海阳市供电局的配网自动化系统主要包括配网自动化的DA功能、变电站的综合自动化以及调度自动化，因此海阳市的配网自动化系统是一个包括变电站自动化的配网一体化系统。此系统规模包括4条手拉手的配电线路，3个110KV变电站和12个35KV变电站。

配电自动化系统图如图一所示

图一 配网自动化系统图

　110KV变电站系统图如图二所示

图二 110KV变电站系统图

35KV变电站综合自动化系统图如图三所示

图三 35KV变电站系统图

海阳配电自动化系统的设计原则和功能要求：

海阳配电自动化系统以分层分布式设计为基础。分布式包含两个方面的含义：功能分布和结构分布。功能分布使底层能实现的功能，尽量在底层实现，从而提高响应速度。

海阳配网自动化系统主要分为三层：配、调主站层、二级主站层、变电站层。其结构框图如图四所示：

图四 系统结构框图

与配网自动化无关的12个35KV变电站，实现了变电站综合自动化功能后，其数据经载波通道送到配调主站，配网自动化的二级主站以光纤方式汇集4条配电线路上FTU数据，并且经光纤与配调主站通信。配调主站的所有计算机均以10M/100M以太网连接。配调软件以模块化结构组织，各功能模块可集中地为一台计算机拥有，也可分布在不同的计算机上。

下面分别讲述各层的结构和功能。

1．变电站层

与配网无关的12个变电站依据分层分布式结构思想，将变电站的信息采集和控制分为当地功能层、通讯管理层和数据测控保护层。

以保护测量一体化微机保护装置为基础的变电站综合自动化系统按照一次设备组织，使控制、测量、保护与一次设备一对一配置，使各装置之间的分工明确，彼此独立，可靠性更高。

变电站综合自动化系统实现的功能：

1．1 数据采集与处理功能

对各种开关量、数字量、脉冲量和模拟量的采集；

对输入信号线性化处理，正确性判断、极限值比较、模拟量报警处理和升变量变位处理、报警等；

对一次参数根据要求计算、给出所需要的各种二次参数的计算值，如最大值、最小值、平均值、差值、累计值及其他计算值等；

1．2 显示功能

对设备的运行参数和开关量状态的CRT画面显示，给运行人员提供遥控操作的人机对话手段。

1．3 微机保护和安全自动装置功能

微机保护实现线路保护、变压器保护、馈线保护、电容器保护、安全自动装置实现了自动重合闸，备用电源自投，低频减载，小电流接地选线功能，并且微机保护的主动上传保护动作时间、动作性质、动作值、动作名称，并且实现了远方修改保护定值和切换保护定值。

1．4 远方控制和误操作闭锁

当地功能的计算机和配调中心可对变电站的断路器、隔离开关的开合进行操作，对变压器分接头进行调节控制，对电容器组进行投切。

误操作闭锁主要是远方和就地操作的闭锁和短路器、刀闸和地刀之间的误操作闭锁。

1．5 报表功能

SOE事件顺序记录。当变电站断路器事故跳闸或保护动作情况时，系统的自动定子动作的时间顺序，SOE分辨率为1ms。

事故追忆记录。变电站发生事故时，系统的自动将事故前后若干周波数据记录并存储下来，以供事故分析参考。

日志再现打印。手动、自动打印报表。

1．6 自诊断功能

自诊断系统运行情况，并传到配调中心。

1．7 GPS校对

2．二级主站层

二级主站层为配电自动化的中心枢纽，它通过四条光纤分别连接4条手拉手配电线路，每条光纤网上挂有配电自动化系统的4个数据采集终端FTU。FTU实现对分段断路器的控制，对电流电压数据量的采集，经高速处理器DSP计算后将分断点的运行数据及故障信息、数据经光纤网送至二级主站，二级主站采用冗余以太网和冗余的双DPU，以提高二级主站的可靠性。二级主站的DPU负责整个系统的数据信息的综合和传递，同时还在DPU内部完成区域范围内的故障检测、故障判断，故障隔离及故障恢复方案的生成等运算。同时二级主站DPU还负责站内数据的收集、发送和短路器的控制、有载变压器的分接头调节。

