供電企業配網自動化的研究和應用

盧啟文

（廣東電網公司佛山順德供電局，528300）

國家電力體制政策不斷更新，電力資源成為了一種比較特有的產品進入了買方市場。因此，供電企業對自身企業所提供的服務對象具有了更多的責任與義務，從而才能保證供電的可靠性以及所提供服務的品質。面對市場的諸多問題的存在，及時解決配網自動化成為了供電企業重要的工作內容。

1 工程實例

某電網改造一期工程所包含有5個變電站，8條10kV饋線，從整個構建結構上形成了多個電力環路，當中有兩個電力環路是同桿架設。整個工程的主環線路長度大約為8.6km，其工程電力總負荷大約為30MVA，工程覆蓋區域達到了城區主要負荷，各個終端設備包含桿配電終端FTU、多通道光MODEM、干式單相TV、多模雙環自愈、配變終端TTU、桿上開關等多種類型設備終端，整個工程的通信形式采取了全戶外光纜自愈環，工程結構中各臺TTU內部配四光口壁掛式光端機。

2 配網自動化結構功能

關于配網自動化技術，整個配網自動化系統結構分為兩層結構模式，光纖通信采取自愈環通信形式，其中三個環路配電終端采取接到主站的方式，也就是成為了配電主站層以及配電終端層。這兩層結構的功能分別為：（1）配電主站層起到了配網SCADA實時監控功能，方便了配電管理，同時也可以通過優化DA網絡重構配網。（2）配電終端層所則是起到了數據采集的作用，同時能夠完整地執行控制命令，包括當DA故障時進行自我檢測與自我識別。

3 配網自動化設計方案

3.1 配網自動化主站端設計分析

對于配網自動化系統的設計如圖所示，建議服務端采用新進的ON2000配網自動化系統,進行網絡應當設計為雙網互聯備用形式，硬件的配備，以雙前置機、雙數據服務器、雙調度工作站、Web服務器、網絡交換機兩臺、終端通信服務器兩臺、網絡防火墻為主要配備模式。因為ON2000配網自動化系統，其成承載的平臺為Windows2000的操作系統，本身操作系統對于SQL server等多類型的商用數據庫支持度比較高，并且windows平臺下的OpenGL的圖形系統以及各類型的辦公軟件的的支持，更有利于整個配網自動化辦公的進行。通過Oracle、Sybase作為配網自動化歷史數據庫，其目的在于該數據庫具有完善的維護功能，可以作用對歷史數據的維護以及管理，并且以Client/Server模式，可以對相關的歷史數據進行查詢與操作，通過該模式的操作，可以完美地實現報表數據、趨勢曲線和統計分析等，關于工作站終端，所采取的是B/S模式，通過利用IE瀏覽器對數據和相關圖像進行訪問，順利地把網絡資源進行了數據共享。此配網自動化服務端的設計，具有了一體化的承載平臺設計，充分考慮綜合數據采集功能以及整個系統可以分模塊結構進行獨立設計，同時承載平臺中具有的圖形圖像功能也成為了應用模塊的表現形式之一，結合綜合分析數據庫通過winodws的界面比較直觀呈現給相關工作人員，而且所采用的數據類型也是電力系統數據庫，從而有效地解決了數據的一致性的問題，通過windows的呈現形式，讓整個配網自動化系統更加快捷地進行分析與操作，大大提升了系統的可擴展性。通過服務端應用軟件配合以及在操作系統和支撐平臺的基礎進行服務端軟件的開發，應用軟件實現了配網自動化諸多功能，其中包含了基本應用軟件及高級應用軟件兩部分。所謂的基本應用軟件所完成的任務是：對數據進行采集以及實時監控（SCADA）、事件告警事、實時數據趨勢統計以及分析、故障點自測等功能。高級應用軟件所完成的任務是：饋線自動化（FA）、潮流分析、電力網負荷檢測包括無功優化和網絡拓撲等高級配網自動化功能。

