配电管理系统(DMS)及其应用功能陈竟成　张学松　于尔铿摘　要　结合我国地区电网调度管理体制，将地区电网调度自动化功能以10kV为界分为地区调度和配电控制管理两部分，前者采用部分能量管理系统(EMS)功能，后者采用配电管理系统(DMS)功能；介绍了DMS的适用范围、特点、结构及与其他系统的集成关系；叙述了DMS应用软件的功能和特点；讨论在配电系统中引入地理信息系统(GIS)的必要性以及GIS与DMS的结合方式、GIS与DMS的动态数据交换、GIS在线和离线应用功能；最后强调了在DMS开发与实施中需要重视的几个问题。
关键词　配电自动化　配电管理系统　能量管理系统　用户信息系统　地理信息系统
分类号　TM734DISTRIBUTIONMANAGEMENTSYSTEMANDITSAPPLICATIONFUNCTIONSChenJingcheng，ZhangXuesong，YuErkeng
ElectricPowerResearchInstituteofChina，100085，Beijing，ChinaAbstract　Combiningwiththedispatchmanagementmechanismforthedistrictpowernetwork,thedispatchautomationfunctionsforthedistrictpowersystemsinourcountryshouldbedividedintotwopartsbythevoltagelevelof10kV,i.e.thedistrictpartabove10kVandthedistributionpartatandbelow10kV.Theformerutilizespartialenergymanagementsystem(EMS)functionsandthelatterutilizesthedistributionmanagementsystem(DMS)functions.ThefeaturesandfunctionsofDMSaredescribed,andthehorizontalandverticalintegrationofDMSwithothersystems,includingEMS,CIS(customerinformationsystem)etcisdiscussed.TheapplicationfunctionsofDMSandGIS(geographicalinformationsystem)areintroducedrespectively,andtheintegrationanddatatransferbetweenDMSandGISarealsodiscussed.Finally,somemainissuesindevelopingandrealizingDMSareemphasized.
Keywords　distributionautomation　distributionmanagementsystem(DMS)　energymanagementsystem(EMS)　customerinformationsystem(CIS)　geographicalinformationsystem(GIS)0　引言
　　电力系统自动化沿着元件自动化—局部自动化—子系统(岛)自动化—综合自动化(管理系统)的道路发展^［1］。管理系统指的是对不同自动化系统的综合管理，其特征是以数字计算技术代替模拟计算技术，大部分功能由软件来实现，这是现代电力系统自动化技术的一次飞跃。简单地说，用于网、省调度中心的能量管理系统(EMS)主要针对发电和输电系统，其主要功能是数据收集与监控(SCADA)、能量管理(发电控制及发电计划)、网络分析；而用于配电调度中心的配电管理系统(DMS)主要针对配电和用电系统，其主要功能是SCADA、负荷管理及控制、网络分析。EMS与DMS最主要的区别在于一个用于发电和输电，一个用于配电和负荷。
　　目前我国地区电网分两级调度管理：地区调度(简称地调)和配电控制中心(简称配调)，前者管理输电线、输电变电站和配调(500kV～35kV)，后者管理配电线、配电变电站、馈线和负荷(10kV～220V)^［2］。地调管辖的电网属于次输电系统(sub-transmissionsystem)^［3］，需要不含能量管理部分的EMS功能，配调管辖的配电系统需要DMS功能^［4］。虽然也有将地调管辖的110kV～35kV系统称为高压配电网，但从功能上说可将其纳入EMS。因此，本文讨论的DMS主要针对配电控制中心所管辖的10kV中压配电系统和220V低压配电系统。1　DMS的特点和结构
1.1　DMS的特点
　　如上所述，EMS管理发电和输电，DMS管理配电和用电，前者集中，后者分散，后者的技术思想来源于前者，但又有其自身的特点。
1.1.1　DMS与EMS的相同点
　　a.通过RTU收集实时信息，并实现运行监视和控制功能(SCADA)；
　　b.用显示器作人机交互手段进行监控；
　　c.配置网络分析软件，帮助调度员分析当前状态，指导未来运行；
　　d.存储历史数据，供制表、检索和分析历史事件用；
　　e.与其他系统联系，共享数据和分析成果。
1.1.2　DMS与EMS的不同点
　　a.配电网为辐射状，输电网为网状或多环状；
　　b.配电设备沿线分散配置，输电设备多集中在变电站；
　　c.配电网内要求安装的RTU数量通常比输电网多一个数量级；
　　d.配电网的数据库规模(万级)比输电网的数据库规模(千级)大一个数量级；
　　e.配电网的网络接线经常变化，检修更新频繁；
　　f.配电网具有多种通信方式；
　　g.配电系统比输电系统自动化技术水平低。
1.2　DMS的纵向集成和横向集成
　　如图1所示，从电力系统的发、输、配、用电纵向层次来看，分别有用于发电侧的能量交易(energytrading)系统，用于输电网的EMS，用于配电网的DMS和配电自动化(DA)、变电站综合自动化(integratedsubstationautomation)、馈线自动化(feederautomation)系统，用于用电侧的需求方管理(DSM)系统。因此，与EMS不同，实现一个功能完整的DMS要求与多个系统集成，纵向要与EMS，DA，DSM等系统集成，横向要与地理信息系统(GIS)、用户信息系统(CIS)、管理信息系统(MIS)等集成。而实现各单项自动化系统集成的途径是走开放系统结构(OSA)、实现多应用系统开发厂家产品集成的道路。图1　DMS的纵向集成与横向集成
Fig.1　HorizontalandverticalintegrationinDMS1.3　DMS的功能结构
　　DMS的功能结构示于图2。图的上半部分表示数据源部分，这是DMS工作的基础，图的下半部分表示各种应用功能，其中部分功能需要GIS平台。图2　DMS的功能结构
Fig.2　FunctionalstructureofDMS2　DMS应用软件功能
2.1　DMS应用软件功能概述
　　简单地说，DMS应用软件功能包括3部分：网络分析功能(网络建模、结线分析、动态网络着色、配电潮流、网络重构、负荷预测、短路计算)，停电管理功能(故障检测、隔离与恢复，操作命令管理，工作命令管理)，GIS应用功能(设备管理(FM)、投诉电话管理(TCM)等)。
2.2　网络建模
　　用于建立和维护配电网络数据库，为其他应用软件如配电潮流、短路计算、网络重构等定义配电网的网络结构。配电网络建模不宜照搬输电网络建模方法，而应考虑提供对辐射状馈线结构的专门描述，以适应DMS研究与开发的需要，并为用户提供方便直观的网络建模方法。此外，配电网络建模还应考虑和FM系统集成，以便能直接从FM数据库生成网络数据库。
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