二级主站和配调主站系统构成的分层分布式系统结构便于配网系统的扩容，而且实现功能下放，既保证了配网自动化系统故障恢复时间短的要求，也减轻了配调主站的工作量。

3．配调主站

配调主站是配网自动化的核心，海阳配调主站为双以太网，双工作站的硬件配置，系统软件运行在WIN NT平台上。海阳配调主站实现的功能：

3．1 图形显示模块：

显示系统的配网接线图及站内接线图和系统运行工况图以及各种图表，在图形中显示有关的实时数据，并且调度员可直接在图上将有关主设备的设备信息打开调阅或修改。图形显示采用分层，分平面的方法，通过画面的投切，翻页，拼装，滚动放大和缩小来展现不同程度的系统细节。可在一个屏幕上同时显示多个画面，画面调用可采用单键或鼠标调用两种方法。

实时数据可采用多种方法表示，如采用棒图，曲线，饼图，数值等，方便调度员的数据观察。

3．2 图形生成模块：

图形生成模块供系统维护人员在线生成，编辑，修改系统图形界面（如配网图，架空网络图等）及设备管理参数使用，图形生成模块有内置的标准设备模板库，系统维护人员只需从库中将相应设备符号从库中拖到图中的确定位置，则数据库中自动为该类设备增加一数据项，在图中双击该设备符号，弹出设备参数表，逐项输入输入后，点击确认按钮，则设备参数经校验程序一致性检查后若正确则自动存入数据库，否则报出错信息继续修改。若在填写参数表的过程中已填入设备的连接属性，则图形生成程序会自动将其与相关设备连接，若系统维护人员手工连接设备，则程序可自动修改设备库中的相应设备的连接属性。

系统支持多种打印方式包括绘图仪出图方式：

能打印整图及任意区域的单线图；

图形打印可无级缩放；

打印方式以菜单形式出现；

出图颜色可由黑色和彩色切换，颜色鲜艳度可调；

整图的任意一块可切割后存于另一张图中，并能进行修改，保存，及出图，原图设备名不变；

每天修改的图形存于相应的文件中，并能将其拼与多张A2或A4幅面的图中，在描图纸上打印出图；

切割下来的图形大小比例与打印出来的整图保持一致。

3．3 报表显示及生成：

制表功能包括两大部分功能：数据收集和再现功能，数据收集运用了ODBC的概念，收集的数据写入用户定义的支持ODBC的数据源中，这样用户不仅可以运用我们提供的数据再现工具再现，统计，打印记录的数据，而且可以运用通用的数据库管理工具再现收集的数据，体现了系统的开放性，制表数据再现是基于EXECL7.0的应用程序，充分利用了EXECL的功能，使用户方便地配置各种表格。

系统可实现24小时整点负荷曲线及计划负荷曲线，并选出最大，最小值作出月负荷曲线，月负荷曲线分别以每天最大，最小，平均值为数据点，并可根据用户需要格式生成日，月，年的调度运行报表，并可利用报表程序提供的计算工具完成相应的统计计算。

3．4 数据一览：以表格形式显示系统中所有的实时数据，可供调度员快速查询数据。

3．5 遥控操作器：

遥控操作器是调度员实现遥控操作的人机界面，可通过操作器遥控各负荷开关，所有操作采取两级确认，防止误操作，可通过在画面上设置标志来禁止操作。

系统可实现以下遥控功能：

实现各负荷开关及配电站进出线断路器的遥控分合闸；

检测蓄电池的容量

能对配电网的无功补偿电容器，配变分接头等设备进行调节，提高电网运行质量。

通过人机界面进行遥控需满足的条件：

设备就地/遥控开关必须在远方位置；

在允许操作的优先级范围内；

遥控操作器自动记录操作员的遥控操作，并作为操作记录日志存入历史数据系统，以备查阅。

3．6 报警功能

SITAR系统具有强大的报警功能，当配网系统发生故障时，画面自动跳到故障区，相应故障区闪烁通知调度员系统故障；根据故障类型不同报警形式也不同，可设置报警级别来区别。

