（电气工程专业论文）湖州电力局dms项目的建设与实施.pdf

浙江大学硕士学位论文i 毋s 1 限a c t 摘要 配电管理系统( d i s t r i b u t i o n m a n a g es y s t e m ) 是以scad a 、地理信息系统( g i s ) ， 资源数据库等为基础，由配电自动化( d a ) 、配电工作管理( d w m ) 、故障投诉管理( t c m ) ， 自动作图( a h o 和设备管理( f 岫、负荷管理( l i d ) 、配网分析系统( d a s ) 、呼叫中心( c a i l c e n t e r ) 、e r p 等多个相对独立又紧密相联的应用系统组成的，以实现配电网的资源管理， 状态监控，优化运行，提高供电可靠性，为用户提供优质服务的综合性开放式系统。研 究d m s 项目的建设与实施，对于配电系统的生产和管理具有重要的研究意义和现实应用 意义。 本文主要进行了湖州电力局d m s 项目建设和实施技术的研究、分析工作，对系统建 设实施过程中涉及的关键技术和实际经验进行介绍和阐述。 论文第一章阐述了课题的背景表意义，课题研究目的和方法。 论文第二章对配电管理现状从配电管理面临的挑战和传统配电管理模式的瓶颈这 两个方面进行了较为系统的阐述，以引出系统的建设思路。 论文第三章简要介绍了湖州电力局d m s 项目的总体架构，内容涉及软件体系架构， 网络和硬件架构、软件平台等几个方面。 论文第四章阐述了湖州o m s 项目中几条重要的配电管理功能设计原则，并给出大量 配电管理实例来说明系统建设过程中这些设计原则的具体实现方式。同时，结合配电工 作管理的要求和特点，对系统的数据挖掘思路进行了初步的探索。 论文第五章具体阐述了o m s 项目建设与实施过程中涉及的g i s s c a d a 一体化建模、 自动成图，高级分析，工程设计等关键技术的设计理念，部分关键技术进行了初步的展 开论述。 论文第六章对d m s 项目在地市供电局的建设与实施经验进行了探讨，总结了湖州电 力局在系统建设过程中较好的做法，并给出部分实例加以说明。 论文最后，对d m s 项目的深入开发以及应用前景进行了展望。 关键词 配电管理系统功能设计原则一体化建模自动成图工程设计实例 浙江大学硕士学位论文a b s t r a c t a b s t r a c t d i s t r i b u t i o nm a n a g es y s t e mi s c o m p o s e do fs e v e r a li n d e p e n d e n ta n ds t i l l i n t e r m l a t e du n i t s d a ，d w m ，t c m ，a m ，f m ，l m ，d a s ，c a l lc e n t e r ，e r p ，b a s e d o ns c a d a 。 g i s a n dr e s o u r c ed a t a 。 t h i sc o m p r e h e n s i v eo p e ns y s t e mi st or e a l i z et h er e s o u r c em a n a g e m e n to ft h e d i s t r i b u t i o nn e t w o r k ，m o n i t o rt h ec o n d i t i o n ， o p t i m i z e i t ssm o v e m e n t e n h a n c et h e r e l i a b i l i t y o ft h ep o w e rs u p p l y a n d p r o v i d e t h e h i g h - q u a l i t ys e r v i c ef o rt h e u s e r s t h es t u d yo ft h ec o n s t i l l c t i o na n di m p l e m e n t a t i o no ft h ed m sp r o j e c th a st h e s i g n i f i c a n c ei nr e s e a r c ha n da p p l i c a t i o nr e g a l i n gt h ep r o d u c t i o na n dm a n a g e m e n t o ft h ee l e c t d c a ip o w e rd i s t r i b u t i o ns y s t e m t h i sp a p e rm a i n l yf o c u s e so nt h er e s e a r c ha n d a n a l y s i so nt h e c o n s t r u c t i o n a n dt h ei m p l e m e n t a t i o nt e c h n o l o g yo fd m sp r o j e c ti nh u z h o ue l e c t r i cp o w e r b u r e a