配电网络自动化技术研究
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随着社会、经济的发展，智能电网建设的推进，智能配电网建设迫在眉睫，而配网自动化是推动智能电网建设的关键环节，可有效强化配网营配调综合管控能力，提升电网供电质量，由此，配电自动化技术在现代电网中的应用与发展已经成为必然。配电自动化是集计算机技术、数据传输、控制技术、现代化设备及管理于一体的综合性系统，主要由配电自动化主站系统、子站系统、通信系统、配电远方终端组成，同时结合地理信息系统（GIS）应用，为供电部门实现配网运行维修合理化、故障处理快速化、电能优质化、管理科学化提供一套完整的解决方案，从而提高了整个电网的运行效率和供电安全。本文结合当前佛山智能配电网建设的需求，从配电自动化系统的总体规划、结构、功能等方面对配电网络自动化技术在佛山城网中的实用化进行了剖析和探讨，并以此来实现佛山市三水区城网的安全、高效运行。
1城网配电自动化总体规划和原则
1.1城网配电自动化总体规划当前，配电系统自动化已经成为三水城网规划建设的重要内容，其总体规划目标是利用配电自动化技术进行城网智能化建设，在构建配电网网架的基础上，最大限度的实现配电网络的调度、生产、运行、维护进行全过程的智能化管理，从而实现供电可靠性达到99.96％-99.98％，满足N-1准则，切实提高电能质量，确保向用户提供不间断优质电力，提高三水区城网整体供电能力。城网配电自动化总体规划的关键在于配电网结构的优化和完善，其直接影响着整个配电系统的安全运行，是城网的重要支撑，城网配电网架应达到以下目标：（1）合理设置供电范围及半径，选择辐射形网络时，设定为3-5公里供电半径比较适宜，以保证电能质量即使在线路最大符合条件下也能达到良好状态；（2）不同线路之间可以实现相互联接，以保证负荷转带，实现导线利用率的提升；（3）合理设置线路的分段数量和分段点，设以2-3段最为适宜，保证配电自动化线路的供电可靠性；（4）基于馈线自动化系统的相关技术要求，合理配置操作与终端电源、开关及相关设备应。
1.2城网配电自动化的实施原则配电自动化是整个电力系统与分散的用户直接相连的部分，电力的商品性质也是在配电网这一层得以充分显现。配电网自动化应面向用户并适应经济发展水平。配网自动化系统的规划和设计，应综合考虑经济条件、负荷需求、技术水平，以及经济效益等因素，遵循下面几项原则进行：（1）配网自动化系统设计应在配电网规划的基础上，结合当地的实际供电条件、供电水平、电网结构和用户类型，因地制宜地选择方案及其设备类型。（2）配网自动化的建设关键在于能够实现自动化基本功能，并根据具体实施条件扩展管理功能。（3）配网自动化通讯建设应该与主站系统、子站系统的数据实时传输相结合，并充分考虑智能化发展方案。（4）配电自动化系统的整体结构设计应该遵循各项国家和行业标准，保证系统的安全性、适用性、扩展性、可靠性等特征，能够满足城网改造、升级的要求，并能够实现经济效益。
2配网自动化系统的整体设计
一个合适的配电自动化系统应当是一个分层、分级、分布式的监控管理系统，遵循开放系统原则；按照全分布式概念设计运行。基于这样的设计原则，三水区配电网自动化系统的结构主要由三部分构成：配网自动化主站系统、配电网子站系统和配电终端构成，即系统整体设计分为主站层、子站层和终端设备层三层结构。具体的结构如图1所示。城网配电自动化系统的三层结构并不是相互割裂的，其相互之间存可通过通信系统实现联接，协作完成配电网自动运行过程中的数据的采集、传输，控制指令的接收、传输和执行，具体到该三层的主要功能如下分析：（1）主站层是城网配电自动化系统监控、调配和管理中心，负责整个电力系统信息的汇总，并对故障配电网及时进行处理，实现城网配电系统的有效运行；（2）子站层主要置于变电所或开闭所内，具体负责实现变电站的10kv出线的馈线自动化功能，负责所辖区域内故障检测、隔离、转移和恢复；同时，还可实现信息的分流，使主站层的负荷减轻；（3）终端层主要是进行数据的搜集，接收上层的控制指令，并在特定情况下帮助处理配电网故1配电主站系统。
