專(zhuān)利名稱(chēng)：一種新型能量管理及配電自動(dòng)化系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電力數(shù)字化綜合管理系統(tǒng)，尤其涉及一種新型能量管理及配電 自動(dòng)化系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
我國(guó)電力企業(yè)的信息化從20世紀(jì)60年代起步，從應(yīng)用的過(guò)程來(lái)看可分為四個(gè) 階段，20世紀(jì)60 70年代為第一階段，最初主要集中在發(fā)電廠和變電站自動(dòng)監(jiān)測(cè) /監(jiān)制方面；20世紀(jì)80 90年代為第二階段，該階段開(kāi)始進(jìn)入電力系統(tǒng)專(zhuān)項(xiàng)業(yè)務(wù)應(yīng) 用，涉及電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化、電力負(fù)荷控制、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)等應(yīng) 用開(kāi)始深入廣泛開(kāi)展，某些應(yīng)用達(dá)到了較高的水平，而計(jì)算機(jī)管理信息系統(tǒng)則剛剛 起步，并經(jīng)歷了失敗較多的痛苦過(guò)程；20世紀(jì)末進(jìn)入了第三階段，電力信息技術(shù) 進(jìn)一步發(fā)展到綜合應(yīng)用，由操作層向管理層、決策層延伸，各級(jí)電力企業(yè)建立管理 信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)管理信息化。但從傳統(tǒng)工業(yè)應(yīng)用來(lái)看，電力信息資源的開(kāi)發(fā)尚處于 剛剛起步及發(fā)展的階段，目標(biāo)是形成集中、統(tǒng)一、穩(wěn)定的信息采集渠道，基本建成 覆蓋全行業(yè)各門(mén)類(lèi)的電力信息資源共享體系。目前，電力企業(yè)在信息化基礎(chǔ)建設(shè)基 本完成的前提下，企業(yè)管理信息化方面引入了所謂的"一體化"、"數(shù)字化電網(wǎng)"、 "數(shù)字化供電局"、"電力EAM"、"電力ERP"等先進(jìn)概念，進(jìn)入為提高企業(yè) 發(fā)展、市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)、產(chǎn)業(yè)水平，推進(jìn)企業(yè)科技創(chuàng)新、機(jī)構(gòu)創(chuàng)新、體制創(chuàng)新的信息化 階段。
隨著電網(wǎng)規(guī)模的擴(kuò)大和供電能力的加強(qiáng)，各行各業(yè)對(duì)電力供應(yīng)需求不斷提高， 配電網(wǎng)的重要性日益突出。我國(guó)作為經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展中的國(guó)家，在對(duì)發(fā)電廠和輸電網(wǎng) 的大規(guī)模建設(shè)基本完成之后，近幾年又進(jìn)行了大規(guī)模的城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造，使我國(guó)配電 網(wǎng)得到了很大的改善，配電網(wǎng)硬件設(shè)施和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)明顯加強(qiáng)，電網(wǎng)的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn) 行有了切實(shí)的保障，廣大電力用戶(hù)對(duì)電能質(zhì)量和供電服務(wù),則相應(yīng)提出了更高的要 求，供電部門(mén)如果還靠原有的人工化、粗放型的管理方式，已經(jīng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)科學(xué)和高效的管理。洋山港作為中國(guó)新興的深水港口，其獨(dú)特的地理位置決定了它的迅猛發(fā)
展。自2005年洋山港一期工程開(kāi)港后至現(xiàn)在我們發(fā)現(xiàn)，原先的電力規(guī)劃建設(shè)已不 能滿(mǎn)足最新的發(fā)展需求。面對(duì)高速發(fā)展的港口建設(shè)，電力供應(yīng)作為先行條件也須有 戰(zhàn)略眼光來(lái)為洋山港的建設(shè)和投運(yùn)服務(wù)。
供電部門(mén)基礎(chǔ)設(shè)備建設(shè)、硬件設(shè)備投運(yùn)的同時(shí)， 一個(gè)以改善客戶(hù)服務(wù)為手段、 以提高經(jīng)濟(jì)效益為目的的新型管理體系和工作流程亟待建立。
