探析電力系統中的配網自動化應用

傅洪全 陳曦 邵九 國網江蘇省電力有限公司技能培訓中心

引言

隨著智能電網的持續推進，配網自動化設計和應用成為關注焦點，傳統的配網模式明顯暴露出滯后性，對此要采用配網自動化技術，利用其極強的環境適應性和快速的故障定位性能，較好地緩解供電壓力，實現科學的用電管理。

1 配網自動化概述

配網自動化是以現代通信技術、電子技術的支撐下，對配網中的各項信息、參數進行集成和分析，實時檢測和保護電網，涵蓋有主站系統層、配網子站層、通信系統層、配網終端系統層等，形成完整的配電系統，滿足用戶的用電需求。其中：（1）配網自動化主站系統包括有配電SCADA主站系統、配電故障診斷恢復、配網應用軟件子系統DAS等，面向所有配網線路、設備和用戶。（2）配網自動化子站系統。該部分包括開閉站、配電室及柱上開關、配電終端設備等，實現上層主站和下層終端之間的通信數據傳輸。（3）無線網絡通信。終端采用無線通信網或外部公用數據網的虛擬專用網絡，并設置安全接入區，實現信息的實時上傳、報警短信的發送等。（4）配網自動化終端。通過對開關設備的控制，實現FTU、TTU、DTU的三遙功能，進行數據實時采集和處理、現場控制及遠程控制，并實現故障自動化識別和控制。

配網自動化關鍵技術主要包括有：（1）電網接線方式及一次設備。將開關設置于架空線路上，確保供電的持續性。并利用開關作為重合器的優勢，實現故障的快速定位和隔離。同時，將開關設備與其他故障隔離設備相結合，能夠確保環網供電的安全穩定性。（2）遠動系統和通訊設備。通過電力線載波、GPRS、光纖等通信設備實現各站點之間的雙向通信，快速實現故障定位、排查和供電恢復。

2 電力系統配網自動化設計和應用分析

2.1 主站設計

采用集成化方式進行配網主站設計，進行10千伏配網系統供電信息的實時數據采集，實現饋線的自動化，并通過IDP通信接口實現PMS平臺上的數據共享。具體包括配電網運行監控和配電網運行狀態監控功能，包括數據采集分析、自動化控制、饋線自動化、拓撲分析、負荷轉供、配電網接地故障分析、數據質量管控、配網終端管理等。

2.2 通信方案設計

要形成以光纖為主、載波和無線為輔的配電通信網，采用光纖+載波+無線的通信方式進行設計和建設，具體來說：環網柜DTU采用光纖接入的方式，柱上終端FTU采用無線公網接入的方式，并進行骨干通信網和接入層通信網的分層設計，基于SDH骨干光纖通信網的前提組建配電數據通信專網，實現數據的實時、安全傳送。對于數據監測終端而言，可以采用GPRS的方式進行故障數據采集和監測，由故障監測終端將故障監測信息傳輸至監控中心。

2.3 饋線自動化方案設計

配網自動化采用集中式饋線自動化設計方案，由主站對配電終端和線路實施監控，對接收到的終端故障信號進行快速故障定位和非故障恢復。并采用蟻群算法實現對故障區域的隔離及對非故障區域的恢復供電。

2.4 配網自動化終端建設

根據不同區域進行配網自動化終端的建設，其中：縣城區域采用遮蔽立式終端站所改造環網柜，農村地區采用架空箱式“三遙”終端，并在線路較長、支線較多的架空線路中安裝遠傳型故障指示器，實現故障點的快速定位。同時，變電站同一母線饋出的架空線路采用自動化終端，具有故障錄波功能，實現對線路的實時監測。

在配網自動化終端建設過程中，數據采集終端子系統包括中器模塊、線損模塊、數據采集模塊、中央處理單元和電源等，能夠檢查數據采集任務的執行情況，進行故障告警信息的監控。系統數據終端主要實現對電流、電壓等數據的測量，自動監測故障，實現配網饋線的自動化，進行配電網絡的重構，確保斷電后的供電恢復。

2.5 配網自動化建設效益。通過實現配網自動化設計和建設，使配電自動化設備覆蓋率達到98.5%，加強配網運行數據的實時監控、故障快速定位與有效隔離，實現了供電管理的精細化。并增強了調度控制中心、運維檢修部、供電所之間的溝通和協調，促進配網管理的集約化和精細化。從經濟效益來看，能夠有效節約日常現場操作成本，如：負荷測量年減少次數為324次，年節約費用62萬元；現場轉移負荷年減少次數為93次，年節約費用48萬元。并減少了故障現場檢測成本，使單次故障檢測成本節約0.萬元/次，故障處理成本節約21.6萬元。

3 小結

綜上所述，電力系統中的配網自動化設計和應用日益體現出其重要性，本文從主站設計、通信方案設計、饋線自動化方案設計、配網自動化終端等方面入手，進行配網運行數據的實時采集、故障自動檢測和隔離，較好地提高故障反應處理時間，提升電力系統配網自動化應用的安全可靠性，實現配網自動化的全覆蓋，提高用戶的滿意度，為供電企業帶來更多的管理效益、經濟效益和社會效益。