u i ti n t r o d u c e sa n de l a b o r a t e so nt h ee s s e n t i a it e c h n o l o g ya n dt h ep r a c t i c a i e x p e d e n c et ot h es y s t e mc o n s t r u c t i o n a n di m p l e m e n t a t i o np r o c e s s t h ef i r s tc h a p t e re l a b o r a t e so nt h eb a c k g r o u n da n ds i g n i f i c a n c e o ft h et o p i ca n d t h er e s e a r c hg o a la n dt h em e t h o da sw e l l t h es e c o n dc h a p t e rh a sc a r d e do nas y s t e m a t i ce l a b o r a t i o no nt h ec h a l l e n g e f a c e db yt h ep r e s e n tp o w e rd i s t n b u t i o nm a n a g e m e n ta n dt h e ”b o t t l e n e c k ” f a c e db yt h et r a d i t i o n a ip o w e rd i s t d b u t i o nm a n a g e m e n tp a f f e m 。a n dt h e nd r e wo u tt h e s y s t e m a t i ca n dc o n s t r u c t i v ep r o p o s a l t h et h i r dc h a p t e rb r i e f l yi n t r o d u c e st h eo v e r a l lc o n s t r u c t i o no ft h ed m s p r o j e c tj n h u z h o ue l e c t d cp o w e rb u r e a u i ti n v o l v e st h es o f t w a r es y s t e mc o n s t r u c t i o n t h e n e t w o r ka n dt h eh a r d w a r ec o n s t r u c t i o n ，a n dt h es o f t w a r ep l a t f o r m t h ef o u r t hc h a p t e re l a b o r a t e so ns e v e r a l i m p o r t a n tf u n c t i o n a id e s i g np n n c i p l e s c o n c e m i n gt h ep o w e rd i s t n b u t i o nm a n a g e m e n ti n h u z h o ud m sp r o i e c t 。a n d i n t r o d u c e sc o n c r e t ew a y st oa p p l yt h e s ep r i n c i p l e so fd e s i g n ，b yd e m o n s t r a t i n g m a s s i v ep o w e rd i s t r i b u t i o nm a n a g e m e n te x a m p l e s t h ef m h c h a p t e rs p e c i f i c a l l y e l a b o r a t e so nt h ec o n s t r u c t i o na n dt h e i m p l e m e n t a t i o np r o c e s so ft h ed m sp r o j e c t ，j n v o l v i n gt h eg i s s c a d aj n t e g r a t i o n m o d e l i n g ，t h eh i g h l e v e la n a l y s i s ，t h ee n g i n e e r i n gd e s i g na n ds oo n t h es i ) c i hc h a p t e rc a r d e so nt h ed i s c u s s i o no nt h ed m sp r e j e c ti nt h ei o c a i p o w e rs u p p l yb u r e a u sc o n s t r u c t i o na n dt h ei m p l e m e n t a t i o ne x p e n e n c e 。