智能配电网信息集成技术研究

王顺仁

（昭通供电局，云南 昭通 657000）

智能配电网信息集成技术研究

王顺仁

（昭通供电局，云南 昭通 657000）

随着我国电网规模的进一步扩大，电网信息管理逐渐成为电力企业关注的焦点。传统人工配网体系已不能满足电网的发展要求。本文以智能配网为出发点，提出了智能配网的五层分层架构，并对智能配网的系统模块进行了详细分析，最后提出了一套基于企业服务总线的信息集成策略。

智能配网；信息集成；企业服务总线

近年来，随着城市化和工业化进程的不断推进，社会对电力能源的需求量不断增大，电网规模进一步扩大。各种分布式能源如太阳能、风电等也开始进入电网，随之而来的是急剧增长的电网信息和数据，错综复杂的电网结构也给配网工作提出了更大的挑战。传统的基于人工管理的配网系统已不能满足社会的发展要求，而且成为电网规模进一步扩大的重大阻碍。因此，为了提高配网质量和效率，必须建立配网信息集成的综合管理系统，逐步实现智能化电网管理。本文提出了一套配网信息集成策略，对于智能电网的建设具有一定的现实意义。

1 智能配网概述

国外发达国家自20世纪70年代起就开始了配电自动化技术的研究，并逐步在电网中实践应用。为了协调经济发展，以美国和欧盟为代表的西方国家首先提出了“智能电网”的概念。近年来，国外智能电网的研究和应用大有向用户需求侧倾斜的倾向，并开展了一系列智能化探索，取得了很好的效果。在国内，经过了数字电力系统、数字化电网和配电自动化三个阶段后，我国也逐步开展了智能电网的研究。2009年国家电网公司提出了“坚强智能电网”的概念，预示着我国的电网正朝着坚强可靠、经济高效、清洁环保、透明开放、友好互动的现代电网发展。

与传统的配电网相比 , 智能配网具有自愈能力强、安全性能好、电能质量高、可接入量大、资产利用率高、支持用户互动、配电可视化和配电管理信息化等明显特征。智能配网的实现需要以各种现代化高科技作为支持，我国要实现更高程度的智能配网系统，必须首先发展信息化技术、自动化技术、互动化技术和信息融合技术。

2 智能配网体系设计

2.1 总体框架

智能电网要实现智能化控制和管理，因此比传统的配电网有更高的要求，需要按功能进行层次划分。本文将智能配电网总体框架分为采集层、传输层、集成层、优化层和展现层，如图1所示。

图1 智能电网层次架构

2.1.1 采集层

采集层又称为数据采集层，它是获取电网各种数据信息的基础层次。采集层中分布了大量的智能设备，例如智能传感器、自动化仪表等，可以对电网的实时运行信息、计量信息以及天气信息等数据进行实时采集。采集层采集到的所有信息都是由配电网终端设备向上位机传输的，上位机主要是指电网系统控制中心。

2.1.2 传输层

数据传输的方式有很多，例如光纤光缆、调制载波、有线电缆、无线WIFI等。考虑到配电网的现场条件较为恶劣，而且分布范围很广，根据这些特点，为提高数据传输的可靠性和效率，智能电网的传输层不宜采用单一通信方式，而应选择多种通信方式相结合的方案。参照IEC 61850通信标准，同时考虑到各种通信方式自身的特点，光纤通信由于高效可靠、保密性能好、抗干扰能力强、带宽充足、传输距离远等优点，成为智能电网传输层通信系统的首选。而光纤通信中又以工业以太网技术最为成熟，应用也最为广泛，因此满足智能电网的通信要求。

2.1.3 集成层

集成层又称为数据集成层，它是智能电网所有数据的汇聚点，具体包括资产管理信息、GIS数据、电网、实时状态数据、历史数据等。集成层由于与数据存储和处理有直接的关联，因此必须建立标准化的配电网统一模型，以实现信息共享。

2.1.4 优化层

优化层的作用主要是进行数据分析，以期对现有的智能电网系统进行优化。优化层的实现是以配网信息集成平台为基础的。在信息集成平台中，优化层可以根据具体要求完成数据检索和分析，用于系统的优化分析，并协调其它模块进行有关数据处理的任务。

