智能小區配電自動化系統技術應用

范海芳

（福建宏瑞建設工程有限公司，福建福州 350000）

0 引言

隨著電力事業的迅速發展和人民生活水平日益提高，城市中小區變電所的數量越來越多，運行管理的難度也日益加重，特別是確保人身和設備安全的壓力也越來越大。但是，由于一般小區變沒有不停電電源，致使其部分防誤聯鎖功能不能實現，給安全運行埋下重大隱患。例如小區變電源進線檢修，需要合進線接地刀閘或掛接地線時就沒有任何防止帶電合地刀或掛接地線的防誤裝置。通過智能小區的配電自動化系統建設，不需要考慮故障恢復情況，全面滿足配變監測需求和配電室線路需求。系統建設主要是利用智能表計信息、配電自動化量測信息、用戶信息有效集成配電地理信息，這樣能夠為小區電網調度人員，檢修人員提供配電網運行信息。在故障停電背景下，實施自動化報警，分析停電原因以及用戶定位。

1 智能小區配電自動化系統技術分析

1.1 前端數據采集

在配電自動化模式下，需要采集電網狀態量，電度量和模擬量，并且通過分析和傳輸數據信息能夠確保控制中心及時了解用電情況，這樣能夠為控制管理提供保障。由于系統電能質量要求高且負荷密度大，所以需要采集和監測前端通電信息。在前端數據采集中可以通過以下技術采集信息：①信息處理技術，該項技術能有效處理采集信息，在提煉價值信息之后需要檢測信號波形；②傳感技術，通過應用測量傳感技術能夠實現系統檢測功能，當前技術應用模式主要包括光纖傳感技術和紅外測溫技術；③信息融合技術和狀態檢測技術能夠全面提升數據采集可靠性。

1.2 無線通信技術

在智能小區配電自動化系統對無線通信的要求比較高，系統需要在通信功能健全情況下規避外界干擾因素，需要應用合理通信方式，這樣能夠有效降低建設成本，能夠對系統使用壽命和設備造價進行分析。還要求通信速率滿足實際應用需求，在雙向通信能力前提下能夠避免受到停電影響，便于維護和使用。在通信方式應用上應當以電力線作為媒介，數據傳輸速率比較高，能夠快速建立呼叫，還能夠靈活選擇收費策略，還可以應用WAP（Wireless Application Protocol，無線應用協議）業務和支撐短信，滿足業務通信需求。

1.3 控制管理中心

控制中心能夠為智能小區配電自動化系統發送和處理數據提供技術支持，該控制中心不僅具備遠程數據信息功能，可以將信息發送至接地系統，這樣能夠通過無線通信網絡能夠將其發送至全球定位系統終端，還能夠存儲通信信息和數據。在控制中心系統下，管理員工作站，系統服務器，管理工作站和配電自動化組成，各部門承擔各自職責。為了全面接收遠端網絡數據，則需要在控制中心下具備服務程序，這樣能夠搭建數據傳輸系統，并且可以應用控件確保服務器運行。

1.4 管控一體化

在建立管控一體化系統時需要深入了解系統要求，系統應當全面負責變電運行系統下終端運行，線路運行以及設備運行，并且能夠實現動態化管理和監測。通過無線通信網絡能夠及時上傳動態監測信息，并且將其傳輸至控制中心，之后通過控制中心分析和判斷數據，這樣能夠確定系統運行狀態，全面落實和執行管理控制措施。

1.5 仿真技術

在管理配電網運行狀態時主要管理內容為饋線，變電站，配電網以及用戶需求等，但是全面實行自動化管理難度比較大。因此就需要應用仿真技術，組織技術操作人員進行事前仿真練習，有利于深入了解和掌握電力自動化系統操作流程，技術工藝以及電網運行管理等知識，能夠強化技術人員的實踐操作水平，確保自身安全，維護電網運行穩定性。

2 智能小區配電網自動化系統介紹

2.1 系統構成

配電自動化系統包括通信網絡、自動化主站、智能電表、配電室DTU（Data Transfer Unit，專門用于將串口數據轉換為IP數據或將IP 數據轉換為串口數據通過無線通信網絡進行傳送的無線終端設備）等，利用智能表計信息，用戶信息，配電自動化量測信息能夠為檢修人員，調度人員提供配電網運行信息。在停電故障發生時，能夠分析停電原因，定位用戶和自動報警。圖1為智能小區配電自動化典型方案。