配網(wǎng)管理體制的改革，對(duì)相應(yīng)的計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)提出了新的更高的要求。為此， 我們提出在各種涉及配網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)面向配網(wǎng)運(yùn)行的綜合應(yīng)用系統(tǒng) (以下簡(jiǎn)稱(chēng)配網(wǎng)管理系統(tǒng))，為配電網(wǎng)生產(chǎn)、運(yùn)行、檢修管理服務(wù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)配電 網(wǎng)生產(chǎn)、運(yùn)行、檢修管理的自動(dòng)化，并為企業(yè)市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)提供良好的技術(shù)支持。配網(wǎng) 管理系統(tǒng)是配電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)科學(xué)管理的有效途徑，代表著配網(wǎng)管理技術(shù)發(fā)展的方向。
建立配網(wǎng)管理系統(tǒng)，給配網(wǎng)管理的確帶來(lái)了許多益處，在紛繁復(fù)雜的配網(wǎng)管理 工作中，初步規(guī)范了內(nèi)部業(yè)務(wù)管理流程,縮短停電搶修時(shí)間，提高供電可靠性，是 投資少，見(jiàn)效大的方案。只有按照現(xiàn)代化管理理念和面向用戶(hù)服務(wù)的要求，通過(guò)計(jì) 算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)集成與信息共享，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)運(yùn)行、搶修和服務(wù)等生產(chǎn)全過(guò)程的計(jì)算 機(jī)科學(xué)管理，才能進(jìn)一步改善服務(wù)質(zhì)量，提高供電可靠率，提高供電企業(yè)的綜合經(jīng)
濟(jì)效益。
作為國(guó)內(nèi)的電力企業(yè)，長(zhǎng)期以來(lái)，在輸電網(wǎng)與配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的管理上始終 不能夠做到輸配一體。往往是在需要的時(shí)候，通過(guò)有限的信息傳遞方式進(jìn)行接口完 成數(shù)據(jù)的交換。結(jié)果是無(wú)論是數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性，還是互操作性都不是很理想。
同時(shí)，信息化給電力企業(yè)帶來(lái)了許許多多的應(yīng)用系統(tǒng)。這些系統(tǒng)在實(shí)施過(guò)程中 各自獨(dú)立。要么需要在運(yùn)營(yíng)管理過(guò)程中重復(fù)輸入數(shù)據(jù)，或者依靠各種系統(tǒng)間接口完 成數(shù)據(jù)交換。而這些接口基本上都是各系統(tǒng)之間自行協(xié)商制定形成的。系統(tǒng)各自獨(dú) 立、接口紛繁蕪雜給電力企業(yè)的信息化水平提高帶來(lái)了一定層度上的阻礙。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種擴(kuò)展性 好、可維護(hù)性、安全性高的新型能量管理及配電自動(dòng)化系統(tǒng)。
本實(shí)用新型的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn) 一種新型能量管理及配電自 動(dòng)化系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括主站層、子站層、終端層，所述的主站層與子站層通訊連接，所述的子站層與終端層通訊連接。
所述的主站層包括主控中心子系統(tǒng)、備控中心子系統(tǒng)，所述的主控中心子系統(tǒng) 與備控中心子系統(tǒng)形成千兆光纖雙以太網(wǎng)。
所述的主控中心子系統(tǒng)包括能量管理系統(tǒng)(EMS)調(diào)度工作站、配電自動(dòng)化 系統(tǒng)(DMS)調(diào)度工作站、遠(yuǎn)動(dòng)工作站、數(shù)據(jù)工程工作站、網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)、天文鐘、 前置機(jī)、EMS/DMS服務(wù)器、企業(yè)數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)歷史數(shù)據(jù)服務(wù)器、DE服務(wù)器、物理隔 離模塊、WEB服務(wù)器，上述的各組件均與備控中心子系統(tǒng)連接，且通過(guò)調(diào)制解調(diào) 器與子站層連接。
所述的EMS調(diào)度工作站設(shè)有兩臺(tái)、所述的DMS調(diào)度工作站設(shè)有兩臺(tái)。
所述的備控中心子系統(tǒng)包括EMS調(diào)度工作站、DMS調(diào)度工作站、遠(yuǎn)動(dòng)工作站、 網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)、天文鐘、前置機(jī)、EMS/DMS服務(wù)器、企業(yè)數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)歷史數(shù)據(jù)服務(wù)器、 DE服務(wù)器、物理隔離模塊、WEB服務(wù)器，上述的各組件均與主控中心子系統(tǒng)連 接，且通過(guò)調(diào)制解調(diào)器與子站層連接。
