配电网优化监控系统方案设计 徐双蝶 指导老师：刘东 (上海交通大学电气工程系，上海市200240：) 摘要：介绍了目前国内配电网数据采集与监控系统的现状和存在的问题。针对配电网监控 系统存在的功能单一、集成度低、互操作性及实时性差等问题，提出了对现有多类监测装置、 通信标准和管理系统进行统一化，设计了包含设备终端层、通信网络层、数据分析处理与集 成层、系统维护与管理层在内的配电网优化监控系统。 关键词：配电网，监控系统，信息集成，通信 配电网自动化系统，是目前电力行业信息 1.引言 化的主要方向之一，具体涉及电网监控、电网 配电网监控系统是近年来电力系统自动控制和电网保护。其中，电网监控系统主要通 化研究的热点和未来趋势之一，目前己有很多。过采集配电网上的数据信息，对配电网的运行 相关的成果。 状况进行监视和分析，并将结果反馈给操作人 文献[]分析了目前国内配电网监控系统员和用户[3]。 的需求和功能设计：文献2,3]分别设计了总体 随着国民经济的发展，电网不断扩大，用 的配电网监测系统：文献[4,5]提出了适用于县户对供电质量和供电可靠性要求越来越高，因 级企业中低压配电网的统一数据采集与监控而对配电网监控系统的要求也越来越高。长期 系统：文献[610]研究了配电网监控系统中的以来，我国的电力发展有“重输轻配”的倾向， 通信系统，并提出了基于GPRS的通信方法： 造成目前配电网建设管理远远滞后于输电网。 文献11-13]提出了高级应用GIS、UML语言在 2009年，国家电网公司提出要建设国际领 配电网系统中的应用：文献14-16]分别就配电先、具有中国特色的坚强智能电网。预期到 过程中的具体问题（电能质量，过电压，线损）2014年底，用户用电信息采集系统覆盖率达到 作出了具体的方案设计：文献[17-23]针对不同100%。2015年，国家能源局提出要“加强配 行业（油田，铁路，煤矿）和地区（农村，县电自动化建设，加强配电通信网支撑，推进用 市)设计了具体的监控方案。 电信息采集全覆盖”[26]。 本文在以上文章的基础上，综合了各个系 随着我国电力系统自动化建设进程的不 统的特点与优点，对当前配电网监控系统中的 断推进，使得配电网在线监控技术快速发展， 问题进行了分析，并结合以上已有系统设计出初步实现了“四遥”功能，对保障电网的稳定 了一套综合、全面、统一的配电网监控系统。 运行起到了很好的作用，但也存在一些问题， 如：系统大多属于单一功能的监控管理：实时 性差，可移动性和可扩展性差：无法统一监控， 不同厂家的设备状态数据无法共享，沦为“信 2.问题的提出 息孤岛”：电网设备种类繁多，分布广泛，造 配电网通常指电力系统中二次降压，即变成采集计算和实时监测系统之间接口可扩展 电站低压侧直接降压，或降压后直接向用户供性差、开放性差、稳定性欠佳等2]。 电的网络，是电力系统发电、输电、变电、配 目前我国的电力系统配电网中，虽然大都 电流程中面向用户的最后一环节，是国民经济 配有监控系统，但大多局限于县市级别的企业 和社会发展的重要公共基础设施，在整个电力 和配电网，采用地方供电企业内部独立的数据 系统中占有至关重要的地位[4]。 采集标准和通信与管理系统，缺乏自顶而下的配电网优化监控系统方案设计 徐双蝶 指导老师：刘东 （上海交通大学 电气工程系，上海市 200240；） 摘 要：介绍了目前国内配电网数据采集与监控系统的现状和存在的问题。针对配电网监控 系统存在的功能单一、集成度低、互操作性及实时性差等问题，提出了对现有多类监测装置、 通信标准和管理系统进行统一化，设计了包含设备终端层、通信网络层、数据分析处理与集 成层、系统维护与管理层在内的配电网优化监控系统。 关键词： 配电网，监控系统，信息集成，通信 1．引言 配电网监控系统是近年来电力系统自动 化研究的热点和未来趋势之一，目前已有很多 相关的成果。 文献[1]分析了目前国内配电网监控系统 的需求和功能设计；文献[2,3]分别设计了总体 的配电网监测系统；文献[4,5]提出了适用于县 级企业中低压配电网的统一数据采集与监控 系统；文献[6-10]研究了配电网监控系统中的 通信系统，并提出了基于GPRS的通信方法； 文献[11-13]提出了高级应用GIS、UML语言在 配电网系统中的应用；文献[14-16]分别就配电 过程中的具体问题（电能质量，过电压，线损） 作出了具体的方案设计；文献[17-23]针对不同 行业（油田，铁路，煤矿）和地区（农村，县 市）设计了具体的监控方案。 本文在以上文章的基础上，综合了各个系 统的特点与优点，对当前配电网监控系统中的 问题进行了分析，并结合以上已有系统设计出 了一套综合、全面、统一的配电网监控系统。 2．问题的提出 配电网通常指电力系统中二次降压，即变 电站低压侧直接降压，或降压后直接向用户供 电的网络，是电力系统发电、输电、变电、配 电流程中面向用户的最后一环节，是国民经济 和社会发展的重要公共基础设施，在整个电力 系统中占有至关重要的地位[4]。 配电网自动化系统，是目前电力行业信息 化的主要方向之一，具体涉及电网监控、电网 控制和电网保护。其中，电网监控系统主要通 过采集配电网上的数据信息，对配电网的运行 状况进行监视和分析，并将结果反馈给操作人 员和用户[3]。 随着国民经济的发展，电网不断扩大，用 户对供电质量和供电可靠性要求越来越高，因 而对配电网监控系统的要求也越来越高。长期 以来，我国的电力发展有“重输轻配”的倾向， 造成目前配电网建设管理远远滞后于输电网。 2009年，国家电网公司提出要建设国际领 先、具有中国特色的坚强智能电网。预期到 2014年底，用户用电信息采集系统覆盖率达到 100% 。2015年，国家能源局提出要“加强配 电自动化建设，加强配电通信网支撑，推进用 电信息采集全覆盖”[26]。 随着我国电力系统自动化建设进程的不 断推进，使得配电网在线监控技术快速发展， 初步实现了“四遥”功能，对保障电网的稳定 运行起到了很好的作用，但也存在一些问题， 如：系统大多属于单一功能的监控管理；实时 性差，可移动性和可扩展性差；无法统一监控， 不同厂家的设备状态数据无法共享，沦为“信 息孤岛”；电网设备种类繁多，分布广泛，造 成采集计算和实时监测系统之间接口可扩展 性差、开放性差、稳定性欠佳等[2]。 目前我国的电力系统配电网中，虽然大都 配有监控系统，但大多局限于县市级别的企业 和配电网，采用地方供电企业内部独立的数据 采集标准和通信与管理系统，缺乏自顶而下的