曾奮

摘要：隨著智能電網(wǎng)建設(shè)速度的不斷推進(jìn)，電網(wǎng)中實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析的數(shù)量也不斷增加，對(duì)大量的電能資源進(jìn)行分析處理、調(diào)配管理和綜合控制以及確保電力生產(chǎn)的安全高效實(shí)施是一項(xiàng)非常艱巨的任務(wù)，所以，必須有一套完整的、科學(xué)的、實(shí)用的面向智能電網(wǎng)的配網(wǎng)自動(dòng)化管理系統(tǒng)，適用于面向智能電網(wǎng)的配網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)綜合管理系統(tǒng)用于配電站和電能的管理和控制。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)管理；配網(wǎng)通信；智能電網(wǎng)；數(shù)據(jù)分析；電能資源；電力生產(chǎn)

中圖分類號(hào)：TN915 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2014）34-0060-02

1 配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

配網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)是用于管理配電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的軟件系統(tǒng)。通過(guò)收集配電網(wǎng)絡(luò)各設(shè)備和模塊的運(yùn)行狀態(tài)信息，匯集到數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中進(jìn)行統(tǒng)一管理，并對(duì)這些數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析、加工和處理，據(jù)此進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)資源的合理分配、網(wǎng)絡(luò)負(fù)載的動(dòng)態(tài)調(diào)整，用于確保配電網(wǎng)絡(luò)的安全可靠和高效運(yùn)行，同時(shí)優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行，降低配電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行和維護(hù)成本。以現(xiàn)代通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)、電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ)的配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)目標(biāo)在于將電網(wǎng)結(jié)構(gòu)相關(guān)信息、配電網(wǎng)離線和在線數(shù)據(jù)進(jìn)行融匯合成，并最終形成一個(gè)區(qū)域性的功能完整的自動(dòng)化系統(tǒng)。配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)主要包括了運(yùn)行自動(dòng)化和控制功能自動(dòng)化兩個(gè)部分，進(jìn)一步又可以細(xì)分為電壓控制、SCADA系統(tǒng)、故障檢測(cè)、隔離和恢復(fù)系統(tǒng)、自動(dòng)抄表、用電負(fù)荷管理、饋線控制管理及協(xié)調(diào)管控等功能模塊。

配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)管理的范圍涵蓋了從底層變電站的主變低壓側(cè)以及低壓母線到終端電力用戶在內(nèi)的整個(gè)配電網(wǎng)絡(luò)，所涉及到的管理對(duì)象包括以出線開(kāi)關(guān)、環(huán)網(wǎng)柜和配電變壓器為代表的供電一次設(shè)備以及主站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、饋線監(jiān)控設(shè)備、配變監(jiān)控終端設(shè)備和通訊設(shè)備等構(gòu)成的自動(dòng)化系統(tǒng)。

2 配網(wǎng)自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的總體特征

配電網(wǎng)絡(luò)具有若干顯著的特征，要求配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)的時(shí)候能夠遵照或體現(xiàn)這些特征，以確保系統(tǒng)的可用性和可靠性，這些特征包括：

2.1 通信方式多樣化

配電網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化系統(tǒng)從通信方式上來(lái)講具有多樣性，可以使用傳統(tǒng)的光纖通信、語(yǔ)音信道、衛(wèi)星通信、無(wú)線擴(kuò)頻通信、微波通信等方式，也可以直接使用較新的電力載波通信。實(shí)際上一個(gè)跨地域范圍較廣的配電網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化管理系統(tǒng)往往涉及到若干種通信方式的交叉融合，因此系統(tǒng)建設(shè)中要考慮不同通信方式之間的接口問(wèn)題。

2.2 數(shù)據(jù)終端分布廣

配電網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化管理系統(tǒng)所設(shè)計(jì)到的數(shù)據(jù)通信終端設(shè)備分布廣泛、數(shù)量眾多，其數(shù)量通常遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于輸電網(wǎng)絡(luò)的通信終端數(shù)。

2.3 終端間距離近

由于饋線沿途的設(shè)備點(diǎn)之間的間隔通常只有幾百米甚至幾十米，配電子站和配電房之間的距離也不過(guò)幾百米到幾千米之間，因此配電網(wǎng)絡(luò)中終端設(shè)備的分布距離較近，其通信可視為短距離通信，延遲很小。

3 配網(wǎng)通信管理系統(tǒng)軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)

