配电自动化终端仓调系统的设计与应用

李洪卫

（深圳供电局有限公司，广东 深圳 518001）

0 引言

随着科技发展，自动化技术在配电网中获得了广泛应用，配电自动化技术的深化应用不仅缩短了配电网故障停电时间，提升了运行管理水平，还可以改善供电质量[1]。当前配电自动化主站系统具备分布式电源接入控制、大面积停电处理、“二遥”终端数据接入、配电终端管理等功能。其中“二遥”终端数据接入和配电终端管理功能承载着配电自动化终端接入主站运行验收的工作任务，现场设备接入主站时，往往需要经过对点验收才能投入运行[2]。配电自动化运行配电终端自动化信息的正确性是解决配网调控“盲调”问题，实现可视化、智能化调控的基础，是配电自动化系统故障智能研判与快速隔离最基本的数据源[3]。目前，常见的配电自动化终端仓调系统主要是建立一个模拟主站，本地验证信号的产生情况，再与主站进行联调对点，具体方式为现场人员加量、动作操作后，通过电话与主站人员核对结果，这一方式依赖前期周密的安排，现场验收工作花费的时间和人力也较多。其不足主要体现在以下几个方面：

（1）终端投入不平衡，投入人力多。

配电终端与配电主站之间的传动试验依靠人工完成，存在试验时间长、出错概率大等问题。月度需要接入和更换的终端数量分批，工作不平衡，加人赶工现象时有发生。

（2）信息化手段匮乏，调试负担重。

配电自动化终端接入主站现场验收时，需要主站人员全程参与，并制定纸质计划按序进行，灵活性不高，且占用主站人员大量时间。调试过程记录简单，缺乏详细的操作加量记录，不规范不严谨，且容易产生设备带病投入现象。

（3）对通信依赖大，协同效率低。

电话沟通预约时间的人工联调试验模式，遇到问题或计划变动，容易致使调试延期，主站与现场再协调难度增大。

为了规范配电终端接入调试，提高联调过程中主站对实时数据的智能识别程度，实现各类配电自动化终端接入的自适应调试和检验，解决调试效率低下的问题，迫切需要研究出好的自动化解决方案，使复杂的配电终端接入验收工作标准化、简单化。

1 解决方案

针对主站人员配合占用时长且协调难度大的问题，将上送信号实现自动比对，通过信号环回到现场方式，解放主站配合人员的工作；针对调试负荷大、不规范等问题，通过计算机控制技术，替代人工调试，自动激发配电自动化终端产生信号。针对FTU等配电终端需要运行维护人员爬至杆塔上打开FTU箱柜进行操作，不仅耗费体力，还增加了维护难度的问题[4]，将较重的功率源和控制显示主机分离，采用分体结构，减少装置操作部分重量。解决方案流程图如图1所示。

图1 解决方案流程图

主机策略控制：主机可以定制待验收自动化终端设备测试策略集合，形成测试方案。调试时，根据系统方案策略自动验收，执行相应的控制命令，激发功率源的输出并记录过程。

配电自动化终端信号激发：根据验收测试需求，功率源收到主机的控制指令，产生大小、时长、步长可控的电流、电压模拟量序列，激发配电自动化终端向主站上送信号。

测试主站：在真实的自动化主站部署测试主站模块，能与真实配电自动化主站实现数据对接，并通过单独的无线测试通道反馈主机结果信号。测试主站能根据期望值与现场加量激发后自动化主站的实时数据进行轮询，将比对结果通过测试通道回传。

信号告知与回传：测试主站接收到信号后，对其进行处理和分析，并将结果回传给主机。这样，主机可以获取到与验收相关的数据和分析结果。

通过以上自动控制与信号闭环的思路，可帮助实现自动化的验收过程，提高验收测试工作的效率和严谨性。

2 整体设计

2.1 设计原则

可靠性原则：采用成熟的技术和项目快速实施策略，保证项目建设的安全性、高效性和可靠性。在系统设计中，应部署适量冗余及其他保护措施，系统和应用软件应具备容错性和健壮性等特性[5]。

安全性原则：通过应用多种现代信息安全技术和安全保障体系，保证系统的网络安全、信息安全、应用安全和数据安全等。

便捷性原则：以应用为中心，始终以用户为中心，将用户的利益放在首位。根据用户的需求、习惯和心理偏好，提供用户真正需要的功能和服务。

高效性原则：采用计算机控制技术，能够支持远程通信、并发执行、一键生成、即停即止等操作，进一步提高试验的效率。

2.2 系统架构

配电终端自动化仓库调试系统的整体架构通常包括的层级如图2所示。

图2 系统架构图

（1）数据存储层：该层包括对数据的组织存储与处理。在这一层，系统在主站侧实现了所有应用逻辑产生的业务数据的保存，主要是通过达梦这一关系型数据库进行存储。在现场客户端通过本地缓存数据库进行缓存管理，主要是通过Redis数据库进行数据存储和提取。

（2）应用逻辑层：该层是系统的核心，负责实现各种功能和业务逻辑。它包括验收测试、报告生成、方案配置、任务管理以及问题诊断等模块。系统可以根据故障诊断结果和数据分析提供预警和告警信息，进行设备管理和优化，支持用户的远程操作和决策。

