专利名称：能量管理及配电自动化系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及电力数字化综合管理系统，尤其涉及能量管理及配电自动化系统。
背景技术：
我国电力企业的信息化从20世纪60年代起步，从应用的过程来看可分为四个 阶段，20世纪60 70年代为第一阶段，最初主要集中在发电厂和变电站自动监测 /监制方面；20世纪80 90年代为第二阶段，该阶段开始进入电力系统专项业务应 用，涉及电网调度自动化、电力负荷控制、计算机辅助设计、计算机仿真系统等应 用开始深入广泛开展，某些应用达到了较高的水平，而计算机管理信息系统则刚刚 起步，并经历了失败较多的痛苦过程；20世纪末进入了第三阶段，电力信息技术 进一步发展到综合应用，由操作层向管理层、决策层延伸，各级电力企业建立管理 信息系统，实现管理信息化。但从传统工业应用来看，电力信息资源的开发尚处于 刚刚起步及发展的阶段，目标是形成集中、统一、稳定的信息采集渠道，基本建成 覆盖全行业各门类的电力信息资源共享体系。目前，电力企业在信息化基础建设基 本完成的前提下，企业管理信息化方面引入了所谓的"一体化"、"数字化电网"、 "数字化供电局"、"电力EAM"、"电力ERP"等先进概念，进入为提高企业 发展、市场的竞争、产业水平，推进企业科技创新、机构创新、体制创新的信息化 阶段。
随着电网规模的扩大和供电能力的加强，各行各业对电力供应需求不断提高， 配电网的重要性日益突出。我国作为经济高速发展中的国家，在对发电厂和输电网 的大规模建设基本完成之后，近几年又进行了大规模的城乡电网改造，使我国配电 网得到了很大的改善，配电网硬件设施和网络架构明显加强，电网的安全、经济运 行有了切实的保障，广大电力用户对电能质量和供电服务，则相应提出了更高的要 求，供电部门如果还靠原有的人工化、粗放型的管理方式，已经无法实现科学和高 效的管理。洋山港作为中国新兴的深水港口，其独特的地理位置决定了它的迅猛发
展。自2005年洋山港一期工程开港后至现在我们发现，原先的电力规划建设已不 能满足最新的发展需求。面对高速发展的港口建设，电力供应作为先行条件也须有 战略眼光来为洋山港的建设和投运服务。
供电部门基础设备建设、硬件设备投运的同时， 一个以改善客户服务为手段、 以提高经济效益为目的的新型管理体系和工作流程亟待建立。
配网管理体制的改革，对相应的计算机应用系统提出了新的更高的要求。为此， 我们提出在各种涉及配网应用系统的基础上，开发面向配网运行的综合应用系统 (以下简称配网管理系统)，为配电网生产、运行、检修管理服务，进而实现配电 网生产、运行、检修管理的自动化，并为企业市场营销提供良好的技术支持。配网 管理系统是配电网实现科学管理的有效途径，代表着配网管理技术发展的方向。
建立配网管理系统，给配网管理的确带来了许多益处，在纷繁复杂的配网管理 工作中，初步规范了内部业务管理流程,縮短停电抢修时间，提高供电可靠性，是 投资少，见效大的方案。只有按照现代化管理理念和面向用户服务的要求，通过计 算机应用系统集成与信息共享，实现配电网运行、抢修和服务等生产全过程的计算 机科学管理，才能进一步改善服务质量，提高供电可靠率，提高供电企业的综合经 济效益。
作为国内的电力企业，长期以来，在输电网与配电网自动化系统的管理上始终 不能够做到输配一体。往往是在需要的时候，通过有限的信息传递方式进行接口完 成数据的交换。结果是无论是数据实时性，还是互操作性都不是很理想。
同时，信息化给电力企业带来了许许多多的应用系统。这些系统在实施过程中 各自独立。要么需要在运营管理过程中重复输入数据，或者依靠各种系统间接口完 成数据交换。而这些接口基本上都是各系统之间自行协商制定形成的。系统各自独 立、接口纷繁芜杂给电力企业的信息化水平提高带来了一定层度上的阻碍。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种扩展性好、可 维护性、安全性高的能量管理及配电自动化系统。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现能量管理及配电自动化系统，其
特征在于，该系统包括主站层、子站层、终端层，所述的主站层与子站层通讯连接， 所述的子站层与终端层通讯连接。
