淺談配電管理系統的功能設計
時間:2008-01-08 08:51:00來源:zhaohy
導語:?從配電管理系統(DMS)的定義及項目實施目的出發,對DMS系統實施的設計原則、應用范圍和其功能設計進行了論述
摘要: 從配電管理系統(DMS)的定義及項目實施目的出發,對DMS系統實施的設計原則、應用范圍和其功能設計進行了論述,是寧波城網改造項目中所進行的該系統國際招標、談判等工作的一個階段性技術總結。
關鍵詞: 配電管理系統; 調度自動化系統; 配電自動化; 地理信息系統
1 DMS系統特點
配電管理系統(DMS)是包括了輸配電網、配電站、變電所、地方電廠及用戶的自動化綜合體系,具有監視、控制、保護和管理等基本功能。系統的構成在功能和硬件特點方面大致為:①DMS的功能是分布在許多數據/應用服務器和工作站上,服務器和工作站通過計算機網絡互聯;②DMS系統是一個實時監控和離線管理相結合的系統,DMS系統的安全性要求很高;③系統將電網設備數據和用戶數據、實時數據和歷史數據、電網圖形和地理圖形、圖形與數據結合在一起,要求有很高的集成度;④適應配電系統現代管理的要求,有一套完整的支持配電系統管理的功能;⑤分布的開放式計算機網絡系統,各個模塊及其功能與實時數據采集和信息更新能相互配合;⑥可擴充的模塊化設計。
2 DMS系統的配置
2.1系統基本要求
DMS應由一個安全可靠、能提供各種高級服務、以及能為各種應用的實施和執行提供功能強大、開放式的基礎平臺和運行在該平臺之上的多個相對獨立的應用子系統組成,是一個符合配電系統現代化管理要求的、分布式、開放式、模塊化、可擴充的自動化系統。基礎平臺除提供基本的硬件技術和操作系統內核這一基本服務外,還能提供諸如數據庫系統、信息傳遞、人機界面、實時環境應用程序、地理環境應用程序等基礎服務以及與其他系統的接口。基于基礎平臺之上的各應用子系統包括:配電自動化(DA)、故障投訴管理(TCM)、配電網地理信息系統(GIS)、配電網分析軟件、配電工作管理系統、配電網的SCADA系統、電量計費等,同時還應和已有的系統進行接口,如MIS系統。這些子系統之間在開放系統結構(OSA)基礎上實現有機的橫向和縱向的集成,形成一個完整的DMS系統。同時DMS系統應具有適應電網逐漸發展、控制與管理相結合的特點。系統應該做到每一個功能模塊的維護和擴展對其余模塊的影響都最校這就要求硬件設備、操作系統、網絡互聯、人機通信、數據庫管理等必須采用國際標準或事實上的工業標準。整個DMS系統具有完全開放的系統體系結構。還應考慮不同操作系統共存于一個DMS中;網絡互連采用TCP/IP;采用應用編程接口(API)實現系統的擴充;采用成熟的數據庫接口技術(ODBC)完成數據交換;人機接口采用X-WINDOW或NT平臺。
2.2系統中各部分簡述
DMS系統主要由文件服務器、數據庫管理服務器、應用服務器、GIS服務器、配電工作管理服務器、TCM服務器、網絡管理工作站、調度員工作站、通信服務器、GIS工作站、配電工作管理工作站、TCM工作站、DTS工作站(OPTION)、會議室演示工作站、操作基地工作站、供電局(包括用電管理所)工作站、報表工作站、局長工作站、總工工作站、工程師工作站、電網運行工作站、網絡存貯設備、打印機、繪圖儀、網絡設備及衛星定位時鐘等組成。
2.2.1服務器
①文件服務器主要承擔系統的域名管理和文件服務的協調管理。②數據庫管理服務器在分布式網絡中,承擔實時和歷史數據庫的管理、協調及維護,為工作站及配電網分析軟件提供數據支撐。③應用服務器承擔地區電網和配電網的SCADA功能和配電網分析功能。④GIS服務器承擔GIS的數據管理和GIS信息的存儲。⑤配電工作管理服務器承擔配電設備數據的管理以及支持配電工作管理軟件的運行。⑥TCM服務器承擔用戶投拆信息和事故處理信息的管理、用戶信息的存儲以及支持TCM軟件的運行。
2.2.2工作站
①網絡管理工作站承擔網絡的監視、管理及協調。②調度員工作站是DMS系統主要的人機界面,為電力調度員監控管理電網提供手段,應用于市區配電網及相關地區電網的調度管理。③通信工作站用于采集110 kV及以上變電所、SCS操作基地、地方發電廠、直供高壓用戶的實時信息,并具有接收GPS衛星時鐘,確保系統時鐘唯一性的功能;用于采集110 kV及以下變電所站內自動化或RTU實時信息;用于采集配網FTU實時信息;用于DMS系統向被控對象下行控制命令;用于和遠程省調、縣調的信息交換;用于撥號RTU的信息采集。通信工作站具有互為熱備用功能(包括調制解調器)。④GIS工作站用于地理基礎信息的建立及管理。⑤配電管理工作站用于配電的工作管理和設備管理、維護。⑥TCM工作站用于故障投拆及處理情況響應的管理。⑦DTS工作站(OPTION)用于調度員的模擬培訓。⑧會議室演示工作站用于事故分析、系統演示等。⑨工程師工作站用于系統維護和新應用程序的開發。⑩報表管理工作站用于各種運行、試驗和管理報表的編輯、修改和管理。B11操作基地工作站、供電局(包括用電管理所)工作站用于SCS操作基地、供電局的實時監視,局長工作站、總工工作站、電網運行工作站分別為局長、總工、電網運行工程師提供必要的信息。
