电网调度与配网综合自动化系统的设计实现

硕士论文开题报告论文名称：电网调度与配网综合自动化系统的设计实现姓名：展巍学号：GS0721B47专业：IT项目管理与产业信息化所属院系：北航软件学院学院指导老师：申雪萍老师企业指导老师：贺海华指导老师单位：电子六所论文起止时间：2009年2至2009年12月2009 年2月目录1.研究背景及意义 (1)1.1.课题来源 (1)1.2.课题意义 (1)2.国内外相关研究的现状分析 (2)2.1.国外研究现状 (2)2.2.国内研究现状 (2)2.3.对比分析 (2)3.研究目标和内容 (4)3.1.研究目标： (4)3.2.研究内容： (4)4.关键技术和解决方案 (6)4.1.系统总体解决方案 (6)4.2.关键技术及解决途径 (8)5.预期的研究成果形式及创新点 (10)5.1.研究成果 (10)5.2.技术指标 (10)6.论文工作计划 (12)7.主要参考文献 (12)北京航空航天大学硕士报告开题报告1.研究背景及意义1.1. 课题来源本题目来自我单位正在研发的电力软件产品，属于电力自动化领域。

我单位主要从事电力调度自动化、电力配网自动化、电力变电站自动化、电厂监控系统等相关软件、硬件产品的研发及电力系统集成。

我所研究的题目设计到的关键字如下：调度自动化、配网自动化、SCADA、馈线自动化（FA）、PAS、事故追忆等。

1.2. 课题意义本题目主要讨论电力调度自动化、配网自动化软件系统的方案设计与技术实现，解决如何将电力调度和配网自动化系统实现在一个平台上，并在统一的自动化平台上实现多个应用，并界定实现应用的范围。

抽象电力系统对象模型，采用面向对象的方法实现电力自动化系统。

电力调度自动化经过多年的发展已经具备相对标准的功能规范，但随着计算机、通信技术的飞速发展为电力调度自动化提出了新的要求，尤其电力行业用户随着业务的发展不断提出新的应用系统需求；电力配网自动化在国内现处于试点阶段，对于配电自动化的认识仍然众说纷纭，配电网自动化首先表现为一种集成化自动化系统，它在在线(实时)状态下，能够监控、协调、管理配电网各环节设备与整个配电网优化运行，在功能仍然需要自动化平台作为基础，本题目所研究就是实现统一平台的综合配调系统，并在统一的平台上扩展多个应用。

本题目根据我国农村电力建设及配电网建设的实际需求，提出研究和开发适合农电自动化及配电自动化需求的技术先进、价格合理、运行方便、性能实用和质量可靠的农村电力自动化系统和产品。

随着本研究题目的完成和实施，可在一定程度上对我国农电自动化及配电自动化产生影响，对提高农村电网及配电网运营质量，改善城市及农村电力市场的条件，做出自己应有的贡献。

第二章国内外相关研究的现状分析2.国内外相关研究的现状分析2.1. 国外研究现状国外的电力调度自动化起步非常早，在20世纪70年代在英国及美国等发达国家已经有成熟的调度自动化系统，这种以计算机及彩色显示器为核心的实时监控系统，对提高电网安全运行水平发挥了很大的作用。

国外电力配网自动化在20世纪70开始，但当时基本采用当地FTU功能实现配网自动化功能，真正采用主站软件采集各个FTU数据始于90年代。

国外的调度自动化和配网自动化起步较早，但至今基本是两套系统分立实施、运行，没有真正在同一平台上实现。

2.2. 国内研究现状我国电网自动化在20世纪70年代末开始，但当时自动化软件系统全部采用国外产品，我国真正有调度自动化软件始于20世纪80年代末，经过了几代的发展电力调度自动化系统功能已基本标准化。

配网自动化在国内是在近些年才提出的，而且实施配网自动化也是参差不齐，软件系统满足基本的监控功能，配网自动化系统的实施基本是试点工程，软件功能没有统一的标准，各个地方都有各自的特色。

随着计算机、通讯技术的飞速发展国内几大电力厂家（南瑞、四方、许继）纷纷在升级改造各自的自动化系统，也都提出可以实现配网、调度自动化系统一体化解决方案，但至今为止真正投入成功实施的工程案例几乎没有，所以国内实现电力配调合一的自动化系统从实现方案上需要进一步探讨，软件功能上还需要进一步的研究。

2.3. 对比分析调度自动化国外起步的较早，但随着中国的飞速发展，国内的电力技术、计算机技术、通信技术的日趋成熟国内电力自动化技术很快就跟进了，电力自动化软件产品日趋稳定、可靠，近些年国内几大网省公司及下属的供电企业实施的电力调度自动化全部采用国产软件。

在配网自动化上我们近些年刚刚起步，由于有调度自动化基础，至今开发、实施的配网自动化系统从功能还非常近似于调度自北京航空航天大学硕士报告开题报告动化，软件全部采用国产技术。

国产电力自动化软件相比发达国家软件有非常好的成本优势，在功能上国内软件都可以满足，尤其在人机界面上还要优于进口软件。

但无论是国产软件还是进口软件在一个平台上成功实现调度、配网自动化的软件几乎没有，国内大部分研究机构、厂家都处在研发或试运行阶段。

本课题所研究的电网调度与配网综合自动化系统是利用现代化的计算机、网络、通信技术，将电力调度、配网自动化技术在一个平台上实现，开发统一的自动化支撑平台。

第三章研究目标和内容3.研究目标和内容3.1. 研究目标：在充分调研和考察了当今国内外配电自动化及农电自动化技术的最新发展动态的基础上，结合中国配电及农电系统的实际情况，本题目在配调自动化系统的定位是在基于Windows/Unix混合平台上实现一套具有国内领先水平的配网自动化主站及县级调度自动化系统，实现配网主站层的功能。