a n d s u m m a r i z e ss o m ep r e f e r a b l ep r a c t i c e si nt h es y s t e mc o n s t r u c t i o ni nh u z h o ue l e c t d c p o w e rb u r e a ua n d e x a m p l e sa r ep r o v i d e dt of u r t h e re x p l a i ni t k 羔= m a n a g es y s t e m ，f u n c t i o n a ld e s i g np d n c i p l e s ，i n t e g r a t i o n m o d e l i n g ，a m ，e n g i n e e d n gd e s i g n ，l i v i n ge x a m p l e 3 浙江大学硕士学位论文a b s t r a c t 第一章绪论 1 引言 配电管理系统( d i s t r i b u t i o nm a n a g es y s t e m ) 概念的提出距今已有近十年 的时间，随着计算机技术和配电管理技术的迅猛发展，d m s 在十年间也取得了飞 速的发展。国内外专家、学者对d m s 进行了多层次、多角度的深入研究，取得了 许多成果，并用于指导配电管理，发挥了重要的作用。 国内外咖s 建设的实践证明，利用d m s 将配电管理中的各种信息资源加以整 合利用，为配电管理提供工具和手段，是行之有效的提高配电管理水平的技术手 段。因此，研究d m s 建设与实施中的关键技术和建设经验，对于迫切希望提高配 网管理水平、信息化水平的供电企业来说，具有非常重要的意义。 2 课题的背景和意义 配电网是电力系统配送电力能源到最终用电单位的网络结构，承担着电网供 应链中最基层的重要任务。在电力行业几十年的发展过程中，各个电力部门都积 累了巨量的配电网纸质数据。同时也带来了数据更新困难、数据易损毁丢失、日 常查询不直观、无法提供对配电网改造发展的决策参考依据等弊端，且呈积累发 展趋势。对配电网进行简单的数据管理已远不能满足直观、纵览全局、实时、综 合的更高要求，而d m s 作为以scada 、地理信息系统( g i s ) 、资源数据库等 为基础，由配电自动化( d a ) 、配电工作管理( dwm ) 、故障投诉管理( t c m ) 、 自动作图( a i ) 和设备管理( f m ) 、负荷管理( l m ) 、配网分析系统( d a s ) 、呼叫中 心( c a l lc e n t e r ) 、e r p 等多个相对独立又紧密相联的应用系统组成，以实现配 电网的资源管理，状态监控，优化运行，提高供电可靠性，为用户提供优质服务 的综合性开放式系统将是配电网管理的主流方向。 在欧美等发达国家，g i s 的应用遍及环保、交通运输、电力、电信、资源保 护、灾害预测、投资评估、城市规划建设等众多部门。近年来，随着我国经济建 设的迅速发展和通信技术的发展，g i s 的应用进程也相应加快了，在交通运输、 测绘、城市规划管理、制图等领域发挥了重要作用，在电信、电力等行业的应用 也有了好的开端，由过去只限于数据的管理逐步地进入到控制阶段。 国内外专家学者对于d m s 的研究涉及许多领域，主要包括d m s 的定义、d m s 算法研究、d m s 系统平台建设技术研究、集成技术研究、相关软件技术研究、配 电自动化技术研究、功能应用类研究以及实施技术研究等等。 其中算法类研究文献很多，包括潮流计算、拓扑分析、线损计算、状态估计、 6 浙江大学硕士学位论文 a b s l r a c t 网络重构等领域。通过文献阅读发现，潮流计算、拓扑分析方面的算法研究相对 较为深入和完善，实用化程度较高，而状态估计、网络重构等算法的研究方兴未 艾，实际应用成功的实例也比较少。 平台建设技术方面，由于是d m s 建设与实施的关键性技术之一，受到国内外 学者、专家的广泛关注，从而成为d m s 研究领域的热点之一。研究的焦点集中在 如何建立d m s 的基础系统平台，如何集成在此之上的多个功能不同又相互交织的 子系统上。为此，学者们大多提出了g i s 与s c a d a 系统的一体化建设的理念，并 讨论了多种一体化建模方式，并有一些工程实例付诸实施。 软件技术研究方面，d m s 涉及地理信息系统、实时数据采集监控系统、w e b 技术、建模技术、图形技术等多个软件技术研究领域，正是这些技术的研究与发 展，促进了近年来d m s 的迅猛发展。在d m s 技术研究的初期，软件技术的研究主 要集中在地理信息技术和实时数据采集监控技术上，近年来，由于认识到d m s 建设的系统性和复杂性，加之有了不少建设成功或失败的案例，软件技术研究的 热点逐渐转移到了系统建模上来，其中又以c i m 公共信息模型研究居多。 配电自动化技术是d m s 研究领域的又一热点。配电自动化是d m s 中非常重要 的组成部分，在d m s 概念提出的初期，甚至很多人认为配电自动化+ 高级分析功 能就是d m s 。因此，配电自动化方面的研究文献最多，国内外实用化的应用实例 也比较多。研究的方向主要包括馈线自动化系统架构、故障隔离与恢复、技术分 析、通信技术研究等等。 