3城网配电自动化系统结构
3.1配电主站系统配电主站系统是城网配电自动化系统的核心部分，其负责整个配电自动系统的监控和管理，其具体包括以下几部分：配电SCADA子系统；配电故障诊断恢复和配网应用软件子系统DAS；配电AM/FM/GIS应用子系统DMS。（1）配电SCADA子系统是主站系统的中心，是DAS和AM/FM/GIS的应用基础和数据来源，是系统设计中的重要平台支撑，应该具备较高的可靠性、安全性和实时性，主要负责实时监控配电网的运行状态，数据的搜集、存储和处理，系统故障预警，维护数据库。（2）配电DAS子系统，能够实现配电网应用软件各功能的计算处理，并对不同馈线终端设备（FTU）所采集的故障信息进行收集，并及迅速定位、判定故障性质，及时的隔离故障。该子系统中的故障检测、定位、隔离以及非故障区域的供电恢复。（3）配电AM/FM/GIS应用子系统DMS，是集地理学空间数据处理、计算机技术与电力系统于一体的数据库管理系统，通过AM/FM/GIS集成DMS系统，建立统一的DMS数据库，为各子系统提供共享资料，从而减少资料的冗余度，保证资料的一致性，提供良好的全图形化的人机界面。
3.2配网自动化子站系统由于配网监控设备分布多而复杂，配电SCADA子系统的系统测控对象不仅涉及容量较大的环网柜、开闭所，而且还涉及较大数量，分布较广的柱上开关，不可能实现配电主站与所有监控设备的连接，由此必须设置配电子站，来承担一部分以更好的实现“数据采集器”、馈线监控、馈线重合闸、当地监控的功能。配网自动化子站系统，多置于变电站内，结合配电网情况进行区域划分，尽量选取一个合理的距离位置以更好监测所有测控对象。
3.3配网自动化终端（1）城市配电网自动化终端城市配网自动化终端的设置主要是为了监控成语所辖的出线开关、开闭所、环网柜，以及配变、电所和电容器组，既要实现遥测、遥信和遥控等功能，也要，又要实现认定、控制故障的功能，从而配合配网自动化主站及子站实现城区配网运行中的故障检测、网络重构、优化运行以及网故障时的故障隔离和非故障区域的恢复供电。城网配电自动化终端可采用集散式设计模式，强大的软、硬件组态配置功能既满足了DTU实时性要求，也实现了数据存储记录功能，同时又可实现线路微机保护独立配置功能，成功解决了测控、保护、通讯兼容共存问题，达到了简化站端设备种类的目的。三水区配电网可选用环网结构，电源取自馈线的不同母线，依闭环方式运行。配电网络的构成有电缆和架空线路两种方式，其中架空线路双电源“手拉手”供电，一旦某个变电站出现事故，邻近的变电站将通过自动调整开关，同正常的电网拉起手来，使电力输送不受阻滞，保证城区正常用电。（2）四配电自动化通讯系统城区配电网中的通信系统是主站、子站和现场终端之间实现数据传输的关键。一般配电自动化系统都选用光纤通讯网，结合配电自动化系统的结构，通信系统主要结合采用三种结构形式：点对点结构、星形结构及环形结构。并由以下三层次构成：第一层次为配电自动化主站至分控中心之间，通信上为点对点或环形连接；第二层次是配电自动化分控中心与设备层FTu光纤环网之间，通信上采用星形或环形。分控中心与设备层FrU之间的数据通信可以问答式的数据传输规约形式实现，或是以TcP，qP协议的网络方式进行，若存在10M以上通信带宽，则以FrU加装光卡予以实现；第三层次为设备层VrU之间的连接及FXU与配变采集装置TTu之间的通信连接。Fru与分控中心的通信方式应在满足系统功能及指标前提下，综合考虑地理位置、F1u支持功能、系统实时性要求、投入资金等各方面因素进行选择。
4结语
配电网作为电网供应链的终端环节，直接面向社会和电力终端用户供电，是电网的重要组成部分，当前，随着我国城网的不断深化改造，配电网自动化发展势在必行，其能够提高供电可靠性和供电质量、扩大供电能力，并实现配电网的高效、经济运行。由此，本文根据某城网升级、改造的具体需求，引入了配电自动化技术，并就其实用化进行了深入研究，从而提高城网的运行效率、优化电力服务，为智能电网的实现打下坚实的基础。
作者：刘绍敏 单位：广东电网有限责任公司佛山三水供电局