所述的子站層包括子站服務(wù)器、交換機(jī)、載波MODEM、光MODEM、站內(nèi) 設(shè)備，所述的載波MODEM、光MODEM與主/備控中心子系統(tǒng)連接，構(gòu)成高速?gòu)V 域網(wǎng)，所述的交換機(jī)與終端層連接，構(gòu)成數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有一定的先進(jìn)性、創(chuàng)新性及實(shí)時(shí)性，同時(shí)具有 擴(kuò)展性好、可維護(hù)性、安全性高等優(yōu)點(diǎn)。


圖1是本實(shí)用新型一種新型能量管理及配電自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本實(shí)用新型一種新型能量管理及配電自動(dòng)化系統(tǒng)的主控中心子系統(tǒng)示 意圖3是本實(shí)用新型一種新型能量管理及配電自動(dòng)化系統(tǒng)的備控中心子系統(tǒng)示 意圖4是本實(shí)用新型一種新型能量管理及配電自動(dòng)化系統(tǒng)的子站結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式

輸配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)以網(wǎng)絡(luò)調(diào)度管理為中心，建立EMS、 DMS數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò) 環(huán)境。形成輸配電一體化的自動(dòng)化管理網(wǎng)絡(luò)。EMS輸電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)在llOkV降壓站、llOkV洋山站、110kVLNG站等llOkV
電壓等級(jí)的站點(diǎn)建立以傳統(tǒng)電力載波的數(shù)據(jù)傳輸模式，形成主控制中心、備控制中 心雙回鏈路的輸電網(wǎng)電力信息通道。采用穩(wěn)定可靠的CDT遠(yuǎn)動(dòng)傳輸規(guī)約進(jìn)行數(shù)據(jù) 交換與命令傳遞。
DMS配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)建立以llOkV降壓站、110kV洋山站、110kV開(kāi)關(guān)站、 110kVLNG站、物流樓、綜合樓等為節(jié)點(diǎn)的配電系統(tǒng)子站的雙光纖千兆以太網(wǎng)骨 干網(wǎng)絡(luò)。各10kV配電站、開(kāi)閉所等采用光纖就近接入到配電子站，形成一個(gè)光纖 接入的配電終端接入網(wǎng)絡(luò)，在實(shí)際連接的過(guò)程中，可以根據(jù)地理環(huán)境形成局部環(huán)網(wǎng)。 在各配電網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)置相應(yīng)的自動(dòng)化設(shè)備如FTU、 TTU、 DTU等，完成10kV側(cè) 及400V側(cè)的數(shù)據(jù)采集與控制功能，從而形成覆蓋全港區(qū)的配電自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)。
輸配電自動(dòng)化系統(tǒng)以網(wǎng)絡(luò)調(diào)度管理為中心，以110kV降壓站、110kV洋山站、 110kV開(kāi)關(guān)站、110kVLNG站、物流樓、綜合樓等為節(jié)點(diǎn)的配電系統(tǒng)子站，各10kV 配電站、開(kāi)閉所等采用光纖直接就近接入各節(jié)點(diǎn)站，在箱式變電站內(nèi)通過(guò)設(shè)置必要 的FTU/DTU/TTU自動(dòng)化設(shè)備，同時(shí)完成10kV側(cè)及400V側(cè)的數(shù)據(jù)采集功能， 從而形成覆蓋全港區(qū)的輸配電自動(dòng)化管理網(wǎng)絡(luò)。
輸配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)總體可劃分三個(gè)層次(如圖l所示)
第一層系統(tǒng)主站
是洋山港區(qū)整個(gè)輸配電自動(dòng)化系統(tǒng)的監(jiān)控中心和數(shù)據(jù)中心，負(fù)責(zé)輸配電自動(dòng)化 系統(tǒng)信息匯集與處理發(fā)布。各區(qū)設(shè)區(qū)調(diào)工作站，負(fù)責(zé)對(duì)本區(qū)配網(wǎng)進(jìn)行監(jiān)控操作。
第二層通訊子站(變電站)
各變電站、開(kāi)關(guān)站等分區(qū)域范圍內(nèi)的信息匯集、處理以及通信監(jiān)視、規(guī)約轉(zhuǎn)換
等功能。實(shí)現(xiàn)對(duì)區(qū)域管轄范圍的配電設(shè)備信息匯集與轉(zhuǎn)發(fā)。對(duì)于EMS系統(tǒng)，直接 與各變電站的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)接，通信網(wǎng)絡(luò)采用傳統(tǒng)的電力載波通信形式。 第三層配電終端
