随着经济全球化的快速推进，一个国家或地区的经济增长与社会发展对电力质量的需求越来越明确，其依赖程度也越来越高。电压波动和短时的停电都会造成巨大的损失。因此，需要结合电网改造在配电网中实现配电网自动化，以提高配电网的管理水平，为广大电力用户不间断的提供优质电能。

配电网自动化是以一次网架和设备为基础，以配电网自动化系统为核心，综合利用多钟通信方式，实现对配电系统的监测与控制，实现对供电故障的快速反应，迅速处理故障，及时恢复供电。并通过与相关应用系统的信息集成，实现配电系统的科学管理。同时，配电安全可靠性将直接影响着国民经济发展和人民生活水平。据不完全统计，我国用户停电故障中80%是由于配电网故障引起的;其运行稳定性、可靠性等直接影响广大用户的生产与生活。

建立配网自动化/配网管理系统是改善公众服务质量、提高市场竞争力、扩大市场份额的有效手段，越来越受到电力公司的普遍关注与高度重视。

二、系统介绍

配电网自动化系统是配电网自动化的核心，具备配电网络的数据采集与控制(SCADA)、故障处理及高级应用功能，可以实现馈线自动化(FA，即故障定位、隔离、非故障区段的供电恢复)、负荷管理、地理信息系统(AM/FM/GIS)、配电应用分析(PAS)等。

配电网自动化系统具有如下特点：

1、需要传输的信息量大;

2、在线分析和离线管理紧密结合;

3、应用分析和终端设备紧密结合;

4、一次设备和二次设备紧密结合。

1、配电网架规划

配电网架规划是实施配电网自动化的第一步，合理的配电网架是实施配电网自动化的基础，需要遵循如下原则：

(1)配电网自动化系统的设计、建设和改造应结合地区配电网规模及应用需求，与配电网调度运行管理体制相适应，满足配电网安全经济优质运行要求，提高配电网供电质量和运行管理水平;

(2)遵循标准化原则，满足安全性、可靠性、开放性、实用性、先进性的要求，实现各项应用的一体化设计，具备良好的可维护性、可扩展性;

(3)主干线路采用环网接线、开式运行，导线和设备满足负荷转移的要求;

(4)主干线路分为3～5段，并装设分段开关，分段主要考虑负荷密度、负荷性质和线路长度;

(5) 对供电可靠性要求高的地区宜建设独立的配电网自动化系统，按应用需求配置“可选功能”;

(6)配电设备自身可靠，有一定的容量裕度，并具有遥控和智能功能。

2、配网主站建设

配网主站是整个配网自动化系统的监控管理中心，完成以下功能：

(1)配电网实时数据采集与控制(SCADA)：通过终端设备和通信系统将配电网的实时状态传送到主站，在主站对配电网络进行远方监视和控制，与调度自动化类似。包括配电开关的状态，保护动作信息，运行数据等。

(2)提供主站控制方式下的馈线自动化功能，用于完成线路故障的快速定位、隔离和非故障区段的供电恢复，适用于各种复杂的网络。

(3)配电地理信息管理(AM/FM/GIS)：以地理图为背景对配电设备、配电网络进行分层次管理，包括查询、统计等。

(4)配电网应用分析(PAS)：对SCADA系统采集的运行数据进行分析计算，为调度员提供辅助决策，包括：网络拓扑、状态估计、潮流计算、网络重构、无功优化、仿真培训等，配电网具有与输电网不同的特点，因此配电网应用分析的算法与能量管理系统(EMS)有所不同。

(5)与其它应用系统(如MIS系统)接口：根据生产和管理的要求，配电主站系统与其它应用系统交换数据，给供电企业内部其它部门提供配电网的信息。

配网主站的建设遵循统筹规划分步实施的原则，在规划时考虑系统的安全可靠、实用和易于扩展。

3、通信系统建设

通信系统是主站系统与配电网终端设备联接的纽带，主站与终端设备间的信息交互都是通过通信系统完成，因此必须有稳定可靠的通信系统，才能实现配电自动化的功能。目前的通信方式有：光纤通信、电力线载波、有线电缆、无线扩频、GPRS/CDMA/3G无线通信等多种。配网自动化系统的通信具有终端设备多，单台设备的数据量小的特点，我司根据这些特点，提供完备的无线移动网络方案，其中涵盖了电力级的网络产品Router及DTU、网络与设备管理功能、联接管理功能、高效可靠的数据汇聚。

