配網自動化及其三遙功能的實現探討

張誠

摘要： 配電自動化在我國興起的時間較短，主要是因為人們生活水平的不斷提高對電網的要求也更高了，相關的配電部門為了滿足用戶的需求，在工作中積極創新。配網自動化主要是借助計算機信息技術，從而實現三遙功能，即對配網的數據整理、監控、調整。本文將以配網自動化以及三遙功能的實現探索作為此次研究的主題，對具體的實現方式做了分析。

Abstract： Power distribution automation has a short history in China. Because people's living standards continue to improve， the requirements of the grid is also higher. In order to meet the needs of users， relevant power distribution department actively innovate in work. Distribution network automation is mainly to achieve three remote functions， that is data processing， monitoring and adjustment of distribution network through computer information technology. This article focuses on the automation of the distribution network and the realization of three remote functions， and analyzes the specific implementation ways.

關鍵詞： 配網自動化；應用；理念；三遙；探索

Key words： distribution network automation；application；concept；three remote；exploration

0 引言

配電自動化是我國電網自動化發展的必然產物。建立起先進的、完善的、可持續發展的自動化系統才能保證電網的安全運行，同時它也是實現信息管理化的重要內容。

1 配網自動化系統的應用以及發展趨勢

1.1 配網自動化系統的設計

配網自動化系統的設計是為電力企業電網的正常運行提供支持，通過配網系統的監視、決策和管理等功能來實現配網的智能化系統。

配網調度智能化系統包括配電網的運行和運行管理兩個方面。為了達到支撐運行的需求，在配電網的設計方案中要考慮這幾個設計原則：可靠性原則、安全性原則、實用性原則、維護性原則、可管理性原則。

智能化配電網的服務器應根據不同出的應用特點來選用與之相應的系統配置和體系結構，提供方便操作、易于管理、方便維護的界面，實現系統功能的合理化、美觀化、可操作化。

1.2 配網自動化系統的組成

配網自動化系統采用分布式的結構，它的構成部分分別是：服務器、工作站、防護設備、同步裝置、配套軟件，配套軟件服務主要是為了保障配網整個系統的安全運行。

1.3 配網自動化系統的整體結構

實施配電和規劃自動化系統的工作中，應當充分考慮其可靠性、安全性。如圖1是標準型配電自動化系統的結構圖。

1.4 自動化系統的發展趨勢

①配電網系統的優化：優化內容為，無功補償、降低線損、設備運行無障礙、電壓合格率、供電的可靠性。

②配電自動化系統的不綜合性、集成化：配電自動化系統采用全面解決的方案，走向集成化道路，能最大限度的保護原有的配電投資。

③將終端設備、開關和斷路器進行結合，實現智能化開關的趨勢。

④實現配電網的數字通信技術，采用高速的數字傳輸，實現網絡的互聯，使用通信燈片作為該技術的支持力量，在可靠供電的前提下，將數據信號分離出來，以保證數據的私密性。

2 配電自動化系統的分析

2.1 智能化終端分析

智能化的測控終端技術是在數字信號處理技術上借助于網絡技術研發的具有三遙保護、靈活配置、通信和插件保護的一種新功能，具有自動化特點。智能測評終端具有遙信、遙控的功能，并可以及時采集開關的儲能、分合位置等動態信息，通過對電表的配置和參數的分析實現遙信的雙點合并、靈活排序、信息上送等功能。可以通過增設遙信輸入板從而擴大對動態信息的采集量。

2.2 開關控制單元的分析

開關控制器具有串口通信的功能，采用通信箱的特殊方式來實現對遠距離數據的檢測。數據監測站由一臺PC機測控系統構成，通過采用CDMA和收集短信等方式對控制器進行管理，并根據實際需要將控制器的CDMA模塊安裝在其內部，便于對數據的檢測。

