调度、变电和配电自动化系统关系的综述
摘要：本文在分析调度自动化、变电自动化和配网自动化系统结构和特点的基础上，对三者之间的关系进行了论述，并指出了在新技术和新标准发展的形势下，电网自动化系统新的变化
关键词：标准化 面向对象 SCADA
1 引言
起初电网自动化的发展，其主要目的是为电网调度人员实时地掌握其所辖电网的运行工况，以便调度运行人员或自动化设备本身能正确地做出调度决策；同时也可为电网短、中期的电网生产和发展计划提供数据（如电网发展规划，负荷预报等），这就是最初的调度自动化系统。随着技术的发展，实现不同功能的自动化系统越来越丰富，如担负减人或无人值班变电站的监控作用，建立变电站集控模式，这逐渐发展为变电自动化系统；为提高配电网运行的可靠性、效率和供电质量而发展起来的配电网自动化系统等。目前，调度自动化系统、变电自动化系统和配电自动化系统已经成为电网自动化系统的主要组成部分。 2 电网自动化系统的构成和特点
调度自动化的发展经历了从20世纪70年代基于专用计算机和专用操作系统的SCADA 系统，到今天的基于中间件/构件，以遵守IEC 61970 为特征的第四代EMS 系统。主要应用于大区级电网和省、市级电网调度中心以及大中型地调。调度自动化系统包括计算机、操作系统、支撑系统、数据采集与控制、发电控制与发电计划、网络分析应用等功能。它应用的主要特点有：1）EMS ／SCADA 主要针对电力系统的发、输、变主网架及部分高压配电网络这些电力对象。2）EMS ／SCADA 主要应用于电网的调度运行部门，为电网调度管理人员提供电网各种实时信息（包括频率、发电机功率、线路功率、母线电压等），并对电网进行调度决策管理和控制。
变电自动化的发展经历了从早期集中式RTU 模式到目前分层分布式综合自动化系统。变电自动化系统可以分为主站集控系统和厂站端监控系统，主站端集控系统实现监控多个厂站的功能，厂站端监控系统分为站控层和间隔层设备，主
要由数据采集执行单元、主机单元、保护单元等组成，各功能单元通过通信网络实现有机结合，以完成“四遥”功能，实现变电站无人值班。它应用的主要特点有：1）主要针对变电站设备的运行状态和控制。2）主要应用于变电运行部门，为运行人员提供必要信息已完成对变电站的少人或无人监控。
配电自动化系统是将配电网实时信息、离线信息、用户信息、电网结构参数、地理信息进行安全集成，构成完整的自动化及管理系统，实现配电网正常运行及事故情况下的监测、保护、控制和配电管理。主要包括：配电网数据采集与控制、馈线自动化（FA ）、计量、地理信息系统（GIS ）、配电应用分析（PAS ）等功能。它应用的主要特点：1）DMS ／GIS 主要应用于10kV 及以下配电网架。2）DMS ／GIS 主要针对配网的运行部门，为配网运行人员监视配网运行状况，实现故障隔离和远方抄表等功能。
3 调度、变电和配电自动化系统的关系
基于对电网自动化系统构成和特点的分析可以看出，三个系统应用于不同的电网层次，具有不同的业务需求，但同时也存在数据交换和网络互联的问题。
3.1 调度自动化与变电自动化
调度自动化系统的SCADA 数据来源于变电自动化厂站端的数据采集系统。有了这个数据基础，调度自动化系统才能进行相应的诸如状态估计，潮流计算等高级应用，从这个意义上说，变电自动化的正常运行是调度自动化的一个运行基础。此外，调度自动化系统作为电网运行和控制的中枢，它对电网运行方式的改变和控制要通过变电自动化系统进行执行，从这个层面来说，调度系统如果是一个“大脑”，那么变电自动化系统就是“手足”。
变电自动化系统包括主站的集控系统和厂站的监控系统两部分，而目前北京电力公司部分郊、区局采用的调度自动化和集控一体的方案，已将集控功能作为调度自动化系统的一个应用，这是一个新的发展趋势。主要优势有：1）建立在一个统一的平台之上，两套系统共享通道、前置子系统（包括通道接口设备、数据采集子网和采集服务器）、SCADA 服务器和历史服务器。统一完成数据采集和数据处理工作。2）具有各自的人机工作站，在调度员工作站上完成调度员所需的工作，调阅相应的画面，进行相应的监视和操作。在集控工作站上调阅相应责任区的画面，进行相应责任区权限范围内的设备的遥控、遥调操作。3）将集
控纳入调度系统中，利于统一技术规范，方便技术管理。因此，从纵向的角度看，调度自动化和变电自动化的联系更加紧密。
3.2 调度自动化与配电自动化
对于整个电力系统的发、输、变、配这四个环节来说，调度自动化系统和配电自动化系统是具有不同功能应用，面对不同电力对象的两个自动化系统，见图1所示。
发电
输电供电配电用电图1：EMS 和DMS 应用范围