配網(wǎng)通信管理系統(tǒng)作為一個(gè)軟硬件結(jié)合的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)，必須在需求分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行充分的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。為確保系統(tǒng)設(shè)計(jì)的完善、科學(xué)和充分，應(yīng)遵循如下設(shè)計(jì)思路和設(shè)計(jì)原則，在分層結(jié)構(gòu)中，各層獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，每一層定義清晰的調(diào)用接口，相鄰層之間通過(guò)接口進(jìn)行交互，呈現(xiàn)出服務(wù)調(diào)用和服務(wù)提供的關(guān)系。按照這種模式，只要各層定義的接口不變，各層實(shí)現(xiàn)的改變不會(huì)影響到其他層，也不會(huì)破壞系統(tǒng)的健康運(yùn)行。由于分層結(jié)構(gòu)的這種優(yōu)勢(shì)，目前中大規(guī)模以上的分布式企業(yè)應(yīng)用幾乎都采用分層結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。概括起來(lái)，分層結(jié)構(gòu)所具有的優(yōu)點(diǎn)包括：

3.1 低耦合

在分層結(jié)構(gòu)中，各層獨(dú)立實(shí)現(xiàn)，層與層之間通過(guò)定義好的接口進(jìn)行交互，耦合度極低；各層的實(shí)現(xiàn)上的改變不會(huì)對(duì)相鄰層造成影響。例如，在不影響業(yè)務(wù)邏輯層實(shí)現(xiàn)的情況下，可以對(duì)表示層進(jìn)行更改和調(diào)整；類似的只要接口不變，業(yè)務(wù)邏輯層的變化也不會(huì)對(duì)表示層造成影響。

3.2 可重用

由于在分層結(jié)構(gòu)中各層獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，因此已實(shí)現(xiàn)的層具有高度的可重用性，調(diào)用方只需要獲知被調(diào)用層的接口即可。一個(gè)典型的例子是：已實(shí)現(xiàn)的業(yè)務(wù)邏輯層，既可以通過(guò)Web模式的表示層類訪問(wèn)，也可以利用移動(dòng)終端按Wap的模式訪問(wèn)，而無(wú)需對(duì)不同的表示層重新設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)訪問(wèn)和業(yè)務(wù)邏輯模塊，大大地提高了可重用性。目前，甚至可以利用SOA等技術(shù)實(shí)現(xiàn)跨平臺(tái)的可重用性。

3.3 開(kāi)發(fā)成本低

分層模式下，各層獨(dú)立開(kāi)發(fā)，只需要約定好層間接口。各層的開(kāi)發(fā)可以獨(dú)立進(jìn)行，甚至可以使用不同的開(kāi)發(fā)工具和開(kāi)發(fā)語(yǔ)言，開(kāi)發(fā)活動(dòng)靈活性高、周期短、相對(duì)成本低。例如，分層模式下，可以允許使用C#的人員設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯層，而由熟悉ASP的人員來(lái)實(shí)現(xiàn)表示層，這極大地提升了開(kāi)發(fā)活動(dòng)的靈活性和效率，也有效確保了系統(tǒng)的性能，降低了成本。

3.4 部署及維護(hù)簡(jiǎn)單

按分層模式實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)也可以進(jìn)行各層獨(dú)立的部署和維護(hù)，降低了系統(tǒng)整體的部署難度和維護(hù)成本。

正是由于分層結(jié)構(gòu)的眾多優(yōu)點(diǎn)，本系統(tǒng)也按照分層結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，從大的框架上分為前端表示層、業(yè)務(wù)邏輯層和數(shù)據(jù)訪問(wèn)及通信層三層，其結(jié)構(gòu)示意如圖1所示：

從總體分工來(lái)講，前端表示層面向用戶提供一個(gè)用戶同系統(tǒng)交互的接口，通常情況下，該層還負(fù)責(zé)接收用戶的輸入，并進(jìn)行一些簡(jiǎn)單的操作，例如合法性驗(yàn)證；業(yè)務(wù)邏輯層作為系統(tǒng)的核心層，通常涵蓋用戶驗(yàn)證、業(yè)務(wù)流程實(shí)現(xiàn)以及數(shù)據(jù)訪問(wèn)等重要功能。

4 結(jié)語(yǔ)

