摘 要：本文对配电网一体化的综合自动化系统做了研究，并提出了整体方案。该系统克服了现有自动化系统平台不一致，功能单一，各系统间很难实现互联和信息共享，造成重复建设、信息资源浪费的现象。将现有分散的、单一功能的系统集成综合的、信息共享的一体化系统。
关键词：调度自动化;一体化;可靠性;配电自动化
前言
配电自动化系统是利用现代电子技术、通信技术、计算机及网络技术于一体，实现对配电网实时监测、保护、控制、用电及配电管理的智能系统。配电自动化有利于保证配网安全运行，监视配网运行状态，优化配网运行方式。它能明显的缩短故障停电时间，减少故障停电范围。避免高峰低谷、电压幅值等对用户产生不良影响;并且通过合理控制分配用电负荷，有利于提高配网设备利用率;采用远程抄表，提高工作效率，减轻员工劳动强度;利于提高管理现代化水平和服务质量，并可为客户提供用电信息服务[1]。
国外的配电自动化已经形成了集变电所自动化、馈线分段开关监控、电容器组调节控制、用户负荷控制和远程抄表等系统于一体的配电网管理系统。我国配电自动化起步晚，但随着输电网自动化程度的提高，国家在配电上的资金投入也开始增加，实现一体化的配电自动化系统已成为研究热点。
本文在此基础上提出一种基于GPRS的配电自动化系统。系统采用以Internet TCP/IP标准协议的双以太网结构，由配电主站，子站和终端三大部分组成。通过变电所的FTU(远方终端)将各种运行电气参数和状态信息采集到调度中心，由调度人员从调度中心发送控制和调整命令到变电所FTU，来调整电压和控制设备的投切。
一、配电自动化主站部分
1.1 主站硬件构成
主站端由多台计算机构成全分布式的模块化体系结构，系统可以方便的扩展。计算机通过高速以太局域网连在一起。系统采用双网冗余热备份方式，所有的服务器和PC机都连接到这两个以太网上，主网出故障时，在固定时间内系统自动或手动切换到备网运行，从而使系统更加安全可靠。前置机、SCADA服务器等也可以采用双机冗余热备份的工作模式，保证系统可靠性。
前置机子系统主要功能包括：通讯参数设置、三遥参数设置、下发召唤命令、接受FTU上传信息、报文处理与规约解析、实时数据转发和局域网对时。
SCADA服务器：是配电网自动化系统的控制中心，负责接收并处理各采集单元(RTU/FTU/TTU)或转发单元的实时数据，监测报文和故障信息，并广播到实时网，供其它各工作站使用，同时协调对各厂站的控制。在SCADA服务器上可以安装商用关系数据库，用于存储系统运行参数和历史数据，并作网络数据库来使用，提供与外界的数据接口。
调度员工作站：通过调度员工作站，操作者可以进行SCADA监控，可以查看配电网实时运行状况、获取报表、数据曲线、棒图等统计资料，同时调度员工作站也提供系统运行管理和信息管理的手段。
1.2 主站软件构成
系统软件采用面向对象的设计方法，由不同的装置对象组成间隔对象。系统软件同时还为分层、模块式结构，共分为三层：通信层、数据层和应用层。每一个层由不同软件模块组成、层与层之间，模块与模块之间耦合松散，这样既有利于提高系统的稳定性又可以方便的实现功能扩展。
二、配电自动化子站系统
配网监控子站是配网自动化系统的中间层，向上与配网主站等各个系统进行计算机通信，向下与所辖区内终端设备进行通信，完成终端设备数据的集中和转发，可以实现遥测、遥信、遥控、当地监控及故障隔离等功能;并将实时数据中转到配电主站的通信处理机上。
三、配电自动化终端设备
配电终端设备是整个系统的最底层，主要完成对柱上开关、支线开关、配电变压器、开闭所、环网开关、箱式变等各种现场信息的采集和监控功能。一体化设计的配网自动化远方终端FTU是按同时面向变电站(开闭所)间隔与配网自动化馈线设计的一体化现场终端，由综合自动化系统监控单元、智能型电源模块、蓄电池组、主体机箱以及附属接线部分组成，具有保护、测量与控制以及对馈电线路FTU的通信管理功能，适用于变电站(开闭所)的10kV馈线断路器在配电网自动化系统中的管理。该装置可与SCADA主站通信，完成对配网线路的各种监控功能。
FTU是分散式布置，户外运行，因此必须保证能适应恶劣的运行环境和具有很高的可靠性，要能在-40～+85°C温度和环境里正常工作，要有良好的防潮、防雨、防腐蚀措施。并且FTU一般装于电力线柱上或组合柜内，要承受高电压、大电流、雷电等干扰，因而要求有很强的抗干扰能力。FTU附近一般有隔离开关或重合器，在这些装置操作时，有一定的震动，当用插件式结构时，一定要用很好的紧固措施，另外FTU分散式布置，装于人们不方便观察的高度，要求FTU有很强的自检能力，在其出现故障时通过自检及时发现，而通过通讯报给远方配调中心，以便防患于未然[2]。因此，FTU要有智能电源系统来保障其可靠性。
配网10kV通过PT供给电源模块220V或100V交流输入，电源输出±24V给FTU的各模块工作，还输出一组电压给电池浮充，当交流断电时，电源快速切换到电池供电，保证FTU仍能正常工作[3]。同时进行电源监视，在主电源失电、备用电源输出电压过低时产生故障信号，以状态量变位元的方式上报并产生时间记录。电源还需要有自检功能，实现对交流的监测，当交流电压有电时，提供一个±24V输出给监控插件开入，以便远方检测中心知道FTU的交流电源情况。电源系统设置具有自诊断及程序自恢复功能。装置能定期自检，一旦发现终端的内存、时钟、I/O等工作异常均记录保存，并立即向主站告。装置内部具有独立的保护接地端子，外壳和大地牢固连接;装置的遥信输入回路采用光电隔离，并具有软硬件滤波措施，以防止输入接点抖动或强电磁场干扰误动;同时在其通信口设置防雷保护功能。
四、通讯方式和通信规约的选择
4.1 通讯规约的选择
远动通信规约是远动技术中的重要组成部分。在不同的通信系统相结合的配网自动化中，通信规约非常重要。目前在电力系统中普遍应用的通信规约可以分为应答式规约(如IEC60870-101、SC1801等)、循环式规约(如部颁CDT，DXF5和Col等)和对等方式规约(DNP3.0)三类。101规约比较适用于网络拓扑结构为点对点、多点共线、多点星形等网络配置的远动系统中，通道可以是全双工或半双工的情况。有上面的分析可见，101规约比其他规约能更好地满足较大规模馈线自动化系统的.通讯要求。本系统选用101作为通信规约[4]。
4.2 通信方式比较及结论
当前随着供电公司不断降低运营成本，投资效益最大化。供电公司不断追求高质量，低成本的技术，尤其体现在电力通信投资上。常用的通信方式种类繁多，为适应配电自动化系统的通信要求，应从可靠性、建造费用、维护和安装难易程度、传输速率、覆盖范围及组网特点几个角度出发，考虑选择哪种通信方式。通过上文简述几种通信方式，表1列出各自的性能特点。在组建一体化配电自动化通信系统的过程中，选择既经济又实用的通信方案是决定该系统水平高低的关键因素。通过比较可以看出，GPRS通信具有投资少、维护简单、可靠性高、安装简便、速率较高、覆盖广等优点，极大的满足了配电自动化通信的要求。本设计拟采用GPRS通信方式。