惠州供電局配電網(wǎng)自動(dòng)化設(shè)計(jì)應(yīng)用集成研究

莫天文 李海濤 鄧惠華 朱凌 郭琳

【摘 要】配網(wǎng)自動(dòng)化規(guī)劃建設(shè)尤其是在網(wǎng)架結(jié)構(gòu)優(yōu)化、開(kāi)展配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)等方面缺少較強(qiáng)指導(dǎo)意義的理論科學(xué)研究，同時(shí)缺乏有效的數(shù)學(xué)模型來(lái)準(zhǔn)確地描述配電網(wǎng)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、負(fù)荷分布、運(yùn)行狀態(tài)等情況，沒(méi)有足夠支持配網(wǎng)自動(dòng)化規(guī)劃設(shè)計(jì)技術(shù)系統(tǒng)來(lái)指導(dǎo)、支持配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)規(guī)劃及智能決策工作。本文通過(guò)分析用戶、線路的負(fù)荷水平，并考慮同一配網(wǎng)線路中不同配網(wǎng)自動(dòng)化模式對(duì)可靠性指標(biāo)的影響，提出計(jì)算供電可靠性的方法，實(shí)現(xiàn)在配電網(wǎng)投資規(guī)模固定的情況下配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)的最優(yōu)化配置方法。

【關(guān)鍵詞】惠州 配電網(wǎng) 自動(dòng)化規(guī)劃設(shè)計(jì)

1 項(xiàng)目需求

目前智能類(lèi)、決策輔助支持類(lèi)系統(tǒng)的架構(gòu)多數(shù)采用獨(dú)立系統(tǒng)模式，難以實(shí)現(xiàn)信息交互與共享，功能無(wú)法復(fù)用，系統(tǒng)容易變成信息孤島；且這些智能類(lèi)、決策輔助支持類(lèi)算法或系統(tǒng)還沒(méi)有實(shí)際應(yīng)用的試點(diǎn)工程。為此需要采用模塊架構(gòu)設(shè)計(jì)，將配電網(wǎng)自動(dòng)化規(guī)劃設(shè)計(jì)技術(shù)支持算法和方案所實(shí)現(xiàn)的軟件模塊嵌入到項(xiàng)目單位已有的配網(wǎng)自動(dòng)化主站，采用OSB總線和數(shù)據(jù)集成平臺(tái)進(jìn)行信息交互與共享，實(shí)現(xiàn)方案功能模塊化。

2 項(xiàng)目目標(biāo)

根據(jù)配網(wǎng)自動(dòng)化規(guī)劃優(yōu)化計(jì)算方法，研發(fā)配網(wǎng)自動(dòng)化規(guī)劃設(shè)計(jì)技術(shù)支持系統(tǒng)，嵌入配網(wǎng)自動(dòng)化主站系統(tǒng)作為一個(gè)功能模塊，通過(guò)配網(wǎng)自動(dòng)化主站的信息交互總線和數(shù)據(jù)平臺(tái)與相關(guān)系統(tǒng)建立接口，獲取規(guī)劃技術(shù)支持模塊所需的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)（配網(wǎng)拓?fù)洹I(yíng)配數(shù)據(jù)、配網(wǎng)量測(cè)數(shù)據(jù)等），實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)自動(dòng)化規(guī)劃優(yōu)化計(jì)算：配網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)人員提供配網(wǎng)投資及供電可靠性要求，由系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)前配網(wǎng)網(wǎng)架、歷史跳閘情況、負(fù)荷密度、重要用戶等數(shù)據(jù)計(jì)算在該投資下最大限度提高配網(wǎng)供電可靠性的配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)方案。

3 總體方案

配網(wǎng)主站作為整個(gè)系統(tǒng)基礎(chǔ)平臺(tái)，智能決策模塊作為配網(wǎng)主站的一個(gè)應(yīng)用存在，系統(tǒng)通過(guò)配網(wǎng)主站的信息交互總線和數(shù)據(jù)平臺(tái)與相關(guān)系統(tǒng)建立接口，獲取智能決策模塊所需的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行可靠性指標(biāo)的分析計(jì)算。根據(jù)可靠性指標(biāo)的計(jì)算模型，擴(kuò)充配網(wǎng)自動(dòng)化主站的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)表，然后按照計(jì)算模型需求，與相關(guān)系統(tǒng)建立數(shù)據(jù)接口獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，根據(jù)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，進(jìn)行數(shù)據(jù)整合，完成基礎(chǔ)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備工作；啟動(dòng)計(jì)算模型處理，輸入相關(guān)信息，分析可靠性指標(biāo)，進(jìn)行配網(wǎng)自動(dòng)化實(shí)施方案分析。