整個(gè)面向智能電網(wǎng)的配網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)綜合管理系統(tǒng)還需要更多的時(shí)間，數(shù)量極大的配網(wǎng)站的供電運(yùn)行管理情況還有待實(shí)際使用中進(jìn)一步驗(yàn)證。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)也發(fā)生了巨大的變化，已經(jīng)逐漸依賴于用網(wǎng)絡(luò)綜合管理來(lái)控制和管理企業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)，所以，網(wǎng)絡(luò)綜合管理系統(tǒng)在這種背景下有很大的應(yīng)用前景。智能電網(wǎng)以其在現(xiàn)代國(guó)內(nèi)外供電設(shè)備中的各種優(yōu)越性，已經(jīng)成為現(xiàn)代電網(wǎng)系統(tǒng)不可缺少的一部分。配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)以其完善的系統(tǒng)功能和工程化建設(shè)，以及接入終端數(shù)量大，在配電網(wǎng)絡(luò)方面的監(jiān)控自動(dòng)化范圍廣，未來(lái)將在現(xiàn)代電網(wǎng)建設(shè)中繼續(xù)做出貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 袁泉.電力系統(tǒng)信息整合與技術(shù)集成的研究及應(yīng)用

[D].浙江大學(xué)，2005.

[2] 林世勇，黃明祥.10kV配網(wǎng)建設(shè)與信息管理[J].浙江大學(xué)學(xué)報(bào)，2004，（2）.

[3] 霍忠.智能化電力營(yíng)銷與配網(wǎng)管理系統(tǒng)的研究[J].科技資訊，2013，3（7）.endprint

摘要：隨著智能電網(wǎng)建設(shè)速度的不斷推進(jìn)，電網(wǎng)中實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析的數(shù)量也不斷增加，對(duì)大量的電能資源進(jìn)行分析處理、調(diào)配管理和綜合控制以及確保電力生產(chǎn)的安全高效實(shí)施是一項(xiàng)非常艱巨的任務(wù)，所以，必須有一套完整的、科學(xué)的、實(shí)用的面向智能電網(wǎng)的配網(wǎng)自動(dòng)化管理系統(tǒng)，適用于面向智能電網(wǎng)的配網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)綜合管理系統(tǒng)用于配電站和電能的管理和控制。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)管理；配網(wǎng)通信；智能電網(wǎng)；數(shù)據(jù)分析；電能資源；電力生產(chǎn)

中圖分類號(hào)：TN915 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2014）34-0060-02

1 配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

配網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)是用于管理配電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的軟件系統(tǒng)。通過(guò)收集配電網(wǎng)絡(luò)各設(shè)備和模塊的運(yùn)行狀態(tài)信息，匯集到數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中進(jìn)行統(tǒng)一管理，并對(duì)這些數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析、加工和處理，據(jù)此進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)資源的合理分配、網(wǎng)絡(luò)負(fù)載的動(dòng)態(tài)調(diào)整，用于確保配電網(wǎng)絡(luò)的安全可靠和高效運(yùn)行，同時(shí)優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行，降低配電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行和維護(hù)成本。以現(xiàn)代通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)、電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ)的配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)目標(biāo)在于將電網(wǎng)結(jié)構(gòu)相關(guān)信息、配電網(wǎng)離線和在線數(shù)據(jù)進(jìn)行融匯合成，并最終形成一個(gè)區(qū)域性的功能完整的自動(dòng)化系統(tǒng)。配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)主要包括了運(yùn)行自動(dòng)化和控制功能自動(dòng)化兩個(gè)部分，進(jìn)一步又可以細(xì)分為電壓控制、SCADA系統(tǒng)、故障檢測(cè)、隔離和恢復(fù)系統(tǒng)、自動(dòng)抄表、用電負(fù)荷管理、饋線控制管理及協(xié)調(diào)管控等功能模塊。

配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)管理的范圍涵蓋了從底層變電站的主變低壓側(cè)以及低壓母線到終端電力用戶在內(nèi)的整個(gè)配電網(wǎng)絡(luò)，所涉及到的管理對(duì)象包括以出線開(kāi)關(guān)、環(huán)網(wǎng)柜和配電變壓器為代表的供電一次設(shè)備以及主站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、饋線監(jiān)控設(shè)備、配變監(jiān)控終端設(shè)備和通訊設(shè)備等構(gòu)成的自動(dòng)化系統(tǒng)。

