基于配網自動化系統的規劃及效益評估探究

肖永健

摘 要：配網系統的運行水平關系到整個配網的供電服務水平，關系到供電企業的未來發展。為了提高配網運行水平，就要加大自動化系統規劃力度，提高系統的自動化水平。本文首先簡單介紹了配網自動化系統結構，然后分析了規劃原則與方法，并對自動化規劃效益進行了科學評估。

關鍵詞：配網自動化系統；結構；規劃方法；效益評價

中圖分類號：TM727 文獻標識碼：A

隨著自動化技術的發展，以及現代科技的進步，配網系統逐漸朝著自動化方向發展，配網自動化系統的規劃無論對于整個配網系統，還是各項電氣設備、線路等的運行都能產生極大的經濟效益、社會效益，能夠維持配網的高效經濟運行，最關鍵是要掌握規劃技術與方法，從而創造最大的規劃效益。

一、配網自動化系統的結構

自動化系統主要包括以下部分：主站系統、子站系統、終端，每一部分有自身獨特作用和功能。

1.主站系統

負責系統故障的判斷、分析與診治，回歸子系統功能。

2.子系統

全面管理自身所對應相位置的柱上開關、監控裝置等，達到對自身所處系統與饋線的監測與控制，同時，也能積極傳輸信息、數據，使之抵達主系統，從而控制主干道信息傳輸，有利于電能的自動化傳輸。

3.系統終端

監測其所負責范圍內的變壓器、開關、環網柜等，同時，能夠達到遙測、故障識別等功能，也可以獨立控制相，達到同主站間的合作性運轉，同時，高效檢測出系統故障，達到對配網運行的高效管理。

二、配網自動化系統規劃的原則

配網自動化系統的規劃要遵循特定的原則和科學的方法，其中供電半徑、范圍等要科學適宜，供電半徑不易過大，應該確保規劃期內，配網線路負荷極限值下依然能高水平供電，而且要強化線路間的聯系，達到轉供電目標，保證線路高效使用，要圍繞高質量、高穩定供電原則來設計線路的分段數，科學安排段點。其中干線分段：根據負荷相等理念來對干線分段，集中分析重負荷的分配，在負荷極值狀態下，配網依然高效運行，負荷可以高效轉移?？茖W控制分段數量，對于小于3km線路應該分成3段，超過3km的線路，段數要控制在5段內，而且單個段可以負責7～9個用戶。

為了能夠實現轉供電，線路之間要建立連接關系，例如：各個變電站10kV線路之間的連接等，形成一個具有較強轉供電能力的合環電網系統?；蛘叽罱ǔ鲆粋€網絡式供電系統，建立分支線路間的鏈接，按照負荷大小、增速等來設置聯絡點，確保導線能被充分使用，各個聯絡點的開關應該以閉環的形式鏈接，并開環運行，以此來確保供電的安全持續。對于放射性線路也應該實施分段處理，以此來減少故障威脅，確保安全、穩定、持續供電。

選擇多層次分布的系統結構來構建管理系統，實際規劃中要積極借助現代化的信息技術、網絡系統、多層程序結構等來執行相關操作，并深入利用GIS、數據庫和動態監測系統等來為系統的自動化規劃提供數據、信息作為依據，同時，也能實現同供電方與客戶方之間的服務、溝通、協作。

此配網系統將GIS系統、SCADA系統等當作平臺，來實現數據、信息等的綜合分析與處理。各類客戶也根據自身需求來對應選配子系統模塊，不同模塊間能夠相互接受彼此的格式，逐漸打造出一個綜合自動化系統。

三、配網自動化系統的規劃方法

1.自動化系統結構的規劃

（1）中心站的規劃

科學選配硬件平臺：以TruUnix為基礎的操作系統和Windows系統，兩大系統作為工作站支持自動化系統運行，同時，商務數據庫當作數據支持系統，選配特定軟件系統支持GIS的運行。整個中心站系統軟件具有開放、對外、統一化的思路。系統集成則包括：負荷管控、自動化系統、FM系統等，打造一個人機交流界面，用來展示多種信息、呈現多種圖形信號，發揮多項功能，例如：打印信息、數據交接等。