(1)方案拓扑图

方案拓扑图

(2)方案拓扑说明

现场采集设备(FTU、DTU)通过串口或者网口与通信设备(无线GPRS/CDMA、路由器)相连，无线设备与运营商建立连接，运营商跟据无线设备送上来的验证信息，给终端分配固定的IP地址，并把此IP划分到指定的专网，实现与主站前置机的通信。

采集设备采集到现场的数据后与设定的值进行比较，如果采集到的值超过设定值的范围，采集设备会把这些数据通过串口或者网口发送到无线模块，无线模块按指定的主站前置机发送相应的信息。主站对送上来的数据进行分析，并向相应的管理人员发出短信或者邮件报警。维护工程师跟据报警的内容做快速处理，把将要发生的故障的设备进行及时处理，在未发生故障前把问题解决，实现预防式维护。

主站通过前置机把状态轮询信息发到各个地方的无线模块，无线模块收到信息后把这些信息转发给采取设备。采集设备收到指令后把相应的状态打包并通过无线设备回传给主站，实现对各个地方状态的监控。

4、终端系统维护

终端维护系统实现远程对电力现场采取设备的运行状态进行监测、参数修改、升级等。拓扑图如下：

终端系统维护拓扑图

现场采集设备的业务串口与维护串口分别与无线模块化的串口一和串口二相连。正常通信的时候业务数据只走通道一，实现配网自动化。当需要对采集设备进行维护的时候维护系统服务器与无线模块建立通道二，实现远程维护的功能。

三、移动网络解决方案特点及优势

针对配网自动化的需求及实际特点，提供了完备的无线移动网络整体解决方案，其产品及方案具有如下特点及优势：

1、支持多种网络及多种配电设备

提供Router及DTU两个系列的网络产品，覆盖多种移动网络。串口与网口兼备，支持各种配电设备。电力用户可以自如选择不同的移动网络及配电设备。

(1)支持GPRS/CMDA以及3G时代的WCDMA/TD-SCDMA/EVDO网络;

(2)Router支持网络及串口的配电设备;

(3)DTU支持串口的配电设备;

(4)支持短信方式实现电力三遥数据的收发。

2、久经考验的高可靠工业级、电力级移动网络产品

(1)Router，DTU两大系列均通过电科院权威验证;

(2)坚持自主研发工业级无线网络产品的定位;

(3)产品不仅在国家电网北京电力公司成功应用，还在南方电网广州深圳等重点城市成功应用获得用户好评，累计稳定运行的设备数量近万台。

3、可靠的网络联接

网络联接的可靠性对配网自动化的应用至关重要，我司在此方面积累了丰富的经验，实现了高可靠的联接管理。

(1)独具的链路检测、自动修复技术，无需人工干预，为上层的配电自动化应用提供可靠的网络联接;

(2)联接管理技术，可以按照用户的需求在网络任何一方发起连接或者断开连接，并可实现按需连接、自动断线、手动激活等功能，节约用户的网络资源，减少运行费用。

4、安全的网络

移动运营商为电力应用提供APN专网接入，保证了网络的安全性。同时产品本身也具备高级别的网络安全功能，保护数据不受侵扰。

(1)支持IPSec VPN， CA数字身份认证等安全功能;

(2)可以支持用户特殊需求的网络安全功能。

5、智能化的网络节点

Router产品不仅仅是完成网络与联接的功能，还可以成为智能的网络节点，完成部分现场功能。

(1)支持电力行业规约;

(2)智能化的报警功能;

(3)利用短信上报状态等(需特殊版本);

(4)保存日志信息，以便进行分析与故障诊断。

6、网络管理功能实现监控无忧

产品全面支持中国移动的WMMP行业设备接入规范，提供行业内领先的网络管理技术与产品，能对网络通道及网络产品的状态进行监控和管理。

(1)RTools远程管理工具实现对单台设备的远程管理;

(2)Admin短信远程管理中心通过短信实现对批量设备的远程管理;

(3)强大的平台级网管软件实现对数以万计设备的监控和管理。

7、工程实施简易高效

提供一整套配置工具和方法，针对产品采购后工程实施的各个阶段，集中、高效、远程地完成配置工作。这样的方案可以减少现场施工的工作负担，降低对现场施工人员的要求。

(1)提供手持配置工具，无需电源就可以配置DTU产品;

(2)通过平台级网管软件方便地实现对Router及DTU进行远程配置或升级，大大减少现场实施工作。

8、支持系统的扩充与升级

Router及DTU全面支持安全可靠的远程固件升级(专利技术)，轻松支持系统容量的扩充。

9、工程支持与服务

针对电力行业用户的需求提供多种工程与技术支持，包括网络方案设计，培训，网络配置工具与支持，现场服务，运行状态分析，升级方案设计等。