配电网自动化电缆管理系统的设计与实现

配电网自动化电缆管理系统的设计与实现

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1.3.国网吉林省电力有限公司长春供电公司吉林长春130000；2.中国电力工程顾问集团东北电力设计院有限公司吉林长春130000

摘要：随着经济的发展，对于配电网自动化的要求越来越高，电力系统现代化发展中，配电网自动化是必然的趋势。10kV配电网络已逐渐形成具有众多覆盖区域和结构复杂的庞大体系，设计并实现配网自动化电缆管理系统，通过该系统预防并减少可能出现的各种电缆故障，从而确保配网供电质量。基于此，文章就配电网自动化电缆管理系统的设计与实现进行简要的分析，希望可以提供一个借鉴。

关键词：配电网自动化；电缆管理系统；设计；实现

1配电网自动化及管理系统概述

智能电网的建设需要配电网作为基础，相比国际上的发达国家，国内配电网无疑是落后的，原因包括两个因素：一是时间因素，国内起步相对较晚；二是经济因素，国家投入很多，但投资更多落到各级电网的主网上。就配网自动化而言，我国起步晚，尚处于初级阶段，而国外发达国家不但起步早，且电网的发展围绕配网自动化这一重心展开。如欧洲电网，目前围绕分布式电源—微网—主动配网展开，其中配网自动化就是基础和前提，而这也是智能电网的又一个基本要素。

1.1配网自动化

配网自动化就是利用现代电子技术、计算机与网络技术、通讯技术及电力设备有机结合，实现配电网正常运行及故障情况下的检查、保护、控制、计量和供电部门的工作管理，其目的在于为用户提供稳定、可靠的供电，减少停电时间和范围，提高配电网的经济性、管理水平和工作效率，进而改善服务水平。

1.2配网管理系统

配网管理系统（简称DMS），是指通过把从变配电到用电过程的监视、控制和管理的综合自动化系统，其目标在于实现对配电网的全面自动化管理。整套系统涵盖生产管理、用电管理、配电网管理、调度管理、WEB查询五个子系统。

配电网SCADA系统，由RTU服务器（前置机服务器）、SCADA服务器、MMI（调度工作站）、报表工作站、DA服务器、GIS服务器等组成，基于NAP（因特网路由选择层次体系中的通信交换点）。RTU服务器的其中一台主前置服务器出现故障，另外一台服务器将自动成为主前置服务器。SCADA服务器的运行原理同RTU服务器一致，可以说配电网SCADA系统是整个配电网自动化的数据中心。

2传统的电力电缆管理模式

目前，国内外电力系统普遍采用2种电力电缆管理模式：在电缆井口标示电缆编号并绘制电缆走向图；利用GIS地理信息系统技术采集电缆井GPS定位数据，并在GIS系统上进行标注。实际应用效果表明，传统的电力电缆管理模式存在监测不到位、维护工作量大等问题，具体体现在：

（1）由于电缆施工中切割的电缆长度通常会长于实际需要铺设的长度，多余部分的电缆以盘绕于电缆井中或者来回折绕于电缆沟中的形式进行处理，且不会标示在电缆走向图中。故障定位时，这部分多余的电缆会严重影响定位准确度，大大延长电缆抢修时间。（2）老旧电缆缺乏历史资料或新电缆的铭牌标示丢失等，均会造成同一电缆沟中的多条电缆无法区分，进而增加了故障电缆定位的准度。（3）仅依靠电缆两端的准确定位并不能有效描述电缆的空间位置（尤其是深度）和通道形状，进而导致其它单位（如自来水公司、天然气公司、市政单位等）在施工中不慎挖断电力电缆或者破坏电缆绝缘。

随着GIS技术的发展，计算机图形和数据库相结合的GIS技术在电力系统中得到越来越多的应用。但目前主要采用的是基于二维坐标的GIS系统，只能处理平面X轴、Y轴上的信息，其空间表现和分析能力存在很大的局限性。二维制图不能展现电缆的实际空间，造成在施工过程中出现电缆空间位置不合理、电缆长度不准确的情况，给施工带来不便，也导致成本浪费。

为了直观显现每条电缆之间的空间关系，提高电缆布置的质量和有效性，有必要从三维角度展开对电缆通道空间布置的研究。开展基于探地雷达技术的电缆三维图形可视化管理系统研究，将有助于加强电缆的空间定位能力，促进电缆管理模式转变。

3设计与实现

系统采用JavaEE（JavaPlatform，EnterpriseEdi-tion）技术架构，软件以多层架构进行设计，保证软件逻辑结构的清晰和良好的可维护性。

3.1视图层

视图层主要完成用户与系统的交互。3大模块对视图层的要求分别如下：综合管控平台界面样式采用层叠样式表CSS（CascadingStyleSheets）进行控制，前台页面通过Flex展示，保证能够进行灵活改变。向服务器提交的数据提交到后台的Action类进行处理;桌面监控端利用ExtJS（第三方JavaS-cript）框架来开发系统界面，界面样式采用CSS进行控制，保证能够进行灵活改变。向服务器提交的数据提交到后台的Action类进行处理;电缆管理利用ExtJS框架来开发系统界面，界面样式采用CSS进行控制，保证能够进行灵活改变。向服务器提交的数据提交到后台的Action类进行处理。

3.2控制层

控制器的主要职责是捕捉用户的操作并且根据用户的操作决定执行什么样的业务逻辑，包括验证执行业务逻辑的前提条件，并向模型层传递必要的信息。该项目控制层使用第三方开源框架（Struts）的Action来实现。

对外提供的WebService接口，采用JavaWeb服务引擎（XFire）框架实现，但是服务的业务逻辑必须在业务逻辑层实现。

3.3业务逻辑层

业务逻辑层由一系列Service组成，主要进行业务处理，每个Service是一组紧密关联的业务功能，这些业务功能调用数据服务层接口完成持久化。业务逻辑层是调用基础设施服务的入口，其余各层禁止使用基础设施提供的接口。业务逻辑层应该具有良好的事务控制，保证系统数据的一致性，事务控制采用全局事务接口（JTA）控制机制实现。

3.4数据服务层

数据服务层主要负责访问关系数据库等数据源，并把数据转换为Java对象供其他层的程序调用。

3.5基础设施移动平台

统一框架：提供组织机构管理、用户管理、用户身份认证、权限管理、工作流管理等功能。服务总线：采用OracleServiceBus10g作为企业服务总线，提供了服务的注册、寻址、调用功能，该系统对外提供的服务注册在服务总线后，供其他系统调用，该系统调用其他系统的接口也必须通过服务总线调用。

非结构化数据管理：对图形图像文件、Office文件等非结构化数据进行统一管理，所有的文档型数据必须通过该平台进行保存和获取。

参考文献

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