2.3 分段開關的控制

分段開關開關控制單元因具有站端數據監測和局部數據監測的功能所以能很快完成對配網故障的實時定位、供電恢復等工作，實現了開關的遠距離操控。

3 配電自動化三遙功能的研究

3.1 環網模型

環網開關為手動負荷開關，將現有的開關改為電動操作開關。將雅香小區采用普通的三遙系統，匯鑫源小區采用網絡式的三遙系統，通過配電故障的轉供、隔離，從而實現保護配合。

3.2 三遙方案的實現探討

智能化控制器和負荷開關組成智能負荷開關，并將配電網斷路器與智能負荷開關進行配合使用，最終實現自動化。由配電網出口的斷路器將出現故障的電流阻斷，再由智能負荷開關進行電流的隔離和轉移。

改造現有的開關設備實現網絡式的自動化方案。在主環網內設置保護子站、借助通信光纖的通道使通信終端與保護子站進行信息的交互工作，從而準確判斷出發生故障的位置。

當發生永久性故障后，主環網的負荷開關根據保護子站提供的信息，經斷路器保護后，直接自動跳到故障兩側，完成自動合閘和轉移供電的工作。

3.3 三遙系統的功能

要想實現故障定位、故障隔離、故障轉移的自動化功能，就要采用這兩種方法：①集中式控制方式：根據子站提供的數據信息對故障做出處理。饋線終端裝置將故障信息送到子站，子站根據開關狀態、檢測的情況來對故障位置做出判斷，并下發遙控命令，開關跳開故障區域，整合出現開關和聯絡開關，恢復用電。這種方法適合復雜的系統，因為對數據的控制是比較準確的，但是需要借助先進的硬件系統、計算機軟件來實現。②由于配電自動化開關設備性能的不斷提高，單片技術已經得到了廣泛的應用，智能饋線單元逐漸被應用于配電自動化系統中。智能化終端單元根據處理機的程序將故障處理后的警報通過SCADA系統傳遞給控制中心，像這種處理故障的方式就是分布式控制。傳統的分布式控制方式主要有自動網絡重構和普通網絡重構組成，而且只是根據對電壓的狀態就對故障做出判斷，因此與它的準確性不高。智能化的控制方式有效提高了故障處理的速度和恢復用電的速度，速度提高到秒級，準確率較高。新型的分布式控制方式家主要將電壓和電流信號作為判斷故障的重要依據，這種方法有以下優點：①充分考慮到出現故障后的過流次序，并通過制定網絡式的重構方案，使參數不受聯絡開關的影響。②進行智能負荷組網時，開關將故障做自動隔離并重構工作，能在最短的時間內恢復線路的用電。③采用殘壓檢測方法使開關調到負荷側，避免了另一側電源向故障位置轉移。④在通信條件允許的情況下，升級為協作模式，有效減少了線路的沖擊。

傳統的配網系統其實是一個獨立的保護系統，因為它只檢測自身的電流，不關心相鄰開關的情況，這樣就會造成相鄰配合困難的問題。隨著計算機網絡技術的迅速發展，已經實現了系統之間的寫作保護，并且能對檢測到的數據、判別的情況、開關狀態等實現信息共享，達到了不同裝置之間的更好配合，真正實現了配電系統保護的快速性。

4 智能控制方式的應用

智能控制方式可以根據實際情況，采用相應的控制方式，充分發揮出分布式智能的可靠性，迅速將故障進行隔離，以便于減少停電范圍并及時恢復用電。在SCADA允許的情況下相關人員可以實現對故障的監控。具體方法如下：①沒有通信道路的條件下，依靠分布式智能，自行控制故障的位置，并對故障做出隔離。這種方法的優點是，操作方便、靈活性強、耗費的時間短。②在通信道路條件下，配電終端進行信息交流、互換，從而更快的對故障進行隔離，迅速恢復用電。此過程不需要主站參與。③斷路器和配電終端進行配合時，由于在串聯環網的環境下，可以讓故障直接迅速跳閘，不需要變電站和上級的輔助，以此保證了配電網的快速性。④負荷開關與配電終端配合時，變電站的出口開關讓激勵故障最近的電源迅速跳閘，使得故障前段的電流不受故障的影響。

5 結束語

綜上所述，配電網自動化是一項較為復雜的長期性的系統，在配電過程中始終堅持可靠、安全、經濟的原則，從配電網的實際情況出發，統一設計，分區域執行，具體實施，實現協調配合，第一時間內對故障做出判斷并快速解決。科學的對自動化系統的運行成本做出評估，提高配電自動化系統的產出效益。

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