所述的主站层包括主控中心子系统、备控中心子系统，所述的主控中心子系统 与备控中心子系统形成千兆光纤双以太网。
所述的主控中心子系统包括能量管理系统(EMS)调度工作站、配电自动化 系统(DMS)调度工作站、远动工作站、数据工程工作站、网络打印机、天文钟、 前置机、EMS/DMS服务器、企业数据仓库历史数据服务器、DE服务器、物理隔 离模块、WEB服务器，上述的各组件均与备控中心子系统连接，且通过调制解调 器与子站层连接。
所述的EMS调度工作站设有两台、所述的DMS调度工作站设有两台。
所述的备控中心子系统包括EMS调度工作站、DMS调度工作站、远动工作站、 网络打印机、天文钟、前置机、EMS/DMS服务器、企业数据仓库历史数据服务器、 DE服务器、物理隔离模块、WEB服务器，上述的各组件均与主控中心子系统连 接，且通过调制解调器与子站层连接。
所述的子站层包括子站服务器、交换机、载波MODEM、光MODEM、站内 设备，所述的载波MODEM、光MODEM与主/备控中心子系统连接，构成高速广 域网，所述的交换机与终端层连接，构成数据通讯网。
与现有技术相比，本发明具有一定的先进性、创新性及实时性，同时具有扩展 性好、可维护性、安全性高等优点。
图1是本发明能量管理及配电自动化系统的结构示意图； 图2是本发明能量管理及配电自动化系统的主控中心子系统示意图; 图3是本发明能量管理及配电自动化系统的备控中心子系统示意图; 图4是本发明能量管理及配电自动化系统的子站结构示意图。
具体实施例方式
输配网自动化系统以网络调度管理为中心，建立EMS、 DMS数据通信网络 环境。形成输配电一体化的自动化管理网络。
EMS输电网网络在llOkV降压站、110kV洋山站、110kVLNG站等110kV 电压等级的站点建立以传统电力载波的数据传输模式，形成主控制中心、备控制中 心双回链路的输电网电力信息通道。采用稳定可靠的CDT远动传输规约进行数据
交换与命令传递。
DMS配电网网络建立以llOkV降压站、llOkV洋山站、110kV开关站、 110kVLNG站、物流楼、综合楼等为节点的配电系统子站的双光纤千兆以太网骨 干网络。各10kV配电站、开闭所等采用光纤就近接入到配电子站，形成一个光纤 接入的配电终端接入网络，在实际连接的过程中，可以根据地理环境形成局部环网。 在各配电网络节点设置相应的自动化设备如FTU、 TTU、 DTU等，完成10kV侧 及400V侧的数据采集与控制功能，从而形成覆盖全港区的配电自动化网络。
输配电自动化系统以网络调度管理为中心，以110kV降压站、110kV洋山站、 110kV开关站、110kVLNG站、物流楼、综合楼等为节点的配电系统子站，各10kV 配电站、开闭所等采用光纤直接就近接入各节点站，在箱式变电站内通过设置必要 的FTU/DTU/TTU自动化设备，同时完成10kV恻及400V侧的数据采集功能， 从而形成覆盖全港区的输配电自动化管理网络。
输配网自动化系统总体可划分三个层次(如图l所示)
第一层系统主站
是洋山港区整个输配电自动化系统的监控中心和数据中心，负责输配电自动化 系统信息汇集与处理发布。各区设区调工作站，负责对本区配网进行监控操作。 第二层通讯子站(变电站)
各变电站、开关站等分区域范围内的信息汇集、处理以及通信监视、规约转换 等功能。实现对区域管辖范围的配电设备信息汇集与转发。对于EMS系统，直接 与各变电站的综合自动化系统进行对接，通信网络采用传统的电力载波通信形式。
第三层配电终端
由各种远方监测、控制单元组成，包括配电室/开闭站的监控终端FTU、 DTU、 TTU等。
系统主站结构如图2所示。
主站系统设在新建的集控中心调度楼，硬件和软件的配置遵循以下原则
1) 开放性系统的设计应符合目前通用的计算机系统、工业自动化控制系统 和信息管理系统的标准、规范。软件平台遵守正EEPOSIX 1003.0工作组定义的 开放性。提供标准的数据库访问接口及其它标准接口 。满足将来第三方软件的接入。
2) 可靠性系统采用的服务器、工作站和网络设备等关键硬件设备应采取冗 余的技术手段，即系统中任一关键设备故障都不应引起系统功能丧失和数据丢失。 3) 可维护性系统中的硬件、软件和数据信息应便于维护。应有完整的检测 和维护工具以及诊断软件，能快速准确地査明故障，并迅速恢复系统。