（2）子站的規劃

子站屬于中間層，來自于RTU、饋線終端設備、配變終端等的信息數據傳輸至配網主站，并對信息進行處理。子站通常安裝于變電站開閉所中，應該盡量豐富通信模式，實現對上、對下同多條饋線終端、主站等之間的信息傳輸。

（3）終端設備

位于系統的最底部，主要負責各類電氣設備的信號采集、分析、加工、處理與監測、控制。

2. SCADA系統與GIS系統的配合

主站應該實行SCADA系統與GIS系統的同步配合，雙方一體化運行，從而實現自動化，這就要求兩大系統有著一致的底層平臺，二者相連的接口能夠為GIS系統供應及時、到位的信號、數據，以此達到兩大系統的密切聯系、無痕對接，提高配網自動化水平。

同時，也要確保自動化構建出配網拓撲數據系統，要形成一個DMS網絡拓撲，從中總結出急需的拓撲數據。

3.控制中心系統

控制中心系統的設計與規劃應該重點從幾個關鍵環節入手，例如：網絡節點的設計，第一步形成網絡節點，明確其性質，利用網絡媒介把修改的配置傳輸至運行節點，這樣網絡系統就能依據全新的配置來工作。中心系統需要充分支撐冗余雙網機制，用來處理冗余問題，同時，要動態監測網絡系統中不同節點、分段等的運行情況、工作狀態，再圍繞系統來組態，以此來調控信號的傳送，當系統出現問題時發出警示信號。

任務進程的設計與配設，具體是指進程的增刪、修正與完善等，同時也包括初始化進程的開啟、運行，以及數據庫初始化等。開啟應用程序，動態監督程序的工作狀態，當發生問題時發出警示信號，在此基礎上再次啟動。

4.終端設備的規劃

主要采用：饋線終端（FTU）和信息采集終端（TTU）。其中FTU能夠發揮：三遙作用、獲取故障信息、自動重合器、故障自動化隔離、分析諧波等，能夠為線路運維檢修、故障判斷、供電質量分析等帶來準確、安全的數據，而且盡量讓FTU類型多元化，同時配合一次開關、子站等憑借信息的通信、傳輸實現故障信號的判斷、分析、隔離、診斷等，同樣維護非故障段的常規化運行。

采集終端（TTU）重點負責城區配變的監督與控制，實際性質、功能為：達到對配變≦1的同線路監測、控制，監督配變的工作狀態，對應提供配變負荷的相關數據，作為負荷管理的參照。同時，能夠采集一些流量信息，例如：油溫、油壓等，作為設備、線路以及故障監督等的參照。

四、配網自動化系統規劃的效益評價

配網自動化規劃能夠為整個配網系統帶來直接與間接的效益，從整體上來看配網線損得到控制、運維成本下降、提高電能輸出效率。實際的評價采用生產函數法、逐步計算法等。

1.直接效益的評估

配網自動化所帶來的最直接效益就是：控制配網停電時長、提高售電效率、控制了線損、維護了配網的安全穩定運行，降低了運維成本的投入，總體上實現了高效、便捷、經濟的目標。

2.間接效益評價

配網自動化改造后，一些經常出現故障的區域，在自動化斷路器等設備的支持下能夠自動隔離故障，并實現負荷轉移，無功補償設備也有效控制線損，提高線路運行效率，同時，逐步實現了自動化抄表，控制了抄核收各個環節的成本，同時，科學的負荷調節、控制，能夠維護電源安全供電。

配網自動化系統的規劃無論對于整個配網系統，還是各項電氣設備、線路等的運行都能產生極大的經濟效益、社會效益，能夠維持配網的高效經濟運行。

結語

配網自動化系統的規劃是自動化技術發展的結果，也是配網系統未來的發展方向?，F階段，配網自動化系統逐漸得到了發展、普及與應用，必須創建一個科學完善的配網自動化系統，來支持供電企業的高效經營，支持電力的營銷，從而提高配網供電服務質量。

參考文獻

[1]陳堂，等.配電系統及其自動化技術[M].北京：中國電力出版社，2003.

[2]史永.北京城市高可靠性配電網評估方法的研究與應用[D].華北電力大學（北京），2009.