3.2 配網自動化子站終端以及連接主站間通信分析

以光纖以太網作為配網自動化主站連接各個變電站之間的形式為最佳選擇，配網自動化主站端與FTU之間的通信連接，所使用的是GPRS公用數據網絡通信，而各個變電站與FTU間的通信連接，則使用的是前面所提到的光纖自愈環。通過構建出這樣的傳輸網絡，在整個系統運行過程中，實現了多點FTU同時告警，傳輸信息過程快速，同時可以達到實時上報的目的。自愈環網絡形成的同時，配網自動化系統可以實現自動檢測故障點，針對故障點進行路由切換，保證了系統的穩定性，實現了數據信息傳輸從不中斷的目的。

配網自動化終端，其所安裝的設備主要為：環網柜、配變（含箱變）、柱上開關，此類型配電設備多為通過現代電子技術設計所生產，其主要功能包括：

（1）實時監測配電線路中所有設備各項運行參數（開關位置、三相電流、零序電流或零序電壓等），監控數據實時通過網絡傳輸配電自動化主站；（2）實時監控配電線路整個運行情況，若配電線路出現故障時，可以利用終端預先設置的保護邏輯以及時間定值進行故障定位和隔離，及時把故障信息通過網絡告警配電自動化主站。能夠及時有效地采集各類型配電網數據信息，通過設備支持，及時執行控制臺所發出的的控制指令。對所安裝的設備進行數據控制以及實時數據采集，可以達到當通信中斷時智能化地執行網絡重構的任務。在現化城鄉電網改造的工程中，使用DAT系列的配電網自動化裝置，已經可完全滿足于改造工程的需求。并且可以根據各種不同用途的設備進行設計，整個裝置結構合理，其配置均采用了雙CPU結構，主CPU與DSP技術相結合的方式，有效地提升了其設備的運算速率，此終端所使用的通信規約，符合國際標準，支持多個類型的通信規約，從而能夠針對配網的各類實時數據進行存貯，同時對于諧波分析包括諧波制動都有了不俗的表現，此終端還具有適合野外安裝的要求，成為了配網自動化終端的首選。

3.3 常用設備選擇

配網中分段開關和聯絡開關作為一次性設備，所以在選擇上需要以成熟的產品作為首選，筆者建使用用ZW27-12/20真空開關，此開關操作過程為直流電源，產品成熟可靠，無論從使用壽命還是性價比都比較適合，而且還具有免維護的特性。TV配置方面，作為提供交流電源的作用，需要配備TV兩臺，干線分段開關，對于TV容量需要大于100VA。TA配置方面剛需要每個分段開關必須配置三相TA，TA飽和度介于測量TA和保護TA之間，一般取3倍In，精度0.5級。

4 配網自動化新功能的設想

(1)希望能實現自動調壓，提高電網的電壓質量。要實現自動調壓可將終端站與與自動化開關形成一體，增加調壓用的電容或變壓器，與自動化開關及終端一起使。當電壓低時，自動化終端的遙測發現后，可通過命令投入電容增加無功補償來提高電壓，或命令帶調壓功能的自動化開關調整抽頭來提高電壓。(2)希望能實現自動切除故障，減少事故面的功能。當自動化終端發現零序電流值超標或出現短路電流時，可命令自動化開關斷開故障線路。(3)希望能實現交流電源失電后，能對開關進行分、合操作，開關控制器（包含FTU）自帶UPS 電源,并且遠程參數下載功能。并且能自動生成開關切換順序，調度人員可以利用SCADA系統按照該順序，來遙控執行這個開關切換，也可以由現場人員手動完成。

5 總結

綜上所述，配網自動化是一項供電企業配網綜合性的工程，整個工程項目需要具有較為完整的多路電源配電網點的條件給予支持，適用于城市規劃及電源路徑的分布以及各種較為先進的設備。供電企業全方位進行配網自動化的推廣，并不是短期能夠實現的，因此也要進行合理的配網自動化規劃，同時更需要自動設備功能的開發提升。

[1]林永軍,施玉杰主編.配電網自動化實用技術[M].北京:中國水利水電出版,2008.

[2]劉振亞主編.智能電網技術[M].北京:中國電力出版社,2010.

[3]許克明,熊煒編著.配電網自動化系統[M].重慶:重慶大學出版社,2007.