事故发生：计算机发出语音报警，画面自动跳到故障区，同时弹出提示消息框，等待调度员确认。

遥测越限：画面相应测点的颜色变成粉红色，同时弹出提示消息框，并可设置语音报警，报警限值可由调度员修改。

通道异常：从此通道输入的所有数据变成红色，画面弹出通道配置图，故障通道闪烁，并可设置语音报警。

主站监控系统故障：画面弹出计算机网络图，故障部分显示红色，同时发出语音报警，等待系统维护人员确认。

3．7 设备管理模块

数据库中包含了设备的属性，对于故障检测系统调度员所关心的主要设备，包括变压器，开关，线路等可直接在一次接线主画面上通过双击设备，弹出设备表，供调度员随时联机查询。

设备属性的输入可在图形生成工具中完成，也可直接通过数据组态器完成以及GIS接口读取；图形生成工具将设备与设备属性建立了对应关系。

3．8 馈线自动化

馈线自动化模块的加入是配电自动化系统区别与SCADA系统的主要特征，馈线自动化功能是实现配电自动化的核心。

馈线自动化功能的实现依赖与拓扑分析，故障检测，供电恢复这三个模块。

拓扑分析：

拓扑分析是实现整个算法的基础，拓扑分析是建立在图论的数学基础之上。

拓扑分析的第一步是建立系统的连通图，程序从数据库中将根据连接属性，抽象出连通图，将母线，开关抽象为点，线路抽象为支路，根据支路两端的开关的状态可确定支路的带电属性，进行网络的动态着色；根据点和支路的连接关系生成连通图，根据操作员分段开关的设定，可将一个大的配电网络分解为几个单电源辐射网，大大降低了计算次数，加快了计算速度；分段开关的支路作为备用电源的供电路径，因而拓扑分析问题转换为从电源点出发搜寻到无源网络中任意接点的路径集合，则可根据搜索算法完成供电路径集合的计算。

（2）故障检测：

故障检测采用模式识别的方法完成，典型故障的各种情况做为知识点存放在知识库中，用户可根据电网的特殊要求加入新的知识点；当发生故障后，各节点的FTU主动上报故障信息，系统将这些事件流与知识库中的知识点进行模式识别，判定故障所发生的支路，进而发出故障切除指令，遥控相应开关动作。

（3）供电恢复：

当故障切除后，拓扑分析程序自动计算出原连通图上的停电节点，则供电恢复程序负责根据最大负荷限制的约束条件，以下列最优条件为目标从节点供电集合中选择恢复供电路径。

供电恢复的最优目标：

可恢复供电量最多

可恢复供电用户最多

可恢复重要用户最多

供电恢复的方案以表格形式在画面上显示出来，同时还将在表格中显示各恢复方案的参数，便与调度员比较。

供电恢复的执行有两种方法，半自动方式和自动方式；在半自动方式情况下调度员根据供电恢复方案的提示遥控开关完成供电恢复；自动方式下，用户预先根据上述三个最优目标定义一个最优目标作为目标函数，系统根据次目标函数自动选择一个方案执行，实现供电恢复。

当供电恢复后此时系统属于非正常状态，只有当调度确认后，才转为正常状态，拓扑分析程序重新划分子系统。

3．9 历史数据

历史数据负责收集实时数据的时间序列，并将其存储有关介质上；在历史数据功能还包括SOE和追忆打印功能。

重要模拟量按固定时间间隔采集有效瞬时值，当数据容量满时数据将自动转存并能进行调用和查询。

回顾海阳配网自动化系统的开发、调试和投运过程，在取得配网自动化和变电站综合自动化成功结合的基础上，我们还觉得在今后的工程项目中对配网自动化系统的功能广度和深度上更加深入，从而使新华公司的配网自动化系统XDAMS-400在电力市场上独树一帜。