而d m s 功能应用类研究文献相对较少，而且往往只是罗列了d m s 应该包含那 些功能，大致应用于什么方面，至于功能如何实现方面详细的介绍较少。这类研 究处于技术研究与工程实践交叉的边缘地带，因此相对受到的关注较少，研究的 深度和广度也显得不够。 实施技术研究属于工程实践类范畴，故此类研究在国内外更是少之又少。而 d m s 是一项系统工程，如何正确的组织实施往往关系到系统的成败。遗憾的是对 d m s 实施技术的研究文献比较匮乏，只有少量文献中对系统的实施经验进行了介 绍，这些介绍往往又局限于某个具体子系统，缺乏系统性的实施经验介绍。 经过查阅大量的参考文献，本文作者发现，配电管理系统一直以来就没有一 个统一、规范的定义，国内外学者众说纷纭，无论在内容、范围或是表现形式方 面的表述上均有较大的不同。同时，由于定义的不确定性，在各技术领域上的研 究也就出现了不均衡的发展态势。算法研究、平台建设技术研究、配电自动化技 术研究是d m s 各技术领域中研究最为深入的，而功能应用类研究和实旌技术研究 相对较少。对于地市级供电企业来说，如何正确评估d m s 项目在配电管理中地位， 如何快速高效的建设好d m s ，为实际配电管理工作服务，是他们最为关心的问题。 7 浙江大学硕士学位论文 a b s l r a ( 了 而功能应用类研究和实施技术研究，恰恰解决的就是这个问题。本文研究的意义 就在于将一套完整d m s 项目建设中涉及到的关键性技术和建设实施经验加以研 究、分析、总结，较为系统的回答d m s 在配电管理中的定位是怎样的，d m s 建设 的关键技术有哪些，d m s 可以为供电企业做什么，d m s 怎样提高配电管理水平， d m s 建设中需要注意什么等问题，从而为地市供电企业建设d m s 项目提供有益的 参考。 3 本文研究的主要目的和方向 本文研究的主要目的在于通过对湖州电力局d m s 项目建设工程实践的系统 性总结，研究和分析d m s 项目建设中涉及的建设理念、关键技术、建设实施经验， 并研究这些因素在地市供电企业d m s 项目建设过程中所起到的作用，从而为d m s 的建设提供较为实用、客观的参考 由于本文作者水平有限，加之论文篇幅限制，本文的研究方向主要是配电管 理的功能设计原则和为配电管理功能实现提供技术支撑的关键技术的研究、分 析、总结，并结合工程实例来研究项目的建设实施经验。 8 浙江大学硕士学位论文a b s t r a ( 叮 第二章配电管理现状 1 引言 研究配电管理现状，分析配电管理面临的挑战和传统管理模式下存在的瓶 颈，是建设d m s 项目的重要准备工作之一，也是对症下药的方针在d m s 项目建设 中的具体运用。 本文作者自2 0 0 2 起从事配电管理工作，在运行检修、工程设计与管理等多 个岗位工作过，因此具有较为丰富的配电管理经验，对于配电管理模式和存在问 题有一定的认识，通过论文研究工作来系统的归纳和总结配电管理现状，有助于 进一步理清d m s 项目的建设思路，也便于地市供电企业总结结合自身的管理特点 正确评价d m s 项目的建设。 2 配电管理面临的挑战 2 1 空间资源管理复杂 随着经济的发展，电网规模日益扩大，电力系统开始向高度信息化，自动化 的方向发展，电力企业从发电，输电，配电到用电的每一个环节，都表现为空间 分布广，时间跨度大、复杂多变的 特点，这些特点不但体现在电力企业的空间设备，最终客户和电力系统所采 用的技术上，更重要的是体现在电力企业的生产和运营管理上，以及经营决策上。 电力企业需要管理庞大的电力设备设施数据，用户数据，规划数据等。而科学的 决策在某种程度上依赖于决策者所掌握的信息量的大小，依赖于如何最大限度将 有关信息集成起来，为电力系统决策人员提供多元化的决策依据，这是电力系统 中迫切需要的解决的问题之一。 显而易见，如何有效的管理电力企业的这些复杂性的空间资源，成为电力企 业生产和运营管理人员面临的巨大挑战。 以湖州市区供电分局为例，湖州市本级面积1 5 6 6 8k i n 2 ，人口1 0 7 7 2 万， 2 0 0 6 年，全年售电量为3 8 8 亿千瓦时，至2 0 0 6 年1 1 月，湖州市区共有l o k v 线路4 5 5 条，线路总长度4 0 4 6 3 6 1 k m ，其中4 0 8 条线路之间有不同形式的联络， 联络率为8 9 7 ，电缆线路长度为7 2 0 9 9 4 k m ，电缆化率为1 7 8 2 。l o k v 配变 1 1 2 4 7 台，总装机容量为2 3 7 4 m v a ，其中用户专用变为5 2 7 0 台，总装机容量为 1 2 2 8m v a ，柱上开关1 2 2 1 台：其中负荷刀闸( o r 、f w l 8 ) 有5 8 0 台，其余为s f 6 9 浙江大学硕士学位论文 a b s t r a ( 玎 开关。另有刀闸3 9 5 台。中压箱5 4 4 台，开关站2 2 5 座，其中包括1 0 7 台户外r m 6 环网柜( 部分统计数据见图2 i ) 。 图2 i 湖州市区配网线路参数汇总表截图 从以上统计数据不难看出，运行维护如此大数量的配电设备，加上与此相关 的地理信息、运行信息、规划信息的综合管理，依靠传统的配电管理模式显然难 以应付。 