2 配網(wǎng)自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的總體特征

配電網(wǎng)絡(luò)具有若干顯著的特征，要求配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)的時(shí)候能夠遵照或體現(xiàn)這些特征，以確保系統(tǒng)的可用性和可靠性，這些特征包括：

2.1 通信方式多樣化

配電網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化系統(tǒng)從通信方式上來(lái)講具有多樣性，可以使用傳統(tǒng)的光纖通信、語(yǔ)音信道、衛(wèi)星通信、無(wú)線擴(kuò)頻通信、微波通信等方式，也可以直接使用較新的電力載波通信。實(shí)際上一個(gè)跨地域范圍較廣的配電網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化管理系統(tǒng)往往涉及到若干種通信方式的交叉融合，因此系統(tǒng)建設(shè)中要考慮不同通信方式之間的接口問(wèn)題。

2.2 數(shù)據(jù)終端分布廣

配電網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化管理系統(tǒng)所設(shè)計(jì)到的數(shù)據(jù)通信終端設(shè)備分布廣泛、數(shù)量眾多，其數(shù)量通常遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于輸電網(wǎng)絡(luò)的通信終端數(shù)。

2.3 終端間距離近

由于饋線沿途的設(shè)備點(diǎn)之間的間隔通常只有幾百米甚至幾十米，配電子站和配電房之間的距離也不過(guò)幾百米到幾千米之間，因此配電網(wǎng)絡(luò)中終端設(shè)備的分布距離較近，其通信可視為短距離通信，延遲很小。

3 配網(wǎng)通信管理系統(tǒng)軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)

配網(wǎng)通信管理系統(tǒng)作為一個(gè)軟硬件結(jié)合的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)，必須在需求分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行充分的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。為確保系統(tǒng)設(shè)計(jì)的完善、科學(xué)和充分，應(yīng)遵循如下設(shè)計(jì)思路和設(shè)計(jì)原則，在分層結(jié)構(gòu)中，各層獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，每一層定義清晰的調(diào)用接口，相鄰層之間通過(guò)接口進(jìn)行交互，呈現(xiàn)出服務(wù)調(diào)用和服務(wù)提供的關(guān)系。按照這種模式，只要各層定義的接口不變，各層實(shí)現(xiàn)的改變不會(huì)影響到其他層，也不會(huì)破壞系統(tǒng)的健康運(yùn)行。由于分層結(jié)構(gòu)的這種優(yōu)勢(shì)，目前中大規(guī)模以上的分布式企業(yè)應(yīng)用幾乎都采用分層結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。概括起來(lái)，分層結(jié)構(gòu)所具有的優(yōu)點(diǎn)包括：

3.1 低耦合

在分層結(jié)構(gòu)中，各層獨(dú)立實(shí)現(xiàn)，層與層之間通過(guò)定義好的接口進(jìn)行交互，耦合度極低；各層的實(shí)現(xiàn)上的改變不會(huì)對(duì)相鄰層造成影響。例如，在不影響業(yè)務(wù)邏輯層實(shí)現(xiàn)的情況下，可以對(duì)表示層進(jìn)行更改和調(diào)整；類似的只要接口不變，業(yè)務(wù)邏輯層的變化也不會(huì)對(duì)表示層造成影響。

3.2 可重用

由于在分層結(jié)構(gòu)中各層獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，因此已實(shí)現(xiàn)的層具有高度的可重用性，調(diào)用方只需要獲知被調(diào)用層的接口即可。一個(gè)典型的例子是：已實(shí)現(xiàn)的業(yè)務(wù)邏輯層，既可以通過(guò)Web模式的表示層類訪問(wèn)，也可以利用移動(dòng)終端按Wap的模式訪問(wèn)，而無(wú)需對(duì)不同的表示層重新設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)訪問(wèn)和業(yè)務(wù)邏輯模塊，大大地提高了可重用性。目前，甚至可以利用SOA等技術(shù)實(shí)現(xiàn)跨平臺(tái)的可重用性。

3.3 開(kāi)發(fā)成本低

分層模式下，各層獨(dú)立開(kāi)發(fā)，只需要約定好層間接口。各層的開(kāi)發(fā)可以獨(dú)立進(jìn)行，甚至可以使用不同的開(kāi)發(fā)工具和開(kāi)發(fā)語(yǔ)言，開(kāi)發(fā)活動(dòng)靈活性高、周期短、相對(duì)成本低。例如，分層模式下，可以允許使用C#的人員設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯層，而由熟悉ASP的人員來(lái)實(shí)現(xiàn)表示層，這極大地提升了開(kāi)發(fā)活動(dòng)的靈活性和效率，也有效確保了系統(tǒng)的性能，降低了成本。