（3）数据通信层：该层主要负责数据的加密传输、加解密等工作。

（4）数据采集层：该层负责信号的激发与产生，用于将配电自动化终端采集到的数据传输给上层系统。

（5）用户界面与可视化层：该层主要由Web网页程序、嵌入式客户端程序构成，Web网页可以对验收的任务、详情及统计分析进行展示。嵌入式客户端程序搭载在测试仪上，用户可以通过触控命令操作验收启停，查看验收实时信号等。

3 功能组成

系统功能组成如图3所示。

图3 功能组成图

3.1 调试任务管理

调试策略是确定调试标准和流程的指导方针。自动化终端仓调系统可以根据不同的项目需求和规范，提供灵活的调试策略设置，包括调试标准、加量类型和参数要求等。

调试方案是根据具体项目需求编制的详细计划和步骤。系统能够支持用户创建和管理调试方案，包括任务分配、进度跟踪、报告生成等功能，以确保调试过程的顺利进行。

点表召唤是指自动化终端仓调系统可以提供可视化的召唤点表编辑和管理功能，帮助用户准确记录和执行测试步骤，确保测试的一致性和完整性[6]。

验收控制是指对终端设备进行远程控制和检测的功能，比如调试启停、单点调试、批量调试等，系统可以实现对终端设备的操作和参数设置，并实时检测设备状态和数据反馈。通过这种方式，用户可以及时发现异常情况，并进行相应的处理和调整。

3.2 精确智能测试

遥测测试是指远程检测系统中的测量数据，例如电流、电压、功率等，以实时获取设备采样性能参数。在遥测功能测试中，将通过发送指令至自动化设备，确认其能够准确地采集和传输测量数据，以确保遥测功能的准确性和可靠性。

遥控测试是指远程控制系统中的操作命令，主要是远方分合断路器，以实现对设备的遥远操控。在遥控功能测试中，将通过发送指令至自动化设备，确认其能够按照指令准确执行相应的操作，以验证遥控功能的正确性和可靠性。

遥信测试是指远程信息系统中的状态变化或事件通知，例如开关状态、告警信息等。在遥信功能测试中，将通过模拟不同的状态变化或事件触发，检查自动化设备是否能够准确地接收和处理相应的遥信信息，以确保遥信功能的可靠性和稳定性。

遥调测试功能主要是指通过远程方式对配电终端设备的参数进行调节和配置，例如调整设备的功能投退、电压与电流限值等。

3.3 问题辅助诊断

问题辅助诊断功能可以通过对终端设备进行实时检测和数据分析，帮助快速识别和定位问题。它能够判断点表是否满足要求，图模维护是否满足要求，判断主站信号数据，诊断通信报文是否发出并接收到主站，能够大幅减少人工排查和诊断的时间和成本，提高故障处理的效率和准确性。

3.4 调试报告管理

调试报告生成：系统能够根据调试标准和规范，自动生成完整的调试报告。

调试任务详情：能够对调试任务进行检索，并列出所有任务下信号的调试状态和结果。

可视分析展示：对调试数据进行分析并进行可视化展示，包括调试信号统计、调试设备类型和数量的展示、调试进度的展示等。

4 应用

现场采用盲评的方式，对优化后的配电自动化终端仓调系统进行实地测试，不告知设备型号、调试地点，直接到现场进行调试。测试地点选择在所辖区仓储基地，主要开展配电自动化终端接入主站的联调测试。通过使用配电自动化终端仓调系统，现场共测试了4个不同类型厂商的配电自动化终端，通过人工测试记录时长后，再由仓调系统进行测试，对照时长和结果的方式进行评价。

现场应用的统计结果显示，从开始测试到获取验收报告，平均只需0.5人工·时来完成一台4个间隔配电终端的验收，相对于以往需要主站人员进行配合的时间减少了90%以上，这减轻了主站人员的工作负担。相比之前需要4人工·时（包含主站人工）的工作时长消耗，验收效率至少提高了80%以上。故障定位和图模分析诊断功能使得现场能够快速找到问题，提高了工作效率，也间接减少了频繁协调主站人员进行问题查找的困难[7]。

另外，相对仓储调试系统未应用前采用笔纸记录或信息化录入的方式，测试报告精确记录了测试、比对过程，结果数据来源可追溯，形成了精确的验收报告，能够进一步严格配电终端上线前的管理，把好设备投运最后一道关卡。

5 总结与展望

配电自动化终端仓调系统设计的目的就是使现场操作人员可以独自完成原先需要主站配合的传动试验，提高验收测试的效率，进一步提高试验一次成功率，提升配电自动化终端设备仓库进行联调验收工作的质量和规范性。

该系统提高了联调过程中主站对实时数据的智能识别程度，实现了各类配电自动化终端接入的自适应调试和检验，解决了调试效率低下的问题，从而实现了复杂工作的标准化、简单化。目前，配电终端设备的制造商和型号众多，系统之间缺乏统一的标准和接口，导致不同设备的数据采集和数据交互存在一定困难。因此，若是没有提前设定加量控制方案，遇到新设备厂商，在一些信号的激励策略配置与接线上，将耗费较长的时间。未来的发展方向之一是制定统一的标准和接口，便于自动化终端调试前的快速准备。