1  引言
    配电自动化是对配电网上的设备进行远程实时监控、协调以及控制的集成系统。目前的系统设计大多面向微处理器，难以构建开放的硬件体系结构，用不同编成语言在不同平台上开发完成，缺乏开放性，重用性和互操作性，为了打破传统plc产品互不兼容的局限性，提出利用软plc技术，采用面向现场总线网络的体系结构以及开放的以太网通信接口来实现配电网自动化的遥测、遥信、遥调、遥控、遥视功能。

2  配电自动化系统的体系结构
    根据《电力系统调度自动化的设计规程》和《地区电网调度自动化技术规范》，配电自动化系统结构一般分为三个层次：配电控制中心、站控终端层和配电自动化终端层(监控终端、监测终端、其他终端)。配电控制中心层采用pc工业控制计算机作为配电中心主站，从整体上实现配电网的监测和控制，分析配电网的运行状态，谐调配电子网之间的关系，对整个网络进行有效的管理，使其处于最优的运行状态，它作为人机交互的窗口，可完成各种图形显示、系统维护设备管理、报表打印等功能，并具有可控装置和控制可调功能。由于配电网中监控设备点多面广，如变电站、开闭所、变压器、静止无功补偿设备、开关房/柜、断路器等别控设备，不可能把所有的站端监控设备直接连接到配电自动化中心主站上，必须增设站控终端，这里选择softplc公司的softplc作为站控制端，软plc通过网络实现rtu和ftu现场设备与配电控制中心主站层直接通讯，每个站控制端作为网络节点，通过internet网有机的连接在一起，浏览rtu和ftu采集的各种现场信息，基于tcp/ip协议，将信号传输到主站服务器上，同样主站服务器传输下来控制指令，经站控制端处理后，输出到被控对象的执行机构。该系统各个层次通过配电自动化通信系统internet将它们有机的连接起来，形成1个整体，完成配电网的监控和管理，如图1所示。

图1  配电自动化系统结构

3  系统设计
    配电自动化管理系统是对电网进行在线和离线的智能化监控与管理，是配电网运行于安全、可靠、经济、优质、高效的最优状态，它是我国配电网改造的重要组成部分。为实现实时监控与管理功能，必须解决“五遥”问题。
3.1 遥测
    使用网络型电力监测智能前端实现遥测。电力监测智能前端系统是用于实时测量变压器的有功和无功功率、线路的有功功率、母线的电压和线路的电流等配电网重要的电参量系统，主要由模拟部分、信号处理部分、人机接口部分以及通讯接口部分组成，具有精度高、实时性强、性能稳定等优点，其扩充的远程数据传输功能包括485传输和基于tcp/ip协议的udp网络数据包传输，如图2所示。

图2  配电网电能监控结构图

3.2 遥信、遥调、遥控
    使用softplc实现遥信、遥调、遥控。软plc系统(站控制端)由开发系统和运行系统组成。软plc的运行系统是软plc的核心，能够完成输入处理、程序执行、输出刷新的工作，亦即实现硬件plc的扫描周期，具有丰富的控制模块、开放的控制算法接口、实时在线监测功能，并具有强大的网络功能，支持tcp/ip网络，通过网络实现plc远程监控，在线修改，如图3所示。

图3  软plc的运行系统

    配电终端与站控制端采用rs485总线，modbus协议通讯；站控制端(软plc)采集被控对象如变压器、无功补偿设备、开关房/所的模拟量和开关量，并通过tcp/ip协议，将信号传送到internet上，由配电控制中心主站监控系统运行状况，下达控制指令，经过站控制端softplc处理后，输出模拟量或开关量实现对被控设备的执行机构的控制。
    利用softplc的离散输入点来实现遥信、用softplc离散输出点来实现遥控、用模拟采样输入来实现遥测、用模拟输出功能来实现配电网的遥调，调节如升或降有载调压装置、静止无功补偿设备的电压电流相角等。
    将遥视监控系统中的视频数据融入配电自动化中，就形成了遥测、遥信、遥调、遥控、遥视为内容的“五遥”监控，实现在操作界面上，发出遥控命令时，同时可以观测到隔离开关等设备的实时情况，同时系统能在一台监视器屏幕上同时实时显示多个变电站图像，具备图像监视、远程控制、对讲报警的监控功能。

4  系统软件
    系统的配电中心主站采用中文工控组态软件mcgs(monitor and control generated system)设计，mcgs是一套基于 s平台的，用于快速构造和生成上位机监控系统的组态软件系统，可稳定运行于microsoft s 95/98/me/nt/2000等操作系统，能够完成现场数据采集、实时和历史数据处理、报警和安全机制、流程控制、动画显示、趋势曲线和报表输出等功能，使生成的系统图文并貌，稳定可靠运行。
    系统站控制端的软件采用turbo c设计，采用模块化的设计方法，实时数据库为核心，对现场的各种数据采集、处理、运算以及控制功能成功能块的形式，该系统的实时数据以及各功能块参数都存在实时数据库中，各功能块通过实时数据库交换数据。主站与站终端之间采用modbus协议交换数据。

5  结束语
    本文的创新点是提出一种基于软plc的分层式配电自动化网络结构的实时监控系统的解决方案，完好的实现了信息处理、故障定位、负荷管理、远方抄表、以及gis等“五遥”功能， 这样的软plc可以放到嵌入式系统上运行，打破传统产品互不兼容的局限性，不但具有开放性、可扩展性的优点，利用软plc具有的强大的网络功能实现远程控制，实现了控制与监控一体化。