由各種遠(yuǎn)方監(jiān)測(cè)、控制單元組成，包括配電室/開(kāi)閉站的監(jiān)控終端FTU、 DTU、 TTU等。
系統(tǒng)主站結(jié)構(gòu)如圖2所示。
主站系統(tǒng)設(shè)在新建的集控中心調(diào)度樓，硬件和軟件的配置遵循以下原則 1)開(kāi)放性系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)符合目前通用的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng) 和信息管理系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范。軟件平臺(tái)遵守IEEEPOSIX 1003.0工作組定義的開(kāi)放性。提供標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)接口及其它標(biāo)準(zhǔn)接口 。滿(mǎn)足將來(lái)第三方軟件的接入。
2) 可靠性系統(tǒng)采用的服務(wù)器、工作站和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等關(guān)鍵硬件設(shè)備應(yīng)采取冗 余的技術(shù)手段，即系統(tǒng)中任一關(guān)鍵設(shè)備故障都不應(yīng)引起系統(tǒng)功能喪失和數(shù)據(jù)丟失。
3) 可維護(hù)性系統(tǒng)中的硬件、軟件和數(shù)據(jù)信息應(yīng)便于維護(hù)。應(yīng)有完整的檢測(cè) 和維護(hù)工具以及診斷軟件，能快速準(zhǔn)確地査明故障，并迅速恢復(fù)系統(tǒng)。
4) 可擴(kuò)展性主站系統(tǒng)的規(guī)模、容量、處理速度、CPU負(fù)荷在考慮到配電網(wǎng) 現(xiàn)狀和遠(yuǎn)景規(guī)劃上，應(yīng)有充足的冗余，配電線路數(shù)目增加時(shí)，不會(huì)使系統(tǒng)的性能有 明顯的下降，即系統(tǒng)隨著功能和規(guī)模的擴(kuò)展可以進(jìn)行線性無(wú)縫擴(kuò)充；當(dāng)系統(tǒng)需要增 加硬件設(shè)備和軟件功能時(shí)，能方便地與系統(tǒng)銜接。
5) 標(biāo)準(zhǔn)性系統(tǒng)應(yīng)遵循各項(xiàng)開(kāi)放式國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),包括硬件平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)，軟件平臺(tái)標(biāo) 準(zhǔn)，通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)據(jù)庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)以及應(yīng)用程序接口標(biāo)準(zhǔn)等。
6) 先進(jìn)性系統(tǒng)在硬件選型上要考慮選用符合計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)發(fā)展方向的主流 產(chǎn)品，既要滿(mǎn)足目前和今后一段時(shí)間的實(shí)際需要，又要保證在一定時(shí)間內(nèi)不落后； 軟件支持系統(tǒng)和應(yīng)用軟件在選型時(shí)要考慮采用符合行業(yè)應(yīng)用方向的主流產(chǎn)品和成 熟的系統(tǒng)軟件，保證建成的系統(tǒng)具有較先進(jìn)的功能，并能方便地升級(jí)新的版本。
如圖3所示，系統(tǒng)的備控中心網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與主控中心相同，只是各種服務(wù)器、工 作站的配置數(shù)目比主控中心略少，但實(shí)現(xiàn)的功能完全一致。兩控制中心構(gòu)成千兆光 纖雙以太網(wǎng)。
目前港區(qū)內(nèi)110kV洋山站及大部分的10kV開(kāi)閉所均采用了綜合自動(dòng)化系 統(tǒng)，考慮到港區(qū)內(nèi)近遠(yuǎn)期電網(wǎng)建設(shè)規(guī)劃，為達(dá)到輸配電網(wǎng)絡(luò)調(diào)度管理系統(tǒng)能夠建 設(shè)成一個(gè)包含調(diào)度、集控、輸配電管理、GIS、 MIS服務(wù)等一體的輸配電網(wǎng)絡(luò)調(diào)度 管理系統(tǒng)，應(yīng)當(dāng)在10kV開(kāi)閉所內(nèi)設(shè)置相應(yīng)數(shù)據(jù)采集終端設(shè)備RTU。
系統(tǒng)子站結(jié)構(gòu)如圖4所示。
通信子站設(shè)置在各變電站內(nèi)，主要任務(wù)是作為以變電站為中心的區(qū)域數(shù)據(jù)交換 中心，實(shí)現(xiàn)各種實(shí)時(shí)信息的上傳下達(dá)。子站由子站服務(wù)器、交換機(jī)、載波MODEM、 光MODEM等通訊設(shè)備組成，它不僅和主站形成一個(gè)高速?gòu)V域網(wǎng)，還與各配電終 端形成一個(gè)數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)。
