配电自动化结课论文

三门峡职业技术学院

学术论文

论文题目：配网自动化

课程名称：配网自动化

任课老师：葛笑寒

姓名：安羽

班级：12级供用电技术一班学号：120201050126

配电自动化通信系统概述

摘要

配电网自动化综合利用现代电子技术、通信技术、计算机及网络技术，集成配电网的在线和离线数据、用户数据、电网结构和地理图形等信息，形成统一的自动化系统，实现配电系统的正常运行及事故的监测、保护、控制、用电和配电管理的现代化。实现配电网自动化的关键在于通信。配电网运行数据的采集、运行状态的改变及配电网的优化均通过通信系统。配网自动化通信系统是配网自动化的中枢神经，直接影响着整个配网自动化系统的总体性能。因此配网通信系统应是具有高稳定性、高可靠性、高速大容量、可扩展性强的通信网络。

配网自动化通信系统的实现离不开智能化的底层通信终端。因此，本文在充分了解配网自动化系统及其通信系统的体系结构、通信方式和组网方法的基础上，设计了一种多接口、多功能的配网终端。文中重点描述了该终端设备的主控模块、采集模块和通信模块等的硬件电路设计、软件架构设计、101通信规约的实现、电量测量算法的实现和遥测遥控等功能的实现过程。

关键词：配网自动化；通信终端；通信安全

Abstract

Power distributed automation system is involved with modern electronics technology,communication technology,computer science and networks technology, where online and offline data,user data,structure and geography information of power distributed system are integrated.As a completed automation system,it has functions of monitoring,protecting,controlling and power management.The key to realize power distributed system is its communication system.As the nervous center, the communication system directly affects the total performance of the whole power distributed system.Therefore,we require the communication system to be highly stable,credible,extensive and with fast speed and large capacity.

In order to provide such a robust and credible communication system,firstly we should develop intellectual bottom communication terminals.Thus,on the basis of understanding the structure,communicating and networking methods,we design an intellectual communication terminal with multi-interfaces and multi-functions.The paper emphasizes on its hardware design including the controlling module,data collecting module and the communicating module,and also on the design and realization of software framework,communication protocols and algorithms for calculating electrical parameters.

Keywords:Power distributed system,communicating terminals,cyber security.

1.1配网自动化系统的结构

配电网自动化综合利用现代电子技术、通信技术、计算机及网络技术，集成配电网的在线和离线数据、用户数据、电网结构和地理图形等信息，形成统一的自动化系统，实现配电系统的正常运行及事故的监测、保护、控制、用电和配电管理的现代化。作为电力系统发电、输电和配电三大系统之一，配网自动化系统是一个综合性高、复杂的系统性工程。从提高电质量和增强服务效益的角度看，配网自动化系统是一个统一的整体。配网自动化的体系结构可以分为三层。1.1.1配网自动化中心主站层

配网自动化中心主站层分为配网控制中心主站和远程配网控制分中心，前者是整个系统区域的最高管理层，后者则是系统中某一地区的管理层。中心主站层通过获取各配电子站层的实时信息，从整体上监视和控制配网信息，分析配网运行状态，协调各配电子站层的关系有效管理整个配电网络，保证其处于最佳的运行状态。因此中心主站层是整个配网监控和管理系统的核心，既是全网配调中心又是全网配电信息中心和管理中心。同时它与SCADA/EMS，MIS等其他网络系统共享资源。它作为人机交互的窗口，可完成设备管理系统维护等人机交互功能。主站层还包括一些网络设备和通信设备。它的计算机系统是由多台工作站和服务器组成，并和子站层的计算机形成一个广域网或局域网，共同实现系统的功能。

1.1.2配网自动化子站层

由于配网中需要监控的设备多且分布广泛，把所有的终端设备都直接连接到中心主站是不可能的，因此需要增设中间一级，即配网自动化子站层，来起上传下达的作用。配网自动化子站层一般位于变电站或开闭所内，主要完成信息的上传下达及当地配网状况的实时监控，同时也负责对辖区内配电网络的配电SCADA和故障诊断、隔离和恢复，对电力环路的配电线路的监控，并留有今后扩展的余地。子站层由计算机系统和通讯设备组成，可采用多种通信方式向上与中心主站层通信，向下与终端设备层通信。

1.1.3配网自动化终端设备层

配网自动化终端设备层是整个系统的底层。包括一些数据采集与控制的配网终端设备如柱上FTU，电缆环网柜FTU，开闭所RTU，配变终端TTU，抄表终端等，实现对各种现场信息的采集处理和监控功能。