配电自动化系统县公司分系统的优化

袁钢 卢红

摘 要：依托市公司配电自动化DMS系统平台，在其整体框架下，充分利用其软件平台功能，加强县软硬件功能，通过监控业务信息流和数据流分布式布置，达到市县公司监控效能和运维效能的整体均衡，提升系统整体安全可靠和高效运行。优化的配电自动化系统还需符合国网新规范的系统架构要求，节点性能及功能规范上满足新主站的相关标准，系统安全方面满足最新的二次安防要求。

关键词：配电；自动化；数据；实时监控

中图分类号：TM76 文献标志码：A

0 引言

配电网作为电网供应链的终端环节，直接面向社会和电力终端用户供电，是电网的重要组成部分。随着经济的发展，人们对供电服务、电能质量的要求越来越高，建设具有信息化、自动化、互动化特点的智能配电网意义重大、需求迫切。配电自动化建设可以扩大电网监控范围、缩短因事故和操作引起的停电时间、优化配电网运行方式、促进配电网精益化管理，对提高公司信息化管理水平、提高供电可靠性和电能质量、实现配电网高效经济运行有着关键性作用。

1 当前系统存在不完善

1.1 实时监控业务分布的不交接导致数据信息独立存在可能

配电自动化系统基础功能是完成实时监控功能、故障研判、快速隔离和恢复供电，但因为配电网结构的客观存在，市公司和县公司的配电线路不具备电网连接，各自监控的辖区是独立的，不存在市县公司配电监控的联动。

1.2 核心节点故障存在的可能

配电自动化实时数据是由县公司前置服务进行采集，通过市公司-县公司通信网络通道，上送市公司SCADA服务这个核心节点，由其进行后续处理，再返回至县公司工作站进行数据信息展示。其中市公司核心节点和市县网络通道故障情况下，县公司前置服务兼SCADA服务功能，但监控功能运行完整性水平下降，抗风险能力弱，如工作站某业务服务异常中断，则功能此业务功能缺失。主网数据无法同步，运行参数数据库最新发布的內容将不能到达县公司工作站，会导致在一段时间内某变更部分监控与现场信息不一致，存在运行安全隐患。同时系统局部功能丢失，如配网图模数据无法获取，历史数据无法读写，FA和高级应用无法正常使用，所有第三方系统数据都无法正常获取等。

1.3 配电自动化系统的承载性能和灾备

随着实时监控接入量的增加，作为大型市公司，作为大型县公司系统将处理和存储海量数据，其接入的配电终端和信息量将是点多量广，预测的远景信息量将达到50+万点。在前置分布式采集，各自分摊责任区信息的基础上，核心节点的处理仍旧是集中处理模式，其势必形成整个系统瓶颈，特别是显现在毫秒级的实时业务。目前规划的整个系统架构市公司过重，县公司过轻，没有做到管理业务与系统运维责任的一致，市县公司的功能处理均衡以及风险均衡。在市公司一旦系统出现瘫痪的极端情况下或是系统重构时，影响范围大，没用冗余核心节点独立撑起部分或全部业务。

2 系统优化方案

整体架构是在利用市公司监控平台和公共数据交换服务总线（ESB），局部加强县公司SCADA功能，达到市公司数据与县公司数据分布存储和数据索引，构建效率更高的信息流和数据流，均衡市县核心服务器负载，在异常情况下，能完成系统的分列运行，达到SCADA功能和数据存储的独立性。

主要措施：

（1）完善硬件核心节点，一是数据库服务器，主要运行参数数据服务以及历史数据服务，处理本地责任区的参数变更和历史数据存储；确保在与市公司数据库服务器数据交互中断的情况下，保证动态和静态数据正常运行。二是应用服务器和SCADA服务器，考虑经济性，两者合一部署，处理本地责任区实时业务和各监控和管理功能模块启停，确保在与市公司失联的情况下，实时业务和各监控和管理功能没有缺失，运行水平没有下降。

