地區配網自動化系統的建設和應用

萬文華趙嫻張萬博

(1.石家莊供電公司電力調控中心,河北石家莊 050051;2.石家莊供電公司運維室,河北石家莊 050051)

地區配網自動化系統的建設和應用

萬文華1趙嫻1張萬博2

(1.石家莊供電公司電力調控中心,河北石家莊 050051;2.石家莊供電公司運維室,河北石家莊 050051)

隨著我國經濟的發展對電能需求進一步增加,對配電網的安全性和可靠性提出更高的要求,地區電網需要建設配電自動化系統。文章闡述了石家莊配電自動化系統的建設和應用情況,該系統實現了配網線路故障分析及處理、狀態估計、潮流分析、合環潮流、網絡重構、信息集成與共享等應用功能,建設網絡堅強、結構合理、安全可靠、運行靈活、節能環保、經濟高效的配電自動化系統,不斷提高電網的供電可靠性和運行效率,以滿足社會經濟發展、電網運行和優質服務的需要。

饋線自動化 信息交互總線 冗余 風險評估 故障隔離

1 引言

石家莊配電自動化系統采用的是國電南瑞科技的OPEN3200系統，全面遵循IEC61970/61968國際標準，實現了配電自動化相關基本功能的應用；建立了配網信息交互總線，實現了與公司EMS、GIS、95598系統、電能量信息采集系統、營銷業務系統等的信息集成與共享，是應用“主站/終端”二層模式建設的大型配電自動化系統。

截止目前，石家莊配電自動化覆蓋面積約22平方公里，位于A類供電區，區域內共有10kV 線路108條，線路總長 496.2km，配電自動化覆蓋率4.04%。配電終端共1188個，其中DTU619個，FTU425個，故障指示器(一遙終端)144個。區域內實現饋線自動化方式的線路全部采用全自動集中式。通信系統光纜長度 239公里，光通信設備282套，無線公網373套。

2 系統的配置

2.1 硬件配置情況

石家莊配電自動化系統硬件配置按照大型主站結構配置。配置4臺前置采集服務器組成前置采集集群，具備系統冗余擴展能力，可實現數據流量的均衡。其它硬件設備包括配置2臺數據庫服務器，1臺磁盤陣列，2臺SCADA服務器，1臺通信接口服務器，2臺WEB服務器，2臺高級應用服務器，10臺工作站以及交換機、防火墻、正反向物理隔離裝置等設備。

2.2 軟件配置情況

石家莊配網自動化系統軟件包括應用支撐平臺、配網SCADA、WEB發布軟件、配網模型圖形管理軟件、配網線路故障分析及處理功能軟件、配網分析應用軟件(含狀態估計、潮流分析、合環潮流、網絡重構)、停電管理分析、分布式電源接入研究、公網數據采集、信息交互總線等。

3 系統建設的關鍵應用

3.1 信息交互應用

配電生產相關信息系統包括調度自動化系統、生產管理系統(PMS)、電網GIS系統、配電自動化系統、營銷業務系統、電能量信息采集系統，這些系統都已經在生產、運行以及管理中得到了良好的應用。通過信息交互總線，實現與地調EMS系統、生產管理系統(PMS)、電網GIS系統、95598系統、用電信息采集系統的信息交換和數據共享。

3.2 運行狀態監測功能

依據實用化指標測試工具對系統所采集配電網電流、電壓及各類遙信、遙測狀態進行綜合分析，并優化展示界面。系統運行實用化檢查指標應包括：①三項電流平衡度分析；②電壓、電流及功率合法性分析；③配網線路平衡度分析；④遙測不變化分析；⑤遙信遙測匹配分析；⑥遙信與SOE對應分析；⑦遙信抖動分析；⑧遙控成功率分析。通過上述功能進一步強化對配電自動化系統運行狀態的實時監測。

3.3 指標統計功能應用

實現了配電自動化系統各項運行統計檢測結果定時向省公司PMS系統的傳送功能，實現指標報送時間和統計范圍的靈活設置。運行統計指標包括：參與考核終端數量、饋線自動化啟動次數、遙控成功率、終端在線率、主站在線率、饋線自動化投入線路數量以及遙控使用率等。

3.4 饋線自動化輔助評估功能應用

在配電自動化系統中完善饋線自動化模擬操作功能，實現故障輔助評估，以驗證饋線自動化在故障處理過程中的真實性和可靠性，進而實現饋線自動化的“全自動化”方式，實現最短時間內恢復可靠供電。另外，對于未接入配電自動化系統的線路，還可通過饋線自動化輔助評估功能提前預知故障信息不健全線路的故障處理方案，滿足調控人員在事故處置過程中的應急需求。

