淺談配電自動化系統設計

姚淼

（深圳供電規劃設計院有限公司，廣東 深圳 518000）

隨著我國城市配電網改造與建設工作的進一步發展,配電網自動化問題已越來越引起重視。配電自動化可以大大提高配電網運行的可靠性,提高供電質量和效率,降低勞動強度和充分利用現有設備的容量,從而為用戶和供電企業帶來可觀的效益。近幾年，配電自動化規模不斷擴大，系統功能不斷加強，經過幾年的建設實踐，積累了許多可貴經驗。

1 配電自動化監控與管理系統

配電自動化監控與管理系統，是利用現代電子技術、通信技術、計算機及網絡技術與電力設備相結合，將配電網在正常及事故情況下的監測、保護、控制、計量和供電部門的工作管理有機地融合在一起的綜合性系統，其包含地理信息系統 (GIS)、網絡設備文件(NDF)、冗余部件管理、檢修計劃管理、運行規劃及優化、運行及控制以及其它管理任務(故障電話管理、人員管理、計費管理等)。其中，運行及控制部分功能的自動化由配電自動化系統(DAS)實現，又可具體細分為SCADA系統、電壓/無功控制、保護的協調管理及控制、饋線控制、故障處理(故障檢測、定位，隔離后故障區供電)、自動抄表和負荷管理等。從這一概念出發，DMS其實涵蓋了電力MIS、電力調度、變電站綜合自動化、出線管理、負荷管理、供用電管理等供、配、用電多個環節，是一個包含多學科技術的綜合性的大系統。

2 系統結構設計

2.1 設計原則

配網自動化監控與管理系統是一綜合信息管理系統，涉及到計算機技術、網絡通信、圖形技術、數據管理、自動控制等多種技術，同時，投資較大、實施復雜，牽涉到多個部門的多個工種，和城市居民生活息息相關，建設配電網自動化系統目的是提高配電網運行管理水平、提高供電質量、減少停電次數、縮短停電時間，以達到減員增效。要用系統工程的思想，采用信息優化的系統集成方法，對系統綜合考慮與設計。其設計原則為：首先，應遵循實用性、安全性、經濟性、開放性、發展性和靈活性的設計要求；其次，實時監控系統設計一定要保持長期連續穩定可靠運行。

2.2 系統結構

考慮到配網信息分布廣、信息量大的特點，在配網當地設備(FTU、集抄系統、配變負荷管理器等)和控制中心間可設一至二級中繼站 (一般設在變電站，可利用原有光纖通道)，形成多級層次結構。系統結構按分層分布分級分類構成，各層系統通過完善的通信系統接入集中控制中心系統，各類子系統通過計算機網絡和集中控制中心系統實現信息交流，整個系統分為：配電網集中控制中心系統—中心層，配電網子站系統—中間層，配電網監控終端系統及通信網絡系統—基礎層。利用TCP/IP網絡協議實現配調中心、中間層系統、FTU、DTU等智能終端之間的數據傳輸。配網自動化系統層次圖，見圖1。

圖1 配網自動化系統層次圖

配網控制中心與配網子站系統—中間層的通信充分利用現有城市電力數據網進行數據傳輸和交換，中間層與用戶變（開閉所、箱變等）RTU、FTU、DTU之間的通信是配網自動化的主要通信系統，其可靠性、經濟性至關重要，因此，選擇多模光纖，通信網路結構采用主/從式自愈環形通信網。正常情況下，只有一個環路在使用。當發生故障時（裝置故障或光纜故障），光端機能自動測量故障點，信息在到達故障點之前又返回，使用第二個環路完成通信。用這種方法，對其余的正常裝置或正常光纜仍能保持通信暢通和鏈路完好，其結構及主要工作形態如系統結構配置。

2.3 中心層系統結構設計

根據我國配電運行管理機制，建立中心層系統，配網自動化系統設在調度中心，由自動化專業人員維護，配電運行工區負責配電網的監視、控制、運行管理，設配電運行工區監控中心工作站及其相應設備。中心層系統結構（DAS），如圖2所示。 建立配電實時監控系統和配電管理系統功能相對獨立，同時聯系緊密的有機整體。

2.4 中間層結構設計

配電子站主要為配網監控層，完成配網自動化和故障管理等功能，中間層系統工作流程，見圖3。它具有承上啟下的作用，對下負責基礎層設備管理，對上負責與中心層上傳數據，同時接受中心層系統命令。

圖2 中心層系統結構圖

圖3 中間層流程圖

2.5 基礎層結構設計

結構設計包括建設范圍內的電氣設備，開閉所及環網柜開關改造，相關自動化設備及通信部分的設計。硬件設備包括電氣一次設備（主要是電動負荷開關）、監控終端（FTU、DTU）、工作電源、通信設備以及計算機設備等。

3 結束語

綜上所述，配電自動化系統具有實時性好、自動化水平高、管理功能強之特點，能提高供電可靠性和電能質量、改善對用戶的服務，具有顯著的經濟優越性和良好的社會綜合效益。

參照發達國家和地區的經驗，結合我們自己的實際情況，按照“全面規劃、控制規模、局部試點、分步實施”的有關精神，綜合考慮近期與遠期、全局與局部、主要與次要的關系，設計開發出先進、通用、標準的配電網自動化系統方案，對電力市場的發展和完善具有重要的意義。

[1]沈堅，商文穎.配電自動化系統設計[J].廣東輸電與變電技術,2006.07.

[2]王芳蘭.變配電自動化系統設計方法探討[J].中國科技信息,2006.11.