4 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

以配網(wǎng)自動(dòng)化的基礎(chǔ)平臺(tái)和中間層服務(wù)為基礎(chǔ)，擴(kuò)展智能決策應(yīng)用，其結(jié)構(gòu)如圖1所示：

圖1 配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

5 應(yīng)用集成步驟

根據(jù)可靠性指標(biāo)的計(jì)算模型，擴(kuò)充配網(wǎng)主站的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)表，然后按照計(jì)算模型需求，與相關(guān)系統(tǒng)建立數(shù)據(jù)接口獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，根據(jù)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，進(jìn)行數(shù)據(jù)整合，完成基礎(chǔ)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備工作；啟動(dòng)計(jì)算模型處理，輸入相關(guān)信息，分析可靠性指標(biāo)，進(jìn)行自動(dòng)化實(shí)施方案分析。

6 項(xiàng)目特點(diǎn)

（1）配網(wǎng)自動(dòng)化規(guī)劃人員可以按照市局內(nèi)的分區(qū)、廠站篩選出若干條饋線，對(duì)它們進(jìn)行饋線優(yōu)選排序、配網(wǎng)規(guī)劃分析與可靠性分析的操作；系統(tǒng)可展示這些饋線的重要用戶數(shù)、全部用戶數(shù)、實(shí)時(shí)負(fù)荷等信息。（2）在人機(jī)交互界面上可設(shè)置規(guī)劃分析參數(shù)，包括規(guī)劃經(jīng)濟(jì)預(yù)算總價(jià)，各類(lèi)型終端造價(jià)、隔離時(shí)間與轉(zhuǎn)供時(shí)間。規(guī)劃人員進(jìn)行規(guī)劃分析時(shí)可以選擇計(jì)劃安裝的自動(dòng)化設(shè)備類(lèi)型，根據(jù)規(guī)劃分析參數(shù)進(jìn)行配網(wǎng)自動(dòng)化規(guī)劃分析，從而得到在哪個(gè)位置安裝何種類(lèi)型終端的結(jié)果。自動(dòng)化設(shè)備類(lèi)型具體類(lèi)型包括：二遙DTU設(shè)備、三遙DTU設(shè)備、電壓電流型FTU、電壓時(shí)間型FTU、架空線故障指示器、電纜線故障指示器等。（3）饋線優(yōu)選排序、配網(wǎng)規(guī)劃分析與可靠性分析的分析過(guò)程由規(guī)劃分析算法軟件完成，人機(jī)交互系統(tǒng)提供分析條件的輸入與分析結(jié)果的展示，兩者進(jìn)行數(shù)據(jù)交互完成分析。

7 項(xiàng)目?jī)?yōu)點(diǎn)

本發(fā)明的基于規(guī)劃分析算法進(jìn)行配網(wǎng)自動(dòng)化規(guī)劃設(shè)計(jì)的應(yīng)用集成方法。該方法將配電網(wǎng)自動(dòng)化規(guī)劃設(shè)計(jì)技術(shù)支持算法和方案所實(shí)現(xiàn)的軟件模塊嵌入到配網(wǎng)自動(dòng)化主站，通過(guò)配網(wǎng)自動(dòng)化主站的信息交互總線和數(shù)據(jù)平臺(tái)與相關(guān)系統(tǒng)建立接口，獲取規(guī)劃技術(shù)支持模塊所需的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)（配網(wǎng)拓?fù)?、營(yíng)配數(shù)據(jù)、配網(wǎng)量測(cè)數(shù)據(jù)等），實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)自動(dòng)化規(guī)劃優(yōu)化計(jì)算：配網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)人員在人機(jī)交互系統(tǒng)上提供配網(wǎng)投資及供電可靠性要求，由系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)前配網(wǎng)網(wǎng)架、歷史跳閘情況、負(fù)荷密度、重要用戶等數(shù)據(jù)計(jì)算在該投資下最大限度提高配網(wǎng)供電可靠性的配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)方案。本發(fā)明的方法具有如下優(yōu)點(diǎn)：

（1）可以利用已經(jīng)建好的配電自動(dòng)化主站系統(tǒng)與OSB系統(tǒng)采集的相關(guān)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，不需要重復(fù)建模，可以大大降低投資和維護(hù)成本；（2）該方法為配網(wǎng)自動(dòng)化規(guī)劃分析提供了應(yīng)用集成與操作界面支持，流程清晰，分析參數(shù)完整，展示內(nèi)容豐富，易于學(xué)習(xí)和掌握，同時(shí)對(duì)配電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的變化有著很強(qiáng)的適應(yīng)性；（3）該方法在不同配電自動(dòng)化系統(tǒng)中，可以靈活定制，有著較強(qiáng)的靈活性。