2 2 建设改造任务繁重 近年来，工业和民用电的需求快速上升，同时城市建设也日新月异，配电设 施大幅度增加，配电网变更频繁，同时用户也对电力供应的可靠性和电能质量提 出更高的，更为苛刻的要求。 电力负荷的高速发展导致电力建设改造任务异常繁重，湖州市区供电分局平 均每年投资2 亿元左右用于电力建设，其中2 0 0 5 年新增l o k v 线路3 5 条，净增 l o k v 线路长度2 2 8k ，新增开关站3 1 座，新增l o k v 配变6 8 3 台2 3 5 3 4 5 k v a ， 2 0 0 6 年新增l o k v 线路6 0 条，净增l o k v 线路长度3 1 1 5 4 4 1 m ，新增l o k v 开关站 5 3 座，新增l o k v 配变8 4 4 台2 9 1 7 8 1 k v a 。 繁重的建设改造任务，对配电管理提出了更高的要求。要求管理人员必须充 分掌握配电网络的现状，并根据需求进行工程的立项、设计、施工，其中又涉及 计划安排、停电通知等诸多问题，给传统的配电管理模式带来了巨大的冲击。 2 3 配网运行维护复杂 庞大的电力设备设施并非凌乱的分布于湖州市区1 5 6 7 平方公里范围内，而 是依据电力系统供电的需求，有机的组合在一起。与输电网相比，配电网电压等 级虽低，但是接线方式的复杂性却远远超过了输电网。 同样以湖州市区供电分局管辖的配电网络为例，湖州市区共有l o k v 线路4 5 5 i o 浙江大学硕士学位论文a b s t r a ( 了 条，线路总长度4 0 4 6 3 6 1 k m ，其中4 0 8 条线路之间有不同形式的联络，包括手 拉手联络、多分段多联络网状接线等等。出于优质服务和供电可靠率的考虑，目 前l o k v 线路热倒操作非常频繁，以保证最大限度的为用户供电。为了保证热倒 操作的正确性和安全，全面掌握配网接线方式显得尤为重要。 同时，由于配网设备数量很大，发生故障、缺陷的几率也较输电网络大得多。 如何高效的管理故障的分析防范、缺陷的及时消缺，如何合理安排运行维护工作 同样是配电管理面临的难题。 图2 2 和图2 3 是湖州市区供电分局2 0 0 5 、2 0 0 6 年故障、缺陷的统计汇总 表和热倒操作统计汇总表。图2 4 是湖州中心城区配网系统图( 只涉及中心城区 内6 个1 l o k v 变电所的l o k v 出线中有联络的线路) 。 图2 2 湖州市区供电分局2 0 0 5 、2 0 0 6 年故障、缺陷汇总表 图2 3 湖州市区供电分局2 0 0 5 、2 0 0 6 年热倒操作统计汇总表 浙江大学硕士学位论文a b s t r a c t 图2 4 湖州市中心城区配网系统图 从以上的图表不难看出，小小的湖州市中心城区范围的配电系统主干联络通 道接线图已经如此复杂，加上频繁的热倒操作和线路故障、缺陷情况，配电管理 人员面临的挑战不可谓不大，任务不可谓不重。 3 传统配电管理模式的瓶颈 3 1 资源共享和综合利用不足 众所周知，电力系统一个长期存在的现状就是对于输、变电的管理重视程度 要远远高于配电网络的管理，这也就导致配电管理水平相对滞后于输变电的管理 水平。而配电网络管辖的设备数量比输电网络多得多，地域分布更为广泛，设备 地理分布更为密集，本身管理难度就大，又进一步拉大了两者之间管理水平的差 异。 在配电生产管理过程中，涉及的电力系统信息资源很多。众多的电力设备设 施构成了设备信息，电力设备的空间分布构成了地理信息，电力设备的运行状态 浙江大学硕士学位论文a b s l r a c t 构成了实时信息和运行管理信息，当然还包括多媒体信息、规划信息等等。 整个配电管理的运作，就是综合利用这些信息资源，依据供电服务的要求实 现配电管理愿望的过程。因此，各类信息资源的综合利用程度直接影响了配电管 理水平的高低。本文作者的工作实践证明，传统的配电管理模式，信息资源共享 和综合利用程度非常低，共享和综合利用手段也非常落后，导致即使有好的管理 愿望也无法实现，可以说，这是目前传统配电管理模式的最大瓶颈所在。 举例来说，传统配电管理通常采用手工方式，配网设备的台帐资料都是建立 在纸面上，或者以独立文件的形式保存在个人计算机上，造成设备资料更新缓慢、 容易疏漏，各相关单位各自维护自己的一套资料，不但造成重复劳动，更无法保 证信息的一致性和同步性，信息共享程度很低。再以配电设计工作为例，为了完 成l o k v 线路改造设计工作，需要设计人员掌握该线路以及附近地理范围内若干 线路的负荷情况、线路走向情况、周边地理信息等等信息，而传统管理模式下， 设计人员必须手工收集这些散布于供电所、调度所、城建部门的信息，再用手工 的方式进行拼图、描绘、计算等工作，基本谈不上各类信息的共享，综合利用也 只能体现于设计人员的创造性劳动过程之中。这种工作方式，工效非常之低，通 常一条l o k v 线路的完整设计工作往往需要一周左右的时间。 这一瓶颈存在的更大问题，还在于它严重限制了管理人员工作的改进和提 高。“巧妇难为无米之炊”，管理人员由于缺乏足够的信息资源支撑，使得他们的 很多管理愿望无法实现，管理水平的提高也就变得格外困难。 