4) 可扩展性主站系统的规模、容量、处理速度、CPU负荷在考虑到配电网 现状和远景规划上，应有充足的冗余，配电线路数目增加时，不会使系统的性能有 明显的下降，即系统随着功能和规模的扩展可以进行线性无缝扩充；当系统需要增 加硬件设备和软件功能时，能方便地与系统衔接。
5) 标准性系统应遵循各项开放式国际标准,包括硬件平台标准，软件平台标 准，通信协议标准，数据库标准以及应用程序接口标准等。
6) 先进性系统在硬件选型上要考虑选用符合计算机及网络发展方向的主流 产品，既要满足目前和今后一段时间的实际需要，又要保证在一定时间内不落后； 软件支持系统和应用软件在选型时要考虑采用符合行业应用方向的主流产品和成 熟的系统软件，保证建成的系统具有较先进的功能，并能方便地升级新的版本。
如图3所示，系统的备控中心网络结构与主控中心相同，只是各种服务器、工 作站的配置数目比主控中心略少，但实现的功能完全一致。两控制中心构成千兆光 纤双以太网。
目前港区内110kV洋山站及大部分的10kV开闭所均采用了综合自动化系 统，考虑到港区内近远期电网建设规划，为达到输配电网络调度管理系统能够建 设成一个包含调度、集控、输配电管理、GIS、 MIS服务等一体的输配电网络调度 管理系统，应当在10kV开闭所内设置相应数据采集终端设备RTU。
系统子站结构如图4所示。
通信子站设置在各变电站内，主要任务是作为以变电站为中心的区域数据交换 中心，实现各种实时信息的上传下达。子站由子站服务器、交换机、载波MODEM、 光MODEM等通讯设备组成，它不仅和主站形成一个高速广域网，还与各配电终 端形成一个数据通讯网。
配电子站主要功能是
1) 通信功能支持光纤、载波通讯方式，包括提供多端口，通信规约转换，提 供维护接口；
2) 子站系统具有自诊断和远方(主站)诊断功能，从主站可监视和诊断子站 本身以及通讯情况。
权利要求
1.能量管理及配电自动化系统，其特征在于，该系统包括主站层、子站层、终端层，所述的主站层与子站层通讯连接，所述的子站层与终端层通讯连接。
2. 根据权利要求1所述的能量管理及配电自动化系统，其特征在于，所述的 主站层包括主控中心子系统、备控中心子系统，所述的主控中心子系统与备控中心 子系统形成千兆光纤双以太网。
3. 根据权利要求2所述的能量管理及配电自动化系统，其特征在于，所述的 主控中心子系统包括能量管理系统调度工作站、配电自动化系统调度工作站、远动 工作站、数据工程工作站、网络打印机、天文钟、前置机、能量管理/配电自动化 系统服务器、企业数据仓库历史数据服务器、DE服务器、物理隔离模块、WEB 服务器，上述的各组件均与备控中心子系统连接,且通过调制解调器与子站层连接。
4. 根据权利要求3所述的能量管理及配电自动化系统，其特征在于，所述的 能量管理系统调度工作站设有两台、所述的配电自动化系统调度工作站设有两台。
5. 根据权利要求2所述的能量管理及配电自动化系统，其特征在于，所述的 备控中心子系统包括能量管理系统调度工作站、配电自动化系统调度工作站、远动 工作站、网络打印机、天文钟、前置机、能量管理/配电自动化系统服务器、企业 数据仓库历史数据服务器、DE服务器、物理隔离模块、WEB服务器，上述的各 组件均与主控中心子系统连接，且通过调制解调器与子站层连接。
6. 根据权利要求1所述的能量管理及配电自动化系统，其特征在于，所述的 子站层包括子站服务器、交换机、载波MODEM、光MODEM、站内设备，所述 的载波MODEM、光MODEM与主/备控中心子系统连接，构成高速广域网，所述 的交换机与终端层连接，构成数据通讯网。
全文摘要
本发明涉及能量管理及配电自动化系统，该系统包括主站层、子站层、终端层，所述的主站层与子站层通讯连接，所述的子站层与终端层通讯连接。与现有技术相比，本发明具有一定的先进性、创新性及实时性，同时具有扩展性好、可维护性、安全性高等优点。
文档编号G06F17/00GK101369740SQ20081004102
公开日2009年2月18日 申请日期2008年7月25日 优先权日2008年7月25日
发明者吴建国, 李荣高, 王剑东, 谷成伟, 侃 钱, 陈锁柱 申请人:上海同盛工程建设配套管理有限公司