调度变电自动化系统集中关注于主网架的运行状况和分析，而配电自动化系统则侧重于10kV 配电网的运行状况和分析。随着电力体制改革的深入和电力市场的试点，供电企业对配网运行的安全性和经济性要求越来越高，配网自动化的发展日显重要。
配电网的运行分析所需数据除由FTU 和TTU 等远方终端装置采集外，还需要相应的10kV 部分数据，这些数据则由调度自动化系统提供，因此在>中，明确提出要在各区调调度自动化系统中预留与配网自动化系统数据交换接口。因此，从横向的角度看，调度自动化和配电自动化的数据交换和配合更加紧密。
4 电网自动化新技术和标准的发展
4.1电网信息技术的标准化
新一代电网自动化系统采用了开放分布式应用环境的网络管理技术、面向对
象数据库建模技术、通信中间件技术等，电网实时信息已从自动化走向标准化。这样调度自动化系统EMS/SCADA 的IEC 61970标准（CIM ／CIS ）横向将和支持配电管理系统 DMS／GIS 的IEC 61968标准接轨，纵向将和支持变电站通信网络和体系的IEC 61850标准接轨，从而构成完整的标准化系列。这些标准化系列的推广和使用，可以大大提高系统各个应用的互操作性和可扩展性，降低系统集成的难度，实现无缝衔接。
4.2 电力信息技术的一体化平台
电力信息技术长期与电网运行实时信息和电力营销管理信息平行发展。电网运行实时信息以自动化形式，从远动、SCADA 发展到EMS/DMS。电力营销管理信息以离线管理形式，正从传统的管理信息系统（MIS ）向企业资源规划（ERP ）发展。由于各系统开发厂商的不同，采用的技术路线和数据结构差异巨大，对电力对象有自己专门建模方法，加上各个业务部门的特定需求不相同，各个应用系统关心的电力对象也不同，导致了许多信息建设问题的出现，例如信息孤岛和信息交叠等。
因此，对系统进行信息集成、建立信息一体化平台很有必要。信息一体化平台的建设对调度自动化、变电自动化和配电自动化所构成的实时系统提出了新的要求。三个系统生产控制类实时数据的接入，或者根据实际需求进行实时数据的信息集成，这些都要求三个系统具有公共的数据接口和模型。
5 结语
调度自动化系统、变电自动化系统和配电自动化系统是针对不同的电网层次和不同的业务需求而应用的电网自动化系统。同时三个系统之间并不是割裂和独立的，而是相互配合，相互支撑的一个大系统。随着新技术和新标准的发展和电力市场的推进，三个系统将会联系的更加紧密，是电网安全、优质、经济供电的重要保证。
调度、变电和配电自动化系统关系的综述
摘要：本文在分析调度自动化、变电自动化和配网自动化系统结构和特点的基础上，对三者之间的关系进行了论述，并指出了在新技术和新标准发展的形势下，电网自动化系统新的变化
关键词：标准化 面向对象 SCADA
1 引言
起初电网自动化的发展，其主要目的是为电网调度人员实时地掌握其所辖电网的运行工况，以便调度运行人员或自动化设备本身能正确地做出调度决策；同时也可为电网短、中期的电网生产和发展计划提供数据（如电网发展规划，负荷预报等），这就是最初的调度自动化系统。随着技术的发展，实现不同功能的自动化系统越来越丰富，如担负减人或无人值班变电站的监控作用，建立变电站集控模式，这逐渐发展为变电自动化系统；为提高配电网运行的可靠性、效率和供电质量而发展起来的配电网自动化系统等。目前，调度自动化系统、变电自动化系统和配电自动化系统已经成为电网自动化系统的主要组成部分。 2 电网自动化系统的构成和特点
调度自动化的发展经历了从20世纪70年代基于专用计算机和专用操作系统的SCADA 系统，到今天的基于中间件/构件，以遵守IEC 61970 为特征的第四代EMS 系统。主要应用于大区级电网和省、市级电网调度中心以及大中型地调。调度自动化系统包括计算机、操作系统、支撑系统、数据采集与控制、发电控制与发电计划、网络分析应用等功能。它应用的主要特点有：1）EMS ／SCADA 主要针对电力系统的发、输、变主网架及部分高压配电网络这些电力对象。2）EMS ／SCADA 主要应用于电网的调度运行部门，为电网调度管理人员提供电网各种实时信息（包括频率、发电机功率、线路功率、母线电压等），并对电网进行调度决策管理和控制。
变电自动化的发展经历了从早期集中式RTU 模式到目前分层分布式综合自动化系统。变电自动化系统可以分为主站集控系统和厂站端监控系统，主站端集控系统实现监控多个厂站的功能，厂站端监控系统分为站控层和间隔层设备，主
要由数据采集执行单元、主机单元、保护单元等组成，各功能单元通过通信网络实现有机结合，以完成“四遥”功能，实现变电站无人值班。它应用的主要特点有：1）主要针对变电站设备的运行状态和控制。2）主要应用于变电运行部门，为运行人员提供必要信息已完成对变电站的少人或无人监控。