2.2.3網絡結構
DMS系統計算機網絡是一個物理上星形結構的快速交換式以太網。服務器和一些工作站連接在100 M端口上,其它工作站連接在10 M端口上,網絡應采用雙網冗余的技術,100 M端口的網絡介質應采用光纖。DMS系統和買方的系統(如MIS等)采用路由器進行連接。
另外還可根據需要在網絡上添加工作站,為此應特別重視網絡的互連和端口的數量。隨著配網自動化實施范圍的擴大,FTU信息必將呈幾何級數增加,為合理組織實時信息系統,信息分層分流是寧波配網自動化的今后設想,將遠程工作站升級為子配電集控中心是合理的方案。
2.2.4網絡延拓
由于DMS是集成配電管理各個子系統、同時協調實時與歷史信息的計算機網絡系統,考慮實時數據的安全性及可靠性,通過適當的網絡技術實現向買方相關系統、軟件和硬件的網絡延拓,從而實現系統集成、資源共享。應考慮好網絡協調軟件和相應的接口技術支持。所謂相關系統、軟件和硬件是指:負荷管理系統(LMS)、用電營業管理系統(CMS)、管理信息系統(MIS)、省電力調度中心(簡稱省調)、縣電力調度中心(簡稱縣調)、調度模擬屏、地區電網分析軟件和配電網規劃軟件(PSS/U)。
3 DMS系統功能構成
3.1配電自動化系統(DA)
配電自動化系統(DA)的實施旨在提高城市電網配電可靠性和管理水平。配電自動化系統DA作為DMS集成系統中的一環,與其它相關系統的數據流向大致為:DA從FTU、用電營業管理、負荷管理系統等獲取配電網信息,形成實時數據庫和歷史數據庫,TCM彌補實時信息的不足,GIS則為DA提供地理信息背景、離線圖形數據和設備參數等。反之,DA又為TCM、GIS等系統提供配網實時運行參數、事故、停役等信息。配電自動化系統(DA)應包括配電遠方終端(FTU)、配套的10 kV柱上負荷開關、環網開關柜、通信通道以及相應的功能軟件。
3.2地理信息系統(GIS)
GIS用來形成一個具有空間概念(地理環境信息)和基礎信息(電網資料)的分層管理的基礎數據庫。既能方便地查詢和管理,又為電網運行管理提供一個有效的、能操作的具有地理信息的網絡模型。對配網設備的資產、設計、施工、檢修等進行有效的管理,為配電管理系統提供基礎數據庫平臺,支持系統應用軟件的開發和其它子系統功能的實現,如配電自動化系統(DA)、故障電話投訴系統(TCM)等。
3.3配電工作管理(DWM)
配電工作管理是在GIS數據庫平臺上,借助GIS技術,進行日常的配電管理,包括配電網運行管理、配電網檔案和統計管理、配電工程設計、配電網施工計劃和工作管理等,并延伸出輔助應用,使之與用電營業管理系統(CMS)中營業業擴流程銜接,實現真正意義上的以業擴為主線的營配合一管理。
3.4故障投訴管理(TCM)
受理用戶的各種故障投訴,以及相應的用電問題解答。同時又可彌補DA系統實時信息采集覆蓋的不足,作為故障判斷的輔助手段。
3.5配電網分析軟件
根據電網的需要,在DMS中集成一些配電網分析軟件:配電網絡建模和拓撲、負荷建模和校準、配電潮流、網絡結構優化和重構、調度員的仿真培訓(OPTION)等,以提高調度員對配電的分析和監管手段。
3.6配電SCADA
配電調度中心主要作用于變電所、大用戶、配電網及相關的地區電網,進行實時監控和數據采集,并集成相應的配電網分析軟件,具有監控變電所站內自動化和配電網自動化功能,滿足電網調度業務管理需要。
3.7電量計費功能(EET)
電量計費系統的開發,為實現地方電廠競價上網準備技術手段,通過經濟手段管理地方電廠,更好地實現對電力資源的優化配置,降低上網電價及運行成本。系統具有對遠方廠站計量終端進行分時段電量采集、統計和計算等功能。對不同時段的電量進行不同價格計費;統計和分析不同時段、不同電價結構的發電量和用電量變化情況;為經濟調度提供實時分析數據。
參考文獻
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〔2〕周昭茂,邵源.配電綜合自動化系統探討[J].電力自動化設備,1997,17(4):7~9
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