3、配电自动化系统的海量数据应对策略研究-岳振东.doc

Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;mercialuse配电自动化系统的海量数据应对策略研究岳振东1 刘开华2(1 东方电子股份有限公司烟台市 264000;2 深圳新能电力开发设计院有限公司深圳市 518029)摘要:配电自动化系统监控的对象具有点多面广的特点,特大城市的配电网的监控点超过1万个,需要处理的信息量达到百万级别,使用传统的数据处理模式来传输、处理这么巨大的信息量将导致主站、通信等方面的投资急剧上升,如何处理海量数据已经成为建设一个经济、实用、可靠的配电自动化系统面临的紧迫问题。关键词:配电自动化;海量数据;主站功能下放;可视化0 引言目前投运的配电自动化系统大多采用类似于传统的调度自动化中数据采集、传输和处理模式。按照这种模式,配电终端将大量的现场数据传送到配电主站加工处理。由于目前投运的配电自动化系统监控点的规模大多只有数十或数百个,因此基本上没有遇到海量数据的问题,但在考虑建设一个万级监控点规模的大型配电自动化系统时,人们就会发现如果继续延续以前的做法,就需要应对百万级别信息量的传输、处理需求,为此需要建设一个昂贵、庞大的主站和通信系统,设备投资将急剧上升,与此同时大量的参数录入和现场数据校对也需要投入巨大的人力资源。本文针对大型配电自动化系统面临的海量数据处理难题,提出了主站功能下放和终端设备即插即用的方法,使用该方法将会减少95%的信息传输量,减少通信系统和主站系统的投资,大大降低主站维护工作量,有利于建设一个经济、合理、实用、技术先进的配电自动化系统。1 配电自动化系统信息量评估配电自动化系统监控的对象包括开关站、配电室、箱变、台变、电房、环网柜、柱上开关等等,对不同的监控对象,需要采集的信息有较大差异,以环网柜的一个进(出)线开关为例,采集的信息包括遥测、遥信、控制等,其遥测、遥信信息量分别为23个和14个。表1 相无功功率计算量Q0零序无功功率计算量P总有功功率计算量Q总无功功率计算量Pf功率因数计算量编号简称说明备注ΔØUa1与Ua2角差测量量,用于合环操作Freq频率测量量表2 一条10kV馈线的遥信量信息表编号简称说明备注YX1开关合位辅助节点YX2开关分位辅助节点YX3开关储能辅助节点YX4压力异常辅助节点XN1永久故障虚拟遥信XN2瞬时故障虚拟遥信XN3A相短路虚拟遥信XN4B相短路虚拟遥信XN5C相短路虚拟遥信XN6A相过流虚拟遥信XN7B相过流虚拟遥信XN8C相过流虚拟遥信XN9零序短路虚拟遥信XN10零序过流虚拟遥信上表中还没有包含监控对象的电能数据以及公共系统的信号,但可以简单看出,一个典型的2进4出开关站,需要采集的信息量约为遥测:120个,遥信约为80个,由此推算出10000个这样的监控站点总的信息量约为遥测:120万,遥信80万。如果简单把信息量达百万级别的配电数据传输到主站处理加工,将需要通信系统和主站系统具有极高的处理能力,系统将极其庞大并比较脆弱。2 配电自动化系统的数据应用要解决配电自动化系统的海量数据问题,我们首先要分析配电自动化系统的功能需求。 调度和运行的需求调度和运行最关心的是当前运行方式。包括开关位置、事故、异常以及设备是否满负荷或过负荷,这些数据要尽快从现场设备传送到控制中心,配电系统的实时数据主要有:中压进出线开关、低压主开关、低压出线开关、开关储能位置中低压开关跳闸、保护动作信号、变压器中/低压保险丝熔断、开关故障指示装置动作、直流系统故障、电源系统主电源失电等变压器满载或过载、变压器过温、交/直流电压异常、自动化设备自检异常、通信异常等现场设备操控命令也需要实时传送,操控命令主要有:对中/低压开关进行远方遥控,包括正常状态下运行人员的远方控制以及是故障状态下故障隔离、恢复时的自动/手动控制。校时命令远方维护命令远方查询命令,包括点召实时数据或历史数据上述数据及命令要实时传输,按照实用化的需求,10秒钟是可以接受的实时性指标。配电自动化系统中的绝大多数模拟量数据不需要实时监视,调度运行人员只关心其中少量的电流、电压或相角数据,日常运行中这些数据的实时性指标可以定为分钟级,比如10分钟。在操作或处理局部故障时可能需要暂时提高其实时性指标达到10秒级,这可以通过点召局部数据的办法来实现。多种方法结合完全能够满足调度运行的需要。 配电网管理的需求配电自动化系统的另一个重要功能是为规划、生产管理、节能降损、提高供电质量等电网管理提供决策依据和手段。配电网管理需要的是非实时的电气模拟量和对其加工处理的结果,即筛选后的有用数据,主要包括:遥测量10KV母线电压、进出/线电流变压器低压侧母线电压、进/出线电流计算量三相有功电力、无功电力、功率因数三相有功电量、无功电量变压器低压