3 2 运行管理模式粗放 计划管理、设备管理、工程管理、安全管理是配电管理中的几个重要环节， 日益发展的配电网管理工作，要求这些环节之间不断加强联系，高效的进行运转。 传统的配电管理方式下，信息资源不能充分共享、技术统计分析手段相对落 后、配电管理理念落后，必然导致运行管理模式较为粗放。 举例来说，由于设备管理、工程管理的相关信息无法充分共享和及时更新， 很有可能造成在制定计划时所依据的资料是陈旧的甚至是不准确的，使得计划工 作流于形式，导致工程进度失控、设备管理滞后、安全管理不到位等不良后果的 发生。近几年来，由于类似原因造成的资金浪费、服务品质下降、甚至人身安全 浙江大学硕士学位论文 a b s t r a ( t 事故在全国已经发生多起，这不能不引起我们的高度重视。 同时，虽然目前工程项目管理软件很多，能够很好的适应配网工程管理的却 很少，能够结合工程设计、停电管理以及计划工作的几乎没有。 这种管理模式，导致配网管理中各个环节出现了不同程度的脱节，形成了严 重制约配电管理发展的瓶颈。因此，引入先进的技术和管理手段，规范各种管理 流程，吸取各个领域的先进管理思路，结合电力企业的特点，建立新型的配网管 理体系，是突破这一瓶颈的唯一出路。 3 3 可靠性管理方式落后 根据国家电网公司关于同业对标工作的要求，供电可靠性是衡量配电运行管 理水平非常重要的技术指标之一。通过同业对标，分析目前供电可靠性管理中存 在的问题，寻求现阶段合理的解决办法是我们必须解决的难点。 湖州市区配网的现状是网架仍然比较薄弱，城农网改造量很大，业扩代工等 用户工程很多，需要大量的停电作业才能满足相关工程要求。那么，如何来协调 停电作业与提高供电可靠性指标之间的矛盾呢? 传统的配电管理模式下，这一矛盾的解决只能依赖计划管理人员和可靠性管 理人员的专业技术水平和经验，在有限的范围内加以控制。而往往由于工作量大 和难度较高，导致这项管理工作流于形式，最终将供电可靠率的提高寄希望于事 后的分析、总结。目前国网公司统一采用的可靠率管理软件，可以科学的统计的 每项停电工作消耗的时户数以及月度可靠率指标，然而它解决的只是供电可靠率 的统计、计算和部分分析问题，只能算是一种事后控制手段。 根据本文作者的工作经验，要想提高供电可靠性，加快电网建设，增强配网 网架是根本解决之道。而在配网网架相对薄弱的今天，加强可靠性的事前控制以 及全过程分析，才能有效的缓解电网建设停电作业和提高供电可靠性指标之间的 矛盾。传统配电管理模式在事前控制和全过程分析手段上的缺失，导致了这一瓶 颈的形成。 3 4 电网建设规划管理薄弱 1 0 k v 城网、农网改造历经几年时间，已经初见成效。在改造过程中，本文 1 4 浙江大学硕士学位论文a b s t r a c t 作者深深的感觉到统一的规划管理对于电网建设的重要性，而这一点恰恰是传统 配网管理模式的不足之处和瓶颈所在。以往改造中，基本上是由有一定理论基础 且运行经验丰富的管理人员根据网络的薄弱环节及发展需要进行改造规划，虽然 可以满足近期的需求，但是由于缺乏统一的、全局性的规划，往往是解决了旧的 问题的过程中，使得电网中出现了新的薄弱环节，需要新一轮的改造来弥补，无 形中造成了改造资金与人力的重复投入。而要从根本上解决这个问题，势必需要 新的技术手段来完成繁复的网络分析、理论计算和数据统计工作，再结合运行管 理经验，进行电网建设的统一规划。 举例来说，制定湖州市区较细线径( u 3 5 及以下) 线路五年改造规划，人 工统计工作量大，容易出现遗漏、重复和错误，而且需要很漫长的过程，而运用 新型技术手段，可能几分钟内即可完成，迅速而准确，且很容易的做到统计信息 共享。 浙江大学硕士学位论文a b s t r a ( 叮 1 概述 第三章总体架构 d m s 由一个安全可靠、为各种应用的实施和执行提供支持的开放式的基础 平台和运行在该平台之上的多个相对独立的应用子系统组成，是一个符合配电系 统现代化管理要求的分布式、开放式、模块化、可扩充的综合自动化系统。基础 平台除提供基本的硬件技术和操作系统内核外，还能提供诸如数据库、信息传递、 人机界面、实时应用程序环境、地理信息( g i s ) 应用环境等基础服务以及与其 他系统的接口。 基于基础平台之上的各应用子系统包括：配电网络自动制图，设备管理，地理 信息系统( a m f m g i s ) 、配电s c a d a 系统、配电网高级分析系统、配电工作 管理系统等，同时还可以与已有的系统进行接口，如客户信息系统c i s 、s a p 、 m i s 、负荷控制、自动抄表与电量计费等系统。 以上是系统建设初期对湖州电力局d m s 项目建设作出的总体要求。本文作 者在建设d m s 和论文准备期间，又广泛阅读了近年来d m s 方面的相关文献， 认为当时对d m s 项目的定位还是比较准确的，符合d m s 技术的发展方向。 根据总体要求，d m s 包括g i s a m f m 、s c a d a d a s 、d w m 等几大核心 组件。g i s a m f m 架构上基于商用的g i s 平台( 例如a r c l n f o 、s m a l l w o r l d ) ， 功能侧重于基于地理图、专题图的设备管理和网络管理。