3.4 部署及維護(hù)簡(jiǎn)單

按分層模式實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)也可以進(jìn)行各層獨(dú)立的部署和維護(hù)，降低了系統(tǒng)整體的部署難度和維護(hù)成本。

正是由于分層結(jié)構(gòu)的眾多優(yōu)點(diǎn)，本系統(tǒng)也按照分層結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，從大的框架上分為前端表示層、業(yè)務(wù)邏輯層和數(shù)據(jù)訪問(wèn)及通信層三層，其結(jié)構(gòu)示意如圖1所示：

從總體分工來(lái)講，前端表示層面向用戶提供一個(gè)用戶同系統(tǒng)交互的接口，通常情況下，該層還負(fù)責(zé)接收用戶的輸入，并進(jìn)行一些簡(jiǎn)單的操作，例如合法性驗(yàn)證；業(yè)務(wù)邏輯層作為系統(tǒng)的核心層，通常涵蓋用戶驗(yàn)證、業(yè)務(wù)流程實(shí)現(xiàn)以及數(shù)據(jù)訪問(wèn)等重要功能。

4 結(jié)語(yǔ)

整個(gè)面向智能電網(wǎng)的配網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)綜合管理系統(tǒng)還需要更多的時(shí)間，數(shù)量極大的配網(wǎng)站的供電運(yùn)行管理情況還有待實(shí)際使用中進(jìn)一步驗(yàn)證。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)也發(fā)生了巨大的變化，已經(jīng)逐漸依賴于用網(wǎng)絡(luò)綜合管理來(lái)控制和管理企業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)，所以，網(wǎng)絡(luò)綜合管理系統(tǒng)在這種背景下有很大的應(yīng)用前景。智能電網(wǎng)以其在現(xiàn)代國(guó)內(nèi)外供電設(shè)備中的各種優(yōu)越性，已經(jīng)成為現(xiàn)代電網(wǎng)系統(tǒng)不可缺少的一部分。配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)以其完善的系統(tǒng)功能和工程化建設(shè)，以及接入終端數(shù)量大，在配電網(wǎng)絡(luò)方面的監(jiān)控自動(dòng)化范圍廣，未來(lái)將在現(xiàn)代電網(wǎng)建設(shè)中繼續(xù)做出貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 袁泉.電力系統(tǒng)信息整合與技術(shù)集成的研究及應(yīng)用

[D].浙江大學(xué)，2005.

[2] 林世勇，黃明祥.10kV配網(wǎng)建設(shè)與信息管理[J].浙江大學(xué)學(xué)報(bào)，2004，（2）.

[3] 霍忠.智能化電力營(yíng)銷與配網(wǎng)管理系統(tǒng)的研究[J].科技資訊，2013，3（7）.endprint

摘要：隨著智能電網(wǎng)建設(shè)速度的不斷推進(jìn)，電網(wǎng)中實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析的數(shù)量也不斷增加，對(duì)大量的電能資源進(jìn)行分析處理、調(diào)配管理和綜合控制以及確保電力生產(chǎn)的安全高效實(shí)施是一項(xiàng)非常艱巨的任務(wù)，所以，必須有一套完整的、科學(xué)的、實(shí)用的面向智能電網(wǎng)的配網(wǎng)自動(dòng)化管理系統(tǒng)，適用于面向智能電網(wǎng)的配網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)綜合管理系統(tǒng)用于配電站和電能的管理和控制。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)管理；配網(wǎng)通信；智能電網(wǎng)；數(shù)據(jù)分析；電能資源；電力生產(chǎn)

中圖分類號(hào)：TN915 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2014）34-0060-02

