关键词：大数据；配电自动化；应用研究
1配电自动化技术应用原则
配电自动化技术在配电网中运用时需要坚持安全、可靠、适用与递进等方面的原则。由于配电网所涉及到的用户数量巨大，因此配电安全性与可靠性是十分重要且必要的。如配电网出现故障电力自动化系统崩溃将有可能造成配电网大面积长时间的供电中断，在对经济造成严重损失的同时也会对用户的用电造成极大的不便。配电自动化技术所具有的配电网运行状态监测系统、可靠的处理系统以及电力调配系统，能够对用户的用电状态进行监测，以便在配电网故障发生的第一时间进行故障处理，保障供电的正常运行。配电自动化技术的适用性原则指的是配电自动化技术的应用需要遵照我国的用电国情，并结合当地的用电方式与用电需求，以“适用”为主要原则做好配电自动化技术的建设与应用，最大化的发挥出配电自动化技术功用。
2基于大数据的配电自动化系统组成
DAS主要包含配电主站、子站、配电终端和通信系统等几部分。其中，配电主站是DAS的最高层，作为DAS的核心，它具有数据采集、处理和存储等功能，可以完成DS的监测和调控，分析其运行状态，协调子区域间的矛盾，保证DS的最优运行。配电子站处于DAS的中间层，配电子站安装与否需要根据DAS的实际情况决定，用于减轻主站的通信压力，对其辖区内的配电终端实现监视功能。配电终端处于DAS的底层，是安装在一次设备运行现场的自动化装置，包括馈线终端(FTU)、站所终端(DTU)和配变终端(TTU)三大类。通信系统是连接配电主站、子站以及终端的通信网络。DA主站主要由计算机硬件、操作系统、支撑平台软件和配电网应用软件组成。其中，支撑平台包括系统数据总线和平台的多项基本服务，配电网应用软件包括配电SCADA等基本功能以及电网分析应用、智能化应用等扩展功能，支持通过信息交互总线实现与其他相关系统的信息交互。配电主站控制中心是整个DAS的核心，其主要作用是：（1）实现配电网及相关设备运行状态的监控、调整与管理。（2）利用配电子站或者配电终端上传的实时信息，实现配电网运行状态的实时计算与分析。（3）将配电网运行状态情况传递给SCADA、EMS、MIS等系统，并获取配电网的相关信息，实现实时数据的共享。配电子站是连接主站与终端中间部分，主要功能包括转换通信方式及路由、实现数据的分层处理、分散主站的部分功能等。具体内容如下：（1）实现不同的通信方式或者路由的转换。（2）完成当地辖区的监控功能。（3）向上与配电主站实现信息交互，上传必要数据;向下完成配电终端的数据收集，完成信息的上传下达。（4）进行故障区域的快速隔离以及部分非故障区域的供电恢复任务。配电终端设备是DAS的现场监测控制单元，设置在各被监测控制设备近旁。其作用是：（1）完成设备的实时运行状态的采集任务。（2）对终端设备的运行情况进行监视，若出现异常及时上报。（3）接收并执行配电主站或配电子站下发的控制命令。（4）在一定条件下，实现配电终端的自动控制功能。通信系统是DAS的神经网络，由通信装置、通信线路、辅助设备组成，分布在各层需要连接的设备之间。其作用是：（1）连接配电主站、配电子站及配电终端，建立各层之间信息的传输通道。（2）在配电主站、子站以及终端之前传递数据信息或控制命令等。（3）各终端设备向配电主站或子站等上一级系统上传所采集的配电网量测数据。
3基于大数据的配电自动化系统应用
3.1总体架构技术方案
结合某市配网系统的实际特点，某市供电局配电自动化主站以当前成熟的计算机技术和通信网络技术作为技术支撑，采用“主站十终端”两层结构，新建的配电自动化主站系统应遵循一体化电网运行智能系统技术要求，采用主配网一体化架构，通过统一的基础资源平台服务为各类应用提供支撑，通过广域服务总线实现各级主站间数据共享和应用交互。实现对整个配网自动化系统进行集中采集、分散监控。配电终端实现开关设备、线路模拟量、状态量的数据测量及采集。通信层实现终端和主站层间的数据、命令的上传下达。