s c a d a d a s 架构上基 于调度自动化实时平台，技术借鉴地区调度s c a d a e m s ，功能上侧重于实时数 据采集和网络分析，d w m 的架构类似于m i s 系统，功能上侧重于业务和流程管 理。 g i s a m f m 与s c a d a d a s 子系统之间有主要有两种集成的方法，一种是 外挂式，g i s 与s c a d a d a s 相互独立，通过接口实现数据的交互，这种方式的 应用最多；一种是一体化式，g i s a m f m 与s c a d a d a s 的底层数据模型、支 撑平台都实现一体化设计，数据模型和支撑平台完全共享。 通过文献阅读和调研，我们选择了g i s ，s c a d a ，d a s d w m 一体化设计和建 设的思路，所有核心子系统完全共用相同的配电网络模型。在具体设计上，又突 1 6 浙江大学硕士学位论文a b s l r a c t 破传统商用g i s 平台的束缚，以自主研发的、面向电气网络拓扑和设备的“图 形一模型一数据库”一体化的数据模型和前台图形支撑平为基础，以商用g i s 平台作为后台数据存储，实现面向电气网络的建模、图形显示和操作满足 s c a d a d a s 实时性能要求的d m s 系统。 2 设计总体目标 1 实现g i s s c a d a d a s d w m 一体化设计，提供集成的配电生产管理的 解决方案； 2 提供企业规模的分布式、协同工作能力，支持5 0 - 2 0 0 个客户端并发工作； 3 采用先进的面向电网应用的图形、数据一体化模型，从基础上保证应用 的实用性和可持续发展； 4 将配网g i s ，实时数据，高级分析与配电生产业务结合起来，构建专业 化的高端配电工作管理系统。 5 提供方便、快捷、实用的建模工具，快速建立基础资料库； 6 提供实用的自动成图工具，解决单线图和系统图维护的难题； 7 提供线路工程设计工具，实现基本的计算机辅助线路设计、资料生成和 审批流程； 8 提供调度模拟图板工具，实现实时开关状态记录和发布； 9 提供集成的高级分析软件，并且作为调度模拟图板和配电工作管理的基 础； 1 0 提供快速、翔实的w e b g i s 工具，全企业范围内及时发布配网相关的图 形和数据； 1 1 实现配网生产工作管理( 包括计划管理，运行管理，检修管理，生产技 术管理) ； 1 2 实现与e m s 、营销系统等相关系统的接口。 3 软件体系结构 湖州d m s 系统主要由安全、可靠地为各种应用的实施和执行提供支持的开 浙江大学硕士学位论文 放式基础平台和运行在该平台之上的多个相对独立的应用子系统组成，是一个符 合配电系统现代化管理要求的分布式、开放式、模块化、可扩充的综合自动化与 管理系统。软件的体系结构如下图所示。 图3 1d m s 软件体系架构 整个系统的基础是电力信息一体化平台。该平台包含了图形、g i s 平台一体 化接口、数据库一体化接口、安全与权限服务等基础服务；提供了输、变、配电 和通信网络资源的公共拓扑与数据模型；包含用于与外部系统( 负控，营销， e m s 等) 接口而设计的数据总线；还提供了各个系统公共的应用功能，比如实 时数据服务，一体化建模等。 在电力信息一体化平台处于核心地位的是电力网络模型。平台提供了一个兼 容c i m 标准的以电力应用为中心的面向对象的输配电网络模型，并提供“图一 模一库”一体化的建模工具来建立和维护网络模型。 在此基础之上，各个系统的功能主要有： 配电网络资源管理( a m ，f m ) ：包含了配电网络编辑，设备管理，工程设计， 自动成图等。 配电s c a d a ，包括电网测量与控制，故障自动隔离与恢复。a m f m 维护 1 8 浙江大学硕士学位论文a b s t r a c t 网络静态的拓扑、图形和设备台帐数据，s c a d a 维护实时和历史的动态数据。 配网高级分析，包括拓扑分析、状态估计、潮流计算、停电分析、短路计算、 线损分析等等，在配电网络静态模型和动态数据的基础上，对配网历史、当前、 未来的状况进行全面、完整的分析，为配网运行和规划提供强大的分析评估手段 及有效的决策依据。 综合以上三部分数据和功能，配电工作管理直接为业务服务，提供配电工作 管理的各种应用模块，为各职能与管理部门提供切实可用的管理工具。该部分采 用高度灵活和开放的设计，用户可以在前两层的基础上，结合日常管理工作，进 行系统的灵活配置。 整个架构是一个可扩充、可移植、开放式、分布式的计算机网络系统，其设 计目的是为了更好地利用配电自动化及管理系统软、硬件设施，从而进一步提高 配电网络运行的安全性、可靠性和经济性，提高配电网的运行管理水平，进一步 改善供电企业的供电服务和供电质量。 4 网络和硬件结构 湖州d m s 项目是以小型机、e m c 存储网络为硬件平台，以o r a c l e s m a l l w o r l d 为后台数据存储平台，以d m s 为前台的c s 、b s 混合的企业级应用系统，其 网络和硬件结构如下图所示。 1 9 浙江大学硕士学位论文a b s t r a c t g i s i 作站i e 谢蓖嚣6 i s 工作站i 喇览嚣g j s i 作站 图3 2d m s 硬件和网络结构 a 0 r a c l e s m a l l w o r l d 服务器组 o r a c l e s m a l l w o r l d 服务器组是d m s 的数据存储中心。 