1 配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

配網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)是用于管理配電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的軟件系統(tǒng)。通過(guò)收集配電網(wǎng)絡(luò)各設(shè)備和模塊的運(yùn)行狀態(tài)信息，匯集到數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中進(jìn)行統(tǒng)一管理，并對(duì)這些數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析、加工和處理，據(jù)此進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)資源的合理分配、網(wǎng)絡(luò)負(fù)載的動(dòng)態(tài)調(diào)整，用于確保配電網(wǎng)絡(luò)的安全可靠和高效運(yùn)行，同時(shí)優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行，降低配電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行和維護(hù)成本。以現(xiàn)代通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)、電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ)的配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)目標(biāo)在于將電網(wǎng)結(jié)構(gòu)相關(guān)信息、配電網(wǎng)離線和在線數(shù)據(jù)進(jìn)行融匯合成，并最終形成一個(gè)區(qū)域性的功能完整的自動(dòng)化系統(tǒng)。配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)主要包括了運(yùn)行自動(dòng)化和控制功能自動(dòng)化兩個(gè)部分，進(jìn)一步又可以細(xì)分為電壓控制、SCADA系統(tǒng)、故障檢測(cè)、隔離和恢復(fù)系統(tǒng)、自動(dòng)抄表、用電負(fù)荷管理、饋線控制管理及協(xié)調(diào)管控等功能模塊。

配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)管理的范圍涵蓋了從底層變電站的主變低壓側(cè)以及低壓母線到終端電力用戶在內(nèi)的整個(gè)配電網(wǎng)絡(luò)，所涉及到的管理對(duì)象包括以出線開(kāi)關(guān)、環(huán)網(wǎng)柜和配電變壓器為代表的供電一次設(shè)備以及主站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、饋線監(jiān)控設(shè)備、配變監(jiān)控終端設(shè)備和通訊設(shè)備等構(gòu)成的自動(dòng)化系統(tǒng)。

2 配網(wǎng)自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的總體特征

配電網(wǎng)絡(luò)具有若干顯著的特征，要求配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)的時(shí)候能夠遵照或體現(xiàn)這些特征，以確保系統(tǒng)的可用性和可靠性，這些特征包括：

2.1 通信方式多樣化

配電網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化系統(tǒng)從通信方式上來(lái)講具有多樣性，可以使用傳統(tǒng)的光纖通信、語(yǔ)音信道、衛(wèi)星通信、無(wú)線擴(kuò)頻通信、微波通信等方式，也可以直接使用較新的電力載波通信。實(shí)際上一個(gè)跨地域范圍較廣的配電網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化管理系統(tǒng)往往涉及到若干種通信方式的交叉融合，因此系統(tǒng)建設(shè)中要考慮不同通信方式之間的接口問(wèn)題。

2.2 數(shù)據(jù)終端分布廣

配電網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化管理系統(tǒng)所設(shè)計(jì)到的數(shù)據(jù)通信終端設(shè)備分布廣泛、數(shù)量眾多，其數(shù)量通常遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于輸電網(wǎng)絡(luò)的通信終端數(shù)。

2.3 終端間距離近

由于饋線沿途的設(shè)備點(diǎn)之間的間隔通常只有幾百米甚至幾十米，配電子站和配電房之間的距離也不過(guò)幾百米到幾千米之間，因此配電網(wǎng)絡(luò)中終端設(shè)備的分布距離較近，其通信可視為短距離通信，延遲很小。

3 配網(wǎng)通信管理系統(tǒng)軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)

配網(wǎng)通信管理系統(tǒng)作為一個(gè)軟硬件結(jié)合的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)，必須在需求分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行充分的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。為確保系統(tǒng)設(shè)計(jì)的完善、科學(xué)和充分，應(yīng)遵循如下設(shè)計(jì)思路和設(shè)計(jì)原則，在分層結(jié)構(gòu)中，各層獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，每一層定義清晰的調(diào)用接口，相鄰層之間通過(guò)接口進(jìn)行交互，呈現(xiàn)出服務(wù)調(diào)用和服務(wù)提供的關(guān)系。按照這種模式，只要各層定義的接口不變，各層實(shí)現(xiàn)的改變不會(huì)影響到其他層，也不會(huì)破壞系統(tǒng)的健康運(yùn)行。由于分層結(jié)構(gòu)的這種優(yōu)勢(shì)，目前中大規(guī)模以上的分布式企業(yè)應(yīng)用幾乎都采用分層結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。概括起來(lái)，分層結(jié)構(gòu)所具有的優(yōu)點(diǎn)包括：

3.1 低耦合

在分層結(jié)構(gòu)中，各層獨(dú)立實(shí)現(xiàn)，層與層之間通過(guò)定義好的接口進(jìn)行交互，耦合度極低；各層的實(shí)現(xiàn)上的改變不會(huì)對(duì)相鄰層造成影響。例如，在不影響業(yè)務(wù)邏輯層實(shí)現(xiàn)的情況下，可以對(duì)表示層進(jìn)行更改和調(diào)整；類似的只要接口不變，業(yè)務(wù)邏輯層的變化也不會(huì)對(duì)表示層造成影響。

