配電自動化

配電自動化是電網(wǎng)自動化的發(fā)展和延續(xù)，因而電網(wǎng)調度自動化技術也就自然成為配電自動化的技術積累和基礎。但是配電自動化系統(tǒng)與電網(wǎng)調度自動化系統(tǒng)有著明顯的區(qū)別，這些區(qū)別形成了配電自動化支撐技術的特點和要求。

本文將廣義知識平臺的構造過程應用到配電自動化系統(tǒng)的設計開發(fā)當中來，較好地解決了配電自動化及其發(fā)展的需要。其中，構筑配電自動化知識平臺是電力系統(tǒng)自動化的典型應用，符合我國電力企業(yè)改革的需要，也是電力系統(tǒng)信息化的必然趨勢，具有廣闊的發(fā)展前景。

一、配電自動化的特點及目的

(1) 配電信息管理系統(tǒng)。系統(tǒng)以信息為資源進行全面的科學管理，有必要引入數(shù)據(jù)倉庫和數(shù)據(jù)挖掘的新理念來解決問題，因而應是一個開放的創(chuàng)新系統(tǒng);同時，因為電力是國家的戰(zhàn)略資源，電力信息還有著重要的安全因素，需要信息安全管理。

(2) 配電自動化系統(tǒng)。本系統(tǒng)將協(xié)同電網(wǎng)的一次設備自動解決電能配送和用電服務。這是實現(xiàn)本系統(tǒng)的基本任務和出發(fā)點，從主站應用來說主要解決配電自動化調度管理和配電自動化運行管理，其中包括：配電SCADA、饋線自動化(DA)、電壓/無功自動優(yōu)化處理、配電網(wǎng)自動分析與負荷預測、電能遠程抄表管理、分布式運行環(huán)境及管理;另外還包括基于地理信息系統(tǒng)(GIS)的配電網(wǎng)指標管理、配電網(wǎng)運行管理、配電網(wǎng)設備管理、用電營業(yè)管理、配電網(wǎng)檢修及維護管理。

(3) 配電管理信息系統(tǒng)。本系統(tǒng)將是一個面向現(xiàn)代化管理的信息系統(tǒng)，即信息工具。根據(jù)信息時代的基本特征，通過知識經(jīng)濟與知識管理，由此而推動管理技術水平的提高。它不只是一個簡單的工具，它將成為電力企業(yè)整體不可分割的一部分，如電力企業(yè)決策支持系統(tǒng)，管理職能阻塞預警系統(tǒng)、業(yè)務輔助工具等，因而是電力企業(yè)知識管理的重要組成部分。

(4) 配電業(yè)務培訓系統(tǒng)。本系統(tǒng)的實現(xiàn)將為改善員工的工作方法、提高員工的業(yè)務辦事能力起到積極的作用;同時為新員工的快速上崗提供了一個虛擬的實習環(huán)境。也就是一個知識培訓與創(chuàng)新的系統(tǒng)。

(5)電力企業(yè)溝通與戰(zhàn)略管理系統(tǒng)。配電自動化是一項綜合性的電力系統(tǒng)工程，涉及城市建設、電網(wǎng)規(guī)劃、設備選型等方面的問題，系統(tǒng)必須建成為一個開放式系統(tǒng)，將為電力企業(yè)內(nèi)外的溝通和戰(zhàn)略管理提供服務，如電力市場的電能交易決策與網(wǎng)絡配置管理等。

二、我國配電自動化系統(tǒng)模式及其支撐技術的現(xiàn)狀分析

1. 配電自動化系統(tǒng)的層次性

目前我國配電自動化系統(tǒng)邏輯構成模式基本上是：中心主站層+配電子站層+配電終端層的三層次式結構。表面上是三層次結構，但是，實際上卻不只是三個層次，如通常把配電終端層又分為配電控制終端(FTU)層和配電負荷終端(TTU)層。這種層次式結構自然帶來了系統(tǒng)功能的層次性、系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息的層次性、配電自動化管理的層次性。

2. 配電自動化系統(tǒng)的網(wǎng)絡性

配電自動化系統(tǒng)網(wǎng)絡性既指監(jiān)控的對象是配電網(wǎng)絡，同時也指系統(tǒng)接點之間的通信聯(lián)系是網(wǎng)絡結構，所以系統(tǒng)的配電網(wǎng)絡分析計算建模、通信建模、故障邏輯判斷建模三者之間的協(xié)同就成了問題的焦點，這是配電自動化系統(tǒng)的基本技術運用。

3. 配電自動化系統(tǒng)的開放性

開放式系統(tǒng)早已不只是成為自動化系統(tǒng)獨特的要求，大到一個國家、小至一個企業(yè)、個人都要求是開放的。配電自動化系統(tǒng)的開放性我們又如何理解?首先，他有著鮮明的時代特征，如目前中國已經(jīng)加入WTO，企業(yè)要成為跨國經(jīng)營公司，電力企業(yè)也不例外。除電網(wǎng)國家管以外，發(fā)電、配電、用電必須走向市場，配電自動化系統(tǒng)必須圍繞這樣一個目的去構造。其次，與國際互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)合共同成為地球電子皮膚的一部分，其影響力不可估量。再次，它將成為電力企業(yè)知識管理的部分，以實現(xiàn)知識共享，同時知識作為一種資源，具有用之不竭的典型特征，必須讓其充分發(fā)揮作用。