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3.2功能架构
在实现配电自动化与大数据技术结合至今，主要功能如下：（1）数据采集。新结合系统的实时数据主要包括10kV配网实时信息和变电站实时信息两个部分。将下设变电站的各种终端电气信息上传到主站汇总。（2）数据存储处理及事件记录。数据存储和处理是指里面的相关模块具有数据存储功能，主要是将各种状态量的电气信息存放在一个特定模块中，并且此部分具有事件记录的功能，当系统发生各种不安全事故时，该模块便会启动，将相关事件记录下来。（3）操作与控制。操作和控制是指相关的系统能够实现远程控制的作用，当系统发生各种类型的事故时，该模块就能远程操作，实现远程控制。（4）网络拓扑着色。拓扑着色是指系统能够根据网络的状态，自动分析电源侧、负荷侧的动作，并能够在一个显示屏幕上用不同的颜色将它们标记出来。（5）配电线路故障自动化处理。当配电网发生故障停电时，系统可以通过此模块将主网与故障去分离开来，不受故障区域所带来的影响。
3.3数据架构
建立在大数据技术基础上的配电自动化系统的主要数据模型由以下5个子模型构成:基本数据层、数据预处理层、数据存储分析、数据挖掘分析、业务应用等。数据层包括用电信息采集数据、电网网架数据、电网运行数据、配电GIS数据等，主要为上层的数据分析打基础，提供数据来源。数据去重、数据转换、数据合并、插值拟合是数据预处理层的主要组成部分，主要是对处于较低层次的国家电网用电大数据进行分析预处理，实现合并、转换、去重的目的。数据存储分析层包括关系型数据库、云平台集中中心、分布式文件库，主要进行大数据的存放，有大数据的处理有一个支撑作用。数据挖掘分析包括聚类分析、线性回归、分类分析、相关性分析，对大数据信息加工处理，并挖掘其潜在的实用性数据。业务应用包括台区运行情况、电网运行情况、关联性分析、电网薄弱环节挖掘，作为数据架构的终端应用，可以对配网系统的基础数据进行理论分析、搜索。
3.4网络安全防护方案
根据《中国南方电网电力监控系统安全防护技术规范》相关条款，对于电力系统的安全防护提出了如下的策略：在控制区中，交换机使用ACL功能对各ULAN实施访问控制，保证ULAN间业务系统在安全区内独立运行。控制区横向数据通信，利用VPN业务段的IP地址变为非实时地址，并利用防火墙访问控制功能对转换后的地址实施访问限制。在非控制区中，将互联交换机划分为若干非实时业务ULAN，其中两个VLAN分别用于非控制区的横向互联和纵向互联，其余ULAN分别用于非控制区内不同类别业务系统的接入。要求加密认证网关应配置安全控制规则要求地县一体化延伸的县调子系统，应采用调度数据网或网络专线纵向通信方式并不是相应的安全防护措施，不应直接使用局域网延伸的通信方式。要求对网络专线通道部署加密认证措施。
4结束语
信息化与智能化是电力行业发展的趋势，实现这一趋势过程中，“大数据”将是不可或缺的支撑，所谓智慧电力，从本质上说就是大数据在电力上的应用。因此，对电力大数据的探索、分析、应用，将成为电力企业的重要任务。
参考文献
[1]张飞.基于大数据的配电自动化终端智能运维管理系统[J].现代工业经济和信息化,2018,815:72-73.
[2]张华正,张永庆.基于大数据的配电自动化终端智能运维管理系统[J].电气应用,2018,3709:58-62.
[3]张东霞.配电系统大数据应用—促进配电系统智能化发展的必需手段[J].供用电,2017,3406:1.
论文作者:赵振翔
论文发表刊物:《中国电业》2019年16期
论文发表时间:2019/11/29
标签：数据论文; 终端论文; 主站论文; 系统论文; 配电网论文; 信息论文; 功能论文; 《中国电业》2019年16期论文;