题目首要目标是为农电网及配电网的安全经济运行、提高农电网及配电网的电能质量、完善设备管理以及提高工作效率提供现代化的工具，从而实现农电网及配电网的调度、监控、分析、管理等功能，为用户农电网及配电自动化提供一整套解决方案。

在题目设计、开发目标上列举以下几点：·系统设计满足一体化设计原则，研究最终实现统一的自动化平台。

·在统一的平台系统基础上实现电力综合配调功能，并实现多个应用系统·具有高度的可靠性和实时性。

·各个模块具备相对独立性，应用系统不依赖其他模块而独立运行，整套系统方案具备配置、采集、监视功能。

·核心软件考虑跨平台（从Windows平台向Unix平台移植）设计，便于移植时做最小的修改。

·具备灵活的配置以适应不同规模的需求。

·工程化的结构设计。

在结构设计时，考虑防雷、防操作过电压、防持续过电压等。

·考虑通道和通信协议以及接入设备的多样性。

3.2. 研究内容：本课题主要研究商用关系数据库，在商用数据库的技术上如何实现实时数据库技术，电力组态图形技术，如何采用通信技术实现与电力智能设备通信，在Windows及Unix环境下用C++语言编程技术。

应用以上技术重点综合研究电力调度自动化、配网自动化整体解决方案及实现技术。

北京航空航天大学硕士报告开题报告本课题首先研究实现基础支撑平台，基础平台主要研究包括功能模块，网络子系统、数据库管理系统、数据库系统设计包含两个部分、图形系统、报表系统。

在基础平台上实现应用系统，应用系统主要研究内容由数据采集系统、SCADA功能、配网馈线自动化系统（FA）、电力高级应用软件（PAS）、地理信息系统（GIS），配网管理系统。

第四章 关键技术和解决方案4. 关键技术和解决方案4.1. 系统总体解决方案系统在Windows 环境下开发，开发工具采用vc++ 6.0，系统的低层服务模块考虑跨平台设计，全部使用标准C++实现，商用数据库采用sql server2005/ Oracle 。

系统设计运行时支持全Windows 操作系统或UNIX/Windows 混合操作系统。

对于Windows 操作系统，选用Micosoft 公司的Windows 2003 Server 或服务器版的最新版本，在客户端采用Windows XP 专业版。

对于混合平台服务器采用Sun Solaris ，客户端采用Windows 平台。

系统设计各个模块结构如下图：网络子系统，提供系统网络收发数据接口系统，不仅提供机器间信息交换的功能，也为同一机器不同应用，不同线程之间提供信息交换的功能。

网络子系统是整体系统数据交换的桥梁，开放其它功能模块调用的接口（API ）函数。

数据库管理系统，数据库系统设计包含两个部分，商用数据库和实时数据库。

其中商用数据库的数据库管理系统在服务器运行，数据库也在服务器上。

用于存基础层 支撑层应用层北京航空航天大学硕士报告开题报告放数据结构、数据定义及描述、历史数据、实时数据库采样数据以及其它管理信息等。

实时数据库的数据定义来自商用数据库，在每个客户机上常驻内存，其定义及描述是在系统启动时根据商用数据库的内容而产生，反应当前电网的状态，存放实时性要求比较高的数据图形系统，基于OpenGL图形接口技术，采用多平面、多层次的矢量图形系统，完成电力业务的组态功能。

设计功能包括图元编辑器、画面编辑、画面浏览工具。

报表系统：报表子系统采用Excel 2003，将系统与Excel 2003进行无缝集成，实现灵活的定制报表功能。

数据采集系统，数据采集系统在本研究题目中承担实时数据的采集与预处理工作。

它是由指定的一台计算机或几台计算机按功能分布在特定应用节点的一组程序集、通道设备及网络设备来实现。

SCADA功能，本部分主要研究数据采集、数据处理系统，主要研究的功能公式计算、报警信息处理、趋势曲线、历史数据处理、电网控制、事故追忆、打印、通信、网络拓扑着色、web浏览功能。

配网馈线自动化系统（FA），配网馈线自动化功能主要包括：故障自动检测与识别（包括FTU信息的错误上报、通信中断以及FTU无法进行正常操作（电源问题或硬件故障）的识别），故障自动定位，故障区段自动隔离，网络重构，恢复供电。

电力高级应用软件（PAS），PAS软件设计以下模块组成：网络建模、网络拓朴、状态估计、负荷预报、调度员潮流、电压无功优化控制、短路电流计算、配电网可靠性分析、配电网网损计算系统设计配置方案图如下第四章 关键技术和解决方案实时运行系统SCADA,FA,PBS,PAS,GIS 配网管理信息系统PAS,GIS,DMS101,104,61850,TASE 2,CDT4.2. 关键技术及解决途径可靠性解决技术。

在电力自动化领域里系统的可靠性必须排在第一位，在可靠性方面本题目除考虑Unix 服务器外，系统还将设计双服务器方案，服务器间通过网络子系统汇报各自的值班状态，通过值班状态来完成服务器间的值班情况，在数据的完整性上本题目考虑自动恢复的解决方案，也就是主服务器设计记忆功能，一旦备服务器恢复运行根据记忆可以自动同步数据。

双网互为备用技术，为了进一步提高网络故障带来的系统瘫痪，题目设计双以太网结构，在软将上实现基于可靠联接的平衡分流的网络子系统，题目对要求可靠性不高的数据实现基于UDP 协议协议的数据报传输方式，对重要的数据还有基于TCP/IP 协议中的TCP 的安全联接传输方式。