服务器组上运行o r a c l e 数据库，用来存储d m s 的电网图形、设备资料、工 程设计等数据。目前采用o r a c l er e a la p p l i c a t i o nc l u s t e r 服务软件，同时在两台 服务器上运行，同时对外提供服务，提供双倍的性能和可靠性。 服务器组上运行s m a l l w o r l d v m d s 服务软件，存储1 ：1 0 0 0 0 、l ：5 0 0 电子 地图以及卫星影像等数据。 硬件结构上，最早采用2 台h p 中端r p 5 4 7 0u n i x 小型机组成群集系统，每 台服务器配置2 颗7 5 0 m h zc p u 和4 g 内存。后来又增加2 台5 4 7 0 ，组成两个 物理上独立、逻辑上相互复制的群集系统。4 台服务器同时工作，并发的对外提 供s m a l l w o r l d 和o r a c l e 9 的服务，充分利用服务器资源并具有较高的可靠性。群 集最早采用h p v a 7 1 0 0 智能光纤磁盘阵列柜，现在已经迁移到e m c 数据存储网 络，提供了更强的扩展性和更高的i o 吞吐率。 b w w w 服务器 系统安装2 台w w w 服务器，采用每台配置2 颗c p u 的机架式p c 服务器， 2 0 浙江大学硕士学位论文a b s t r a c t 2 g 内存。 w w w 服务器运行微软i s 服务器、d m s 数据发布应用服务器。 c 网关机、准实时服务器 网关机采用p c 服务器，通过隔离装置接收e m s 和三个县局s c a d a 的变 电所实时数据，传送到准实时服务器中网关机上运行e m s s c a d a 接口软件。 准实时服务器采用2 台h p 低端r p 2 4 7 0u n i x 小型机和d s 2 3 0 0 磁盘阵列柜 组成群集系统，运行实时数据库，用于存储d m s 中的开关人工置位、来自e m s 的变电所出口开关位置和电流等数据，对外提供实时数据。 d 网络系统 网络系统采用湖州市局和县局现有的2 级生产m i s 网，主干为千兆以太网， 1 0 1 0 0 m 到桌面。 在系统建设的早期，在0 3 - - 0 4 年，湖州市区分局的埭溪、连市、善链等基 层供电所只能够通过附近变电所的2 ms d h 通道相连。经过实际测试，d m s 启 动和保存的速度有比较明显的减慢，但是建模操作的响应时间几乎不受影响，工 作得以顺利开展下去。 e 客户工作站 客户机采用各个岗位现有的p c 机，典型配置为p 42 4 4 3c p u ，5 1 2 m 内存。 对于生产各部门的专业人员，采用c s 结构，安装g i s 客户端软件，进行各项 资料录入、工程设计、查询统计等业务。对于各级领导和决策层，采用b s 结构， 通过浏览器只读的查看地图和设备信息。目前，湖州市区分局d m s 系统由 在2 0 余个位于生产第一线班组中的技术人员来维护g i s 中的数据，c s 并发写 用户5 0 个，并发读用户近1 0 0 个。 5 软件平台 软件平台如下表所示： 2 1 浙江大学硕士学位论文a b s t r a ( 了 w i n d o w s2 0 ( ) 0 ，2 0 0 3s e r v e r 双机群集系统 h ps e r v i c e g u a r d o p s 工作站操作系统 w i n d o w s2 0 ( ) 0 ，x p 平台数据库基础平台 o r a c l e9 ir a c 地理信息基础平台 s m a l l w o r l d3 2 ，4 w w w 发布服务器端软件 m s s 浏览客户端软件 n e tf r a m e w o r k2 0 表3 1 软件平台软件列表 在后台软件平台中，服务器操作系统采用h p - u xl l i ( 小型机) 、w i n d o w s 2 0 0 0 2 0 0 3s e r v e r ( p c 服务器) ；数据库采用o r a c l e9 ir a c ( r e a l a p p l i c a t i o ns e r v e r 群集) ；基础地理信息平台采用s m a l l w o f l d3 2 ，目前已经升级到4 0 版本；w w w 发布服务器采用微软的i l s 以及n e tf r a m e w o r k2 0 。 在前台软件平台中，电力一体化信息平台( 包含图形、实时库、拓扑模型等 支撑软件) 、配网高级分析、w e b g i s 发布服务器等为自主开发，采用c + + 编写 而成，具有很高的性能和稳定性。 浙江大学硕士学位论文a b s t r a c t 第四章配电管理功能设计原则 1 引言 在以往d m s 建设中，配电管理功能的设计是易被忽视的领域。很多文献、 研究成果中都未涉及构建于d m s 基础平台之上的配电工作管理功能的描述，或 者是描述的非常简略。还有一种现象是，通常人为的将配电管理功能的实现与 d m s 建设割裂开来，认为配电管理功能是做m i s ，与d m s 建设之间只有