配電子站主要功能是
1)通信功能支持光纖、載波通訊方式，包括提供多端口，通信規(guī)約轉(zhuǎn)換，提 供維護(hù)接口；2)子站系統(tǒng)具有自診斷和遠(yuǎn)方(主站)診斷功能，從主站可監(jiān)視和診斷子站 本身以及通訊情況。
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權(quán)利要求1. 一種新型能量管理及配電自動(dòng)化系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括主站層、子站層、終端層，所述的主站層與子站層通訊連接，所述的子站層與終端層通訊連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種新型能量管理及配電自動(dòng)化系統(tǒng)，其特征在于， 所述的主站層包括主控中心子系統(tǒng)、備控中心子系統(tǒng)，所述的主控中心子系統(tǒng)與備 控中心子系統(tǒng)形成千兆光纖雙以太網(wǎng)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種新型能量管理及配電自動(dòng)化系統(tǒng)，其特征在于， 所述的主控中心子系統(tǒng)包括能量管理系統(tǒng)調(diào)度工作站、配電自動(dòng)化系統(tǒng)調(diào)度工作 站、遠(yuǎn)動(dòng)工作站、數(shù)據(jù)工程工作站、網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)、天文鐘、前置機(jī)、能量管理/配 電自動(dòng)化系統(tǒng)服務(wù)器、企業(yè)數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)歷史數(shù)據(jù)服務(wù)器、DE服務(wù)器、物理隔離模塊、 WEB服務(wù)器，上述的各組件均與備控中心子系統(tǒng)連接，且通過(guò)調(diào)制解調(diào)器與子站 層連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種新型能量管理及配電自動(dòng)化系統(tǒng)，其特征在于， 所述的能量管理系統(tǒng)調(diào)度工作站設(shè)有兩臺(tái)、所述的配電自動(dòng)化系統(tǒng)調(diào)度工作站設(shè)有 兩臺(tái)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種新型能量管理及配電自動(dòng)化系統(tǒng)，其特征在于， 所述的備控中心子系統(tǒng)包括能量管理系統(tǒng)調(diào)度工作站、配電自動(dòng)化系統(tǒng)調(diào)度工作 站、遠(yuǎn)動(dòng)工作站、網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)、天文鐘、前置機(jī)、能量管理/配電自動(dòng)化系統(tǒng)服務(wù) 器、企業(yè)數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)歷史數(shù)據(jù)服務(wù)器、DE服務(wù)器、物理隔離模塊、WEB服務(wù)器， 上述的各組件均與主控中心子系統(tǒng)連接，且通過(guò)調(diào)制解調(diào)器與子站層連接。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種新型能量管理及配電自動(dòng)化系統(tǒng)，其特征在于， 所述的子站層包括子站服務(wù)器、交換機(jī)、載波MODEM、光MODEM、站內(nèi)設(shè)備， 所述的載波MODEM、光MODEM與主/備控中心子系統(tǒng)連接，構(gòu)成高速?gòu)V域網(wǎng)， 所述的交換機(jī)與終端層連接，構(gòu)成數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種新型能量管理及配電自動(dòng)化系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括主站層、子站層、終端層，所述的主站層與子站層通訊連接，所述的子站層與終端層通訊連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有一定的先進(jìn)性、創(chuàng)新性及實(shí)時(shí)性，同時(shí)具有擴(kuò)展性好、可維護(hù)性、安全性高等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H02J13/00GK201263098SQ200820151280
公開(kāi)日2009年6月24日 申請(qǐng)日期2008年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月25日
發(fā)明者劉園園, 吳建國(guó), 王劍東, 符明明, 谷成偉, 陳鎖柱 申請(qǐng)人:上海同盛工程建設(shè)配套管理有限公司