2.2 功能配置

小區配電自動化系統能夠自動采集電氣設備信息，監控運行狀態，能夠自動報警停電信息，定位停電用戶以及分析停電原因。在故障發生情況下提供故障檢測信息和定位信息，還能夠為檢修人員提供有價值信息，加快搶修時間。

圖1 PDZNJK 配電智能綜合監控系統

配電自動化系統主站能夠為信息采集，用戶以及營銷管理系統提供接口，在配電線路和設備發生故障問題時，配電自動化能夠對故障信息進行發布和共享，用電部門獲取信息之后能夠及時處理故障問題。此外，利用家居智能交互終端/互動服務平臺將信息提供，這樣能夠為小區用戶提供優質供電服務。

2.3 建設模式

小區配電自動化建設能夠全面提升供電安全性和可靠性，配電房內安裝多臺變壓器，確保開關設備滿足各項需求。

小區配電自動化建設會受到一次設備，配電線路和成本因素所影響，因此在建設期間，對于普通小區則充分考慮低成本，低自動化水平的方案。高檔小區對于用電可靠性要求比較高，因此需要應用高成本且高安全性的方案。

（1）負荷單電源供電模式。應用此模式安裝低壓斷路器和母線聯絡開關時，低壓母線分支線電流互感器。在安裝二次設備時，應當考慮配電一體化終端。

（2）負荷雙電源供電模式。相比于樓宇單進線模式來說，此種模式主要是應用雙電源供電方式，將自動互投開關安裝在關鍵負荷處（圖2）。

圖2 配電負荷電源供電模式

（3）負荷單/雙電源混合模式。該模式主要是由于小區負荷存在差異性，按照相關需求確保配置合理性。在小區配電自動化建設中配電室自動化建設屬于關鍵內容。

3 實施要求分析

配電自動化可以全面加強建筑供電可靠性，還比較符合智能用電雙向互動服務要求，因此建筑配電室需要應用雙電源進線和雙臺變，實施內容主要包括以下4 個方面。

（1）小區配電自動化主站。第一，在試點期間，可以在試點小區內放置配電自動化主站，并且與小區雙向互動服務系統同步建設。第二，自動定位停電用戶。在收到報警信號之后，需要利用表計自動查詢功能獲取配電變壓器信息，之后應用配電GIS（Geographic Information System，地理信息系統）設備獲取饋線信息，這樣能夠在配電GIS 設備中對停電用戶進行準確定位，并且能夠對供電饋線和配變進行準確定位。第三，自動分析停電原因。在對饋線和配變定位之后，可以從自動化配電系統中獲得饋線和配變信息，這樣能夠對停電原因進行分析。第四，注重與客戶的交流溝通，客服人員獲取上述信息之后需要及時與客戶進行交流，并且詳細為其介紹停電原因，并且按照相關管理標準深入現場進行故障排查。

（2）監控終端設備。選擇配電一體化終端，并且將其裝設在配電室中，對配電室開關設備，開關狀態信息，線路電參量等進行采集，還可以進一步采集非電量信息和配電變壓器。

（3）低壓無功補償設備。可以通過標準規定設置低壓無功補償設備，并且綜合考慮小區負荷情況和電網質量要求。

（4）通信信道。在建設配電自動化時會涉及到開關設備監測方式，通過專網通信方式的應用能夠全面提升控制可靠性。配電自動化通信必須具備高帶寬可靠性以及較快的響應速度，因此可以應用工頻通信技術和光纖專網通信技術實現。

4 結束語

綜上所述，智能小區建設配電自動化系統時必須搭建完整系統，保證系統運行安全性，這樣才能夠滿足小區供電用電運行需求。因此在配電自動化系統下，需要應用前端數據采集、無線通信技術、控制管理中心、管控一體化以及仿真技術實現管控決策制定的科學性，處理和解決運行問題，保證系統運行狀態滿足智能小區發展需求。