服务质量，并可为客户提供用电信息服务[1]。 国外的配电自动化已经形成了集变电所自动化、馈线分段开关监控、电容器组调节控制、用户负荷控制和远程抄表等系统于一体的配电网管理系统。我国配电自动化起步晚，但随着输电网自动化程度的提高，国家在配电上的资金投入也开始增加，实现一体化的配电自动化系统已成为研究热点。 本文在此基础上提出一种基于GPRS的配电自动化系统。系统采用以InternetTCP/IP标准协议的双以太网结构，由配电主站，子站和终端三大部分组成。通过变电所的FTU(远方终端)将各种运行电气参数和状态信息采集到调度中心，由调度人员从调度中心发送控制和调整命令到变电所FTU，来调整电压和控制设备的投切。 一、配电自动化主站部分 1.1主站硬件构成 主站端由多台计算机构成全分布式的模块化体系结构，系统可以方便的扩展。计算机通过高速以太局域网连在一起。系统采用双网冗余热备份方式，所有的服务器和PC机都连接到这两个以太网上，主网出故障时，在固定时间内系统自动或手动切换到备网运行，从而使系统更加安全可靠。前置机、SCADA服务器等也可以采用双机冗余热备份的工作模式，保证系统可靠性。 前置机子系统主要功能包括：通讯参数设置、三遥参数设置、下发召唤命令、接受FTU上传信息、报文处理与规约解析、实时数据转发和局域网对时。 SCADA服务器：是配电网自动化系统的控制中心，负责接收并处理各采集单元(RTU/FTU/TTU)或转发单元的实时数据，监测报文和故障信息，并广播到实时网，供其它各工作站使用，同时协调对各厂站的控制。在SCADA服务器上可以安装商用关系数据库，用于存储系统运行参数和历史数据，并作网络数据库来使用，提供与外界的数据接口。 调度员工作站：通过调度员工作站，操作者可以进行SCADA监控，可以查看配电网实时运行状况、获取报表、数据曲线、棒图等统计资料，同时调度员工作站也提供系统运行管理和信息管理的手段。 1.2主站软件构成 系统软件采用面向对象的设计方法，由不同的装置对象组成间隔对象。系统软件同时还为分层、模块式结构，共分为三层：通信层、数据层和应用层。每一个层由不同软件模块组成、层与层之间，模块与模块之间耦合松散，这样既有利于提高系统的稳定性又可以方便的实现功能扩展。 二、配电自动化子站系统 配网监控子站是配网自动化系统的中间层，向上与配网主站等各个系统进行计算机通信，向下与所辖区内终端设备进行通信，完成终端设备数据的集中和转发，可以实现遥测、遥信、遥控、当地监控及故障隔离等功能;并将实时数据中转到配电主站的通信处理机上。 三、配电自动化终端设备 配电终端设备是整个系统的最底层，主要完成对柱上开关、支线开关、配电变压器、开闭所、环网开关、箱式变等各种现场信息的采集和监控功能。一体化设计的配网自动化远方终端FTU是按同时面向变电站(开闭所)间隔与配网自动化馈线设计的一体化现场终端，由综合自动化系统监控单元、智能型电源模块、蓄电池组、主体机箱以及附属接线部分组成，具有保护、测量与控制以及对馈电线路FTU的通信管理功能，适用于变电站(开闭所)的10kV馈线断路器在配电网自动化系统中的管理。该装置可与SCADA主站通信，完成对配网线路的各种监控功能。 FTU是分散式布置，户外运行，因此必须保证能适应恶劣的运行环境和具有很高的可靠性，要能在-40～+85°C温度和环境里正常工作，要有良好的防潮、防雨、防腐蚀措施。并且FTU一般装于电力线柱上或组合柜内，要承受高电压、大电流、雷电等干扰，因而要求有很强的抗干扰能力。FTU附近一般有隔离开关或重合器，在这些装置操作时，有一定的震动，当用插件式结构时，一定要用很好的紧固措施，另外FTU分散式布置，装于人们不方便观察的高度，要求FTU有很强的自检能力，在其出现故障时通过自检及时发现，而通过通讯报给远方配调中心，以便防患于未然[2]。因此，FTU要有智能电