2.1.5 展现层

展现层是电网系统管理人员直接操作的层面，它必须具备友好的人机交互界面，管理人员不但可以实时监控配电网的实时运行状态，还能根据电网的实时状态进行远程操控。为了提高人机交互界面的友好性，展现层是通过二维和三维等形式对电网中的设备、节点、状态和监测数据等对象进行展示的。展现层涉及到图像处理和可视化技术等关键技术的应用。

2.2 功能模块设计

目前配电网管理领域中已存在配电管理系统和配电自动化系统等比较智能化的管理工具，这些管理方式与智能电网的理念有一些相似之处，但智能电网更关注用户侧的管理，它的目标在于为管理人员提供一个更加智能化的高级应用管理平台，以实现全网的统一管理。本文将系统的功能模块划分为六个部分，即通信管理系统、需求管理系统、智能馈线系统，资产管理系统、调控管理系统、能源接入系统。以上六个系统都集成在智能配网综合管理平台中进行统一的管理。

智能配网综合管理平台是智能电网的核心部分，它包含了一个标准化的全网统一模型，可以对各应用系统进行统一的管理和配置，在该平台上，用户可以很方便地进行电网监控、数据收集、资产管理等操作，为了进一步提高系统的智能化程度，还集成了优化的智能决策算法。本平台采用面向服务的架构体系，实现配电网的信息集成和应用集成。

通信管理系统可以对本电网中各终端设备的通信进行统一管理，其通信方式综合运行了有线和无线两种方案，以方便构建配电网统一通信架构。需求管理系统是智能电网最具特色的技术成分，因为它可以让管理人员把更多的注意力集中在需求侧，实现了用户和配网的双向信息传输。智能馈线系统的作用是通过监视电网运行状态来控制各种计量设备，从而保证供电的质量和可靠性。该系统由数据采集子模块、远程操控子模块和故障处理子模块三部分组成。资产管理系统的理论基础是可靠性理论，它的目标是使资产消耗降低到最低的水平。由于我国电网模块越来越大，新老设备更替量也大，因此资产管理具有十分重要的现实意义。调控管理系统是以配电自动化系统为基础的，它可以完成对配电网的统一调控，是提高智能配网智能化的重要部分。能源接入系统是为了对接分布式发电网络而设计的，它不但可以实现能源的接入，还能实现微网储能，并集成了高效的控制方案。

2.3 基于企业服务总线的信息集成

一般来说，传统的配电控制系统在两个生产控制区和管理信息区之间是相互隔离的，各功能子系统也不能很好地进行信息共享。在智能电网中，构建了信息一体化管理平台，子系统间设计了统一工作接口，使配电网内的各子系统可以相互通信，由信息交换中心提供统一的数据服务。平台采用了基于企业服务总线的信息集成架构，实现了信息共享体系，为更高层次的业务集成需求提供了基础。

3 结语

智能电网是新一代的电网技术，西方发达国家正在逐步实现智能电网建设。而我国经过多年的探索和发展，也提出了坚强智能电网的概念。智能配电是智能电网的关键环节。随着电子技术、通信技术和自动化技术的发展，未来的智能配网的体系结构将更加清晰，调度更加安全高效，信息化、自动化、互动化程度也将进一步提升。它使配电网从传统的供方主导、单向供电、人工管理的运营模式向用户参与、双向互动、自动调度的方向转变，实现了配电网的最优运行，使成本降到最低。供电优质可靠，成为现代社会经济发展的强大保障。同时推动了新能源革命，促进环保与可持续发展。总之，智能配网的将成为未来配电网的主流。

[1]钱静,施毅斌,崔立忠. 智能配电网模型信息集成技术研究[J].电网技术,2013,37(12):3534-3540.

[2]周立云. 智能配电网电力调度信息集成系统研究[J]. 电气应用,2012,31(21):26-29.

[3]胡俊杰. 智能配电网信息系统集成应用研究[D].浙江大学,2012.

[4]陆一鸣,刘东,柳劲松. 智能配电网信息集成需求及模型分析[J]. 电力系统自动化,2010,34(08):1-4+96.

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