4. 配電自動化系統(tǒng)的服務性

配電自動化系統(tǒng)與配電網(wǎng)絡組成一個有機的整體，總體目標是服務于電力用戶，在信息時代的今天，用戶所購買和享受的已經(jīng)不只是優(yōu)質的電能產(chǎn)品和持續(xù)、可靠的供電過程，更多的將是人性化的體貼的服務產(chǎn)品。因為其服務特性，因而具有更多的社會屬性。

三、配電自動化知識平臺的基本特征

電力自動化工程是面向以知識為資源對象的，是一個電力企業(yè)的知識工程，以知識經(jīng)濟為目的，利用電氣、電子自動化工程技術來實現(xiàn)配電自動化的傳統(tǒng)思維方式已不利于電力企業(yè)管理模式的科學化和現(xiàn)代化，在此基礎上再配上相應的知識底盤--知識平臺，配電自動化系統(tǒng)才更趨完整。

1. 配電自動化系統(tǒng)支撐平臺的基本要求

配電自動化系統(tǒng)的實現(xiàn)目的和特點已經(jīng)非常明顯的反映了系統(tǒng)的基本要求，它要求具有極高的系統(tǒng)整合能力、發(fā)展能力和相當?shù)募夹g支撐，要達到這樣一個要求，根本的問題是建立一個具有自學習的并具有無限發(fā)展能力的系統(tǒng)支撐平臺，也就是知識平臺。

2. 配電自動化系統(tǒng)知識平臺內(nèi)涵

從知識工程的角度來講，企業(yè)當中有很多各種各樣的信息。如果說這些信息被應用上了，他們就成了知識。知識為評價、收集新經(jīng)驗和信息提供了一個框架。在機構組織中，知識經(jīng)常不但包含在文檔或資料庫里，而且還體現(xiàn)在機構的日常工作、流程、實踐和標準中。知識管理由不同的互相關聯(lián)的功能組成，這些功能使知識從其隱蔽處顯露出來。知識管理要求企業(yè)實現(xiàn)知識的共享，運用集體的智慧提高企業(yè)的應變和創(chuàng)新能力，使企業(yè)能夠對外部需求做出快速反應，并利用所掌握的知識資源預測外部市場的發(fā)展方向及其變化。要構筑配電自動化知識平臺必須從以下幾個方面入手：

(1) 配電自動化的知識挖掘：知識分為顯性知識和隱性知識。顯性知識易于整理和進行計算機儲存，而隱性知識則難以掌握，它集中存儲在員工的腦海里，是員工取得經(jīng)驗的體驗。配電自動化工程的實施和應用已經(jīng)不是廠商與用戶之間的簡單買賣關系，而是一個平臺關系，通過它實現(xiàn)知識創(chuàng)新與知識應用的社會化分工與互動。

(2) 掌握好配電自動化知識的保存與表示方式：同普通知識一樣應明確知識的基本組成元素以及知識元素拓撲關系。

(3) 搞好知識管理，建設好知識管理框架：一個企業(yè)的知識管理包括廣義上的知識管理、傳統(tǒng)領域的知識管理以及企業(yè)內(nèi)部的組織結構，三者之間相互協(xié)調與合作，配電自動化系統(tǒng)框架也是這三者之間的互動。

四、構筑配電自動化知識平臺的實踐

簡單的來說，構筑配電自動化知識平臺就是把與配電運行調度和配電管理有關的信息進行數(shù)據(jù)挖掘，以形成知識，通過建立一個有效的知識管理框架，對這些知識進行管理和應用，這種應用不是作為一個簡單的工具來使用，而是使知識管理框架具有自學習的能力，以進行更多知識的積累，這就是廣義知識平臺的概念。

1. 從構成的子平臺入手

目前，我國能量管理系統(tǒng)(EMS)和配電管理系統(tǒng)(DMS)的開發(fā)研究已經(jīng)進入了一個嶄新時代，即首先針對系統(tǒng)的支撐平臺功能、性能的支撐技術和結構進行分析。我們已經(jīng)知道這樣一個廣義知識平臺的組成是：①人機交互子系統(tǒng)，包括系統(tǒng)建模與圖形界面;②數(shù)據(jù)庫及其管理系統(tǒng);③網(wǎng)絡通信;④信息格式化輸出。不管這些組成部分的重要性如何和復雜程度如何，最終在硬件配置和物理通信結構上以滿足為可，更為重要的是在于軟件支撐平臺，即系統(tǒng)平臺、運行平臺、數(shù)據(jù)結構平臺。根據(jù)系統(tǒng)最終目標我們采用嵌入式多任務操作系統(tǒng)作為系統(tǒng)平臺，并以此支持的JAVA作為運行平臺和XML可擴展標記語言作為數(shù)據(jù)結構平臺。

2. 平臺的基本操作模型

(1) 配電自動化信息的數(shù)據(jù)挖掘與知識集成：將某一時刻的數(shù)據(jù)信息、事件以及操作專家的指令或訪問進行立體整合、分析、提煉的過程就是數(shù)據(jù)挖掘和知識集成的過程。如配電線路負荷預報以及故障分析就是一個數(shù)據(jù)挖掘與知識集成的過程。

(2) 配電自動化知識元設計：需要掌握兩個原則，分布式系統(tǒng)智能節(jié)點信息結構和分布式系統(tǒng)面向對象的工程分析。

(3) 配電自動化知識管理框架的建立。

(4) 配電自動化系統(tǒng)自學習模型與模型選擇。