（2）创新软件系统关键技术，引入分布式数据库处理机制，在市县公司部署映像数据库，确保县公司数据信息的异地双运行，市县公司数据各为在“内部云”，由市公司产生根域，由市公司统一部署，统一索引，提供“云服务”。其主要解决市县公司数据同步性的核心问题，包括数据交互-互斥与追赶，主要有商用库二次参数表互斥访问，商用库历史表数据追赶，终端互斥访问。

3 新系统的性能提升评估

3.1 整体框架功能一致性

在遵从系统集约化存在的合理性基础上，在整体确认地县一体化最大经济效益的前提下，进行县公司分系统优化。没有违背“地县一体化”配电自动化建设模式，只是局部软硬件的加强，整体平台依旧是市公司平台基础。

3.2 分布式数据库处理机制

创新使用分布式数据处理机制，为配电自动化系统应用在大型市公司和大型县公司的海量数据处理模式开展有益探索。分系统内的所有参数修改在存入本地数据库的同时都应同步至主站商用数据库，在公司参数库出现问题时，可以从地调获取正确的参数库，保证系统能够正常启动。历史数据存储同样要同步至主站商用库，方便主站对辖区内配电自动化数据的统计分析，并且按照电科院要求生成指标数据，供上级及时掌握各地配网自动化的运行状态。通过两者数据库的同步和访问机制的合理设置，在整个系统中产生主备数据库，互为备份，同时减少市公司数据实时读写任务负担（实时读写其性质接近碎片式，引起数据库运行压力）。通过由系统数据库根域进行管理，根据综合服务及网络选取合适时机，进行大容量直通式数据读写，效率高负担轻。

3.3 实时监控的可靠性提升

通过在县公司分系统部署相关核心节点，使各县公司独立处理本地责任区的实时监控信息，正常情况下SCADA功能及数据库功能均由本地服务器提供，其优点一是优化了数据流向，避免市县网络通道的传输；同时由本地服务器专门处理和有市公司统一市县公司处理相比，提高了响应速度，二是同时解决了市公司关键节点的负荷承载。

3.4 系统整体性能和全局监控的均衡性综合提升

数据流的合理流动，实时数据按照所属辖区制定系统内的路由策略。市公司市区配电自动化终端上送数据处理后的各种应用类型信息只在市主站内部流转；县公司配电自动化终端上送数据处理后的各种应用类型信息除了为分系统提供各类服务外，还要传递给市公司主站，供市公司进行全局监控。

3.5 系统维护的独立性

通过在县公司系统部署关键设备后，减少了市县公司系统自动化运维工作的相互干扰，减少故障处理影响范围，使系统运维与所辖地使用监管责任一体化，数据流与管理流高效融合。

4 对地县一体化系统的有益探索

4.1 市县合理联动，“松散耦合”和“紧密耦合”的探讨

在配电自动化系统整体软硬件市县公司共同集中整合的大方向上，对监控业务不存在联动判断、统一指挥的前提下，市县公司监控功能和管理上的耦合的紧密度值得讨论。

4.2 统一平台的独立使用

通过在统一平台，加强县公司分系统独立运转功能，使各县公司特别是大型县公司可因地制宜确立更加高效、符合本地管理特色系统应用，达到既满足整体功能规划，同时又有差异化的应用，同时又促进系统根据最优应用进行升级，形成良性互动循环，符合企业信息化“云端”和“终端”的异构的发展模式。

4.3 县公司专业人员培养

简单工作站和前置处理模式，不利于县公司专业人员的培养，使其因为业务运维工作的局限性，造成专业技能和视野的不足，起不到培养全面型人才的要求，也不利于市县公司专业人员的良好互动和相互激励。

参考文献

[1]谷水清.配电系统自动化[M].北京：中国电力出版社，2008.

[2]Q/GDW382—2009，配电网自动化技术导则[S].