配电自动化系统是将配电网实时信息、离线信息、用户信息、电网结构参数、地理信息进行安全集成，构成完整的自动化及管理系统，实现配电网正常运行及事故情况下的监测、保护、控制和配电管理。主要包括：配电网数据采集与控制、馈线自动化（FA ）、计量、地理信息系统（GIS ）、配电应用分析（PAS ）等功能。它应用的主要特点：1）DMS ／GIS 主要应用于10kV 及以下配电网架。2）DMS ／GIS 主要针对配网的运行部门，为配网运行人员监视配网运行状况，实现故障隔离和远方抄表等功能。
3 调度、变电和配电自动化系统的关系
基于对电网自动化系统构成和特点的分析可以看出，三个系统应用于不同的电网层次，具有不同的业务需求，但同时也存在数据交换和网络互联的问题。
3.1 调度自动化与变电自动化
调度自动化系统的SCADA 数据来源于变电自动化厂站端的数据采集系统。有了这个数据基础，调度自动化系统才能进行相应的诸如状态估计，潮流计算等高级应用，从这个意义上说，变电自动化的正常运行是调度自动化的一个运行基础。此外，调度自动化系统作为电网运行和控制的中枢，它对电网运行方式的改变和控制要通过变电自动化系统进行执行，从这个层面来说，调度系统如果是一个“大脑”，那么变电自动化系统就是“手足”。
变电自动化系统包括主站的集控系统和厂站的监控系统两部分，而目前北京电力公司部分郊、区局采用的调度自动化和集控一体的方案，已将集控功能作为调度自动化系统的一个应用，这是一个新的发展趋势。主要优势有：1）建立在一个统一的平台之上，两套系统共享通道、前置子系统（包括通道接口设备、数据采集子网和采集服务器）、SCADA 服务器和历史服务器。统一完成数据采集和数据处理工作。2）具有各自的人机工作站，在调度员工作站上完成调度员所需的工作，调阅相应的画面，进行相应的监视和操作。在集控工作站上调阅相应责任区的画面，进行相应责任区权限范围内的设备的遥控、遥调操作。3）将集
控纳入调度系统中，利于统一技术规范，方便技术管理。因此，从纵向的角度看，调度自动化和变电自动化的联系更加紧密。
3.2 调度自动化与配电自动化
对于整个电力系统的发、输、变、配这四个环节来说，调度自动化系统和配电自动化系统是具有不同功能应用，面对不同电力对象的两个自动化系统，见图1所示。
发电
输电供电配电用电图1：EMS 和DMS 应用范围
调度变电自动化系统集中关注于主网架的运行状况和分析，而配电自动化系统则侧重于10kV 配电网的运行状况和分析。随着电力体制改革的深入和电力市场的试点，供电企业对配网运行的安全性和经济性要求越来越高，配网自动化的发展日显重要。
配电网的运行分析所需数据除由FTU 和TTU 等远方终端装置采集外，还需要相应的10kV 部分数据，这些数据则由调度自动化系统提供，因此在>中，明确提出要在各区调调度自动化系统中预留与配网自动化系统数据交换接口。因此，从横向的角度看，调度自动化和配电自动化的数据交换和配合更加紧密。
4 电网自动化新技术和标准的发展
4.1电网信息技术的标准化
新一代电网自动化系统采用了开放分布式应用环境的网络管理技术、面向对
象数据库建模技术、通信中间件技术等，电网实时信息已从自动化走向标准化。这样调度自动化系统EMS/SCADA 的IEC 61970标准（CIM ／CIS ）横向将和支持配电管理系统 DMS／GIS 的IEC 61968标准接轨，纵向将和支持变电站通信网络和体系的IEC 61850标准接轨，从而构成完整的标准化系列。这些标准化系列的推广和使用，可以大大提高系统各个应用的互操作性和可扩展性，降低系统集成的难度，实现无缝衔接。
4.2 电力信息技术的一体化平台
电力信息技术长期与电网运行实时信息和电力营销管理信息平行发展。电网运行实时信息以自动化形式，从远动、SCADA 发展到EMS/DMS。电力营销管理信息以离线管理形式，正从传统的管理信息系统（MIS ）向企业资源规划（ERP ）发展。由于各系统开发厂商的不同，采用的技术路线和数据结构差异巨大，对电力对象有自己专门建模方法，加上各个业务部门的特定需求不相同，各个应用系统关心的电力对象也不同，导致了许多信息建设问题的出现，例如信息孤岛和信息交叠等。
因此，对系统进行信息集成、建立信息一体化平台很有必要。信息一体化平台的建设对调度自动化、变电自动化和配电自动化所构成的实时系统提出了新的要求。三个系统生产控制类实时数据的接入，或者根据实际需求进行实时数据的信息集成，这些都要求三个系统具有公共的数据接口和模型。
5 结语
调度自动化系统、变电自动化系统和配电自动化系统是针对不同的电网层次和不同的业务需求而应用的电网自动化系统。同时三个系统之间并不是割裂和独立的，而是相互配合，相互支撑的一个大系统。随着新技术和新标准的发展和电力市场的推进，三个系统将会联系的更加紧密，是电网安全、优质、经济供电的重要保证。