3.5 配網生產搶修指揮平臺應用

配網搶修指揮平臺整合配網生產、搶修業務，并進行智能化現場作業延伸，采集多源停電事件，實現報修管理和故障輔助研判，智能分析與停電事件關聯，通過供電路徑分析、數據召測等手段，快速定位故障點，自動分析停電范圍；實現搶修資源(人、物資、工器具)管理和科學調配，監控搶修過程人力、物資投入，節約搶修成本；實現智能現場搶修作業、搶修車輛、搶修人員、搶修物資統一調度，及時采集、反饋搶修進展情況，為搶修決策和過程監督提供數據支撐。

3.6 配網地縣一體化管理的深化應用

通過縣域配電自動化的建設可以滿足新農村電氣化建設、農網范圍能源優化配置和智能電網發展的需要。同時配網地縣一體化的實現可以改善供電質量，降低損耗，降低運行費用，提高企業經濟效益，給用戶提供更加優質的服務。選取周邊四縣為試點區域進行縣域配電自動化系統建設，實現石家莊配電網的地縣一體化管理。對于試點縣域配電自動化主站建設采用廣域分布式數據采集及一體化SCADA模式。即將石家莊市區所屬的主干網延伸到縣域，在縣域當地配置前置/SCADA服務器。當市屬配電自動化系統出現異?；虻乜h之間的通信中斷時，縣域的子系統自成一個小系統獨立運行，不影響本地配電網的監控。

4 系統應用的創新點

4.1 配電網故障隔離方案

隨著石家莊配電自動化實施范圍的逐步擴大，各類大用戶出線、分布式電源的接入等都會對饋線自動化既有的研判功能帶來影響，需進一步完善饋線自動化有關故障隔離方案。在原有六大類配網故障(出口故障、環網柜故障、線路末端故障、電纜/架空線路故障、負荷側故障、聯絡設備故障)處理的基礎上，增加了對分布式電源的故障處理功能、多電源環網運行方式故障處理功能以及故障信號不健全的故障處理功能，滿足故障隔離方案優化的需求。

4.2 配電網運行風險評估功能應用開發

隨著管轄區域的擴大，線路數量也將不斷增加，原有配電自動化系統在環網圖、聯絡圖上查詢線路運行狀態的模式已經不再滿足現在的需求。開發一種線路運行狀態監測工具實現配電網運行風險的評估?？赏ㄟ^實時數據查詢和歷史數據查詢兩種手段快速查詢系統內所有電流承載率超載的斷路器相關信息，包括斷路器名稱、廠站名稱、電流采樣值、電流限值及保護允許電流等信息。對查詢結果可以進行導出文本，方便調控人員閱覽，并及時對存在運行風險的線路采取相應措施。

4.3 負荷監視與負荷特性分析功能應用開發

利用配電自動化系統快速定位所接入線路的負荷特性，并進行有效監視尤為重要。開發負荷監視與負荷特性分析功能可實現重要用戶負荷監測、用電負荷統計、重/過載負荷信息管理、重要用戶電源追溯、重要用戶信息查詢、保供電管理、負荷缺口預測、有序用電管理、負荷預測等負荷監視管理功能。

5 效益分析

5.1 安全效益

系統建設中一區與二區加裝了硬件防火墻，與三、四區加裝了橫向隔離裝置，與配電終端通信加裝了縱向認證裝置。符合國家電網公司二次系統安全防護原則，保證了配電網調度控制系統的安全穩定運行。

5.2 管理效益

配網自動化系統建成，能夠實時監控配電線路的運行狀態，對配網設備故障和異常能夠及時發現和處理，減少了配電設備故障造成的臨時停電，同時為配網調度管理提供了強大業務支持，工作效率顯著提高，資源利用效率大幅提升。

5.3 經濟效益

石家莊配網自動化是大型配網自動化系統，可以延伸到石家莊所轄縣，實現配電網的地縣一體化管理，縣域無需安裝獨立的配電自動化系統。大大減少了軟硬件資源的重復建設，從而節省了可觀的資金投入。

6 結語

通過配網自動化系統的建設，提高了配網事故處理的工作效率和管理水平，保證了配網安全穩定運行，提高了供電可靠性與運行效率、改善供電質量。通過試運行對發現問題逐步完善，按照“總體規劃、分布實施、試點先行、逐步推廣”的建設思路，不斷推進具有良好適用性和可擴展性的配電自動化系統建設，爭取早日達到實用化。

[1]顧錦汶,羅玉孫.配電自動化技術發展及應用.全國配電網自動化高級論壇論文集,2000.11,p36-50.

[2]梁玥峰,張子仲,陸巍巍,顧錦汶.配電管理系統中地理信息的一體化處理方法.配電網自動化分專委會第二屆學術研討會論文集,2000 年11月,p143-148.

[3]毛傳洲,周英樹.城市配電系統自動化的規劃.電網技術,2001.7, p72-81.

萬文華(1963-),女,本科,高級工程師,主要從事電力主網、配網調度自動化系統的規劃、運行、管理工作;趙嫻(1987-),女,研究生,技術員,主要從事配網調度運行、管理工作;張萬博(1989-),男,本科,技術員,主要從事電網運行、管理、維護工作。