3.2 可重用

由于在分層結(jié)構(gòu)中各層獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，因此已實(shí)現(xiàn)的層具有高度的可重用性，調(diào)用方只需要獲知被調(diào)用層的接口即可。一個(gè)典型的例子是：已實(shí)現(xiàn)的業(yè)務(wù)邏輯層，既可以通過(guò)Web模式的表示層類訪問(wèn)，也可以利用移動(dòng)終端按Wap的模式訪問(wèn)，而無(wú)需對(duì)不同的表示層重新設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)訪問(wèn)和業(yè)務(wù)邏輯模塊，大大地提高了可重用性。目前，甚至可以利用SOA等技術(shù)實(shí)現(xiàn)跨平臺(tái)的可重用性。

3.3 開(kāi)發(fā)成本低

分層模式下，各層獨(dú)立開(kāi)發(fā)，只需要約定好層間接口。各層的開(kāi)發(fā)可以獨(dú)立進(jìn)行，甚至可以使用不同的開(kāi)發(fā)工具和開(kāi)發(fā)語(yǔ)言，開(kāi)發(fā)活動(dòng)靈活性高、周期短、相對(duì)成本低。例如，分層模式下，可以允許使用C#的人員設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯層，而由熟悉ASP的人員來(lái)實(shí)現(xiàn)表示層，這極大地提升了開(kāi)發(fā)活動(dòng)的靈活性和效率，也有效確保了系統(tǒng)的性能，降低了成本。

3.4 部署及維護(hù)簡(jiǎn)單

按分層模式實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)也可以進(jìn)行各層獨(dú)立的部署和維護(hù)，降低了系統(tǒng)整體的部署難度和維護(hù)成本。

正是由于分層結(jié)構(gòu)的眾多優(yōu)點(diǎn)，本系統(tǒng)也按照分層結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，從大的框架上分為前端表示層、業(yè)務(wù)邏輯層和數(shù)據(jù)訪問(wèn)及通信層三層，其結(jié)構(gòu)示意如圖1所示：

從總體分工來(lái)講，前端表示層面向用戶提供一個(gè)用戶同系統(tǒng)交互的接口，通常情況下，該層還負(fù)責(zé)接收用戶的輸入，并進(jìn)行一些簡(jiǎn)單的操作，例如合法性驗(yàn)證；業(yè)務(wù)邏輯層作為系統(tǒng)的核心層，通常涵蓋用戶驗(yàn)證、業(yè)務(wù)流程實(shí)現(xiàn)以及數(shù)據(jù)訪問(wèn)等重要功能。

4 結(jié)語(yǔ)

整個(gè)面向智能電網(wǎng)的配網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)綜合管理系統(tǒng)還需要更多的時(shí)間，數(shù)量極大的配網(wǎng)站的供電運(yùn)行管理情況還有待實(shí)際使用中進(jìn)一步驗(yàn)證。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)也發(fā)生了巨大的變化，已經(jīng)逐漸依賴于用網(wǎng)絡(luò)綜合管理來(lái)控制和管理企業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)，所以，網(wǎng)絡(luò)綜合管理系統(tǒng)在這種背景下有很大的應(yīng)用前景。智能電網(wǎng)以其在現(xiàn)代國(guó)內(nèi)外供電設(shè)備中的各種優(yōu)越性，已經(jīng)成為現(xiàn)代電網(wǎng)系統(tǒng)不可缺少的一部分。配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)以其完善的系統(tǒng)功能和工程化建設(shè)，以及接入終端數(shù)量大，在配電網(wǎng)絡(luò)方面的監(jiān)控自動(dòng)化范圍廣，未來(lái)將在現(xiàn)代電網(wǎng)建設(shè)中繼續(xù)做出貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 袁泉.電力系統(tǒng)信息整合與技術(shù)集成的研究及應(yīng)用

[D].浙江大學(xué)，2005.

[2] 林世勇，黃明祥.10kV配網(wǎng)建設(shè)與信息管理[J].浙江大學(xué)學(xué)報(bào)，2004，（2）.

[3] 霍忠.智能化電力營(yíng)銷與配網(wǎng)管理系統(tǒng)的研究[J].科技資訊，2013，3（7）.endprint