基于智能電網的配電自動化系統設計

國網北京通州供電公司 李 昕 趙 薇 宋秀芳 果 然

1 智能電網的配電自動化系統概述

在智能電網中，通過設計一定的配電網自動化系統，可實現對電網各種運行故障的快速反應和分析，準確的定位不同的故障，并實現對故障的快速隔離，以減少故障對整個電網的影響，改善電能質量[1]。與傳統配電系統相比較，配電自動化系統在控制功能和通信功能，以及診斷和監視功能等方面均體現出十分明顯的應用優勢。總體來看，我國配電網自動化系統已經在不斷的研究與發展當中，但還需要重視相關的系統設計問題，以更好的提升我國智能電網的運行效率[2]。智能電網的傳統配電模式與配電自動化系統的比較如下。

傳統配電模式：控制。僅有一種控制模式；診斷和監視。人工檢查、人工維修；通信。供給用傳遞模式，配電站與用電者之間處于單向交流或者無交流狀態；資產性能。無；感知。使用舊式電磁表進行信息采集，采集效率相對偏低；運營服務。無。

配電自動化系統模式：控制。發電方式可采用分布或者集中的方式；診斷和監視。遠程監控、自動修復；通信。配電站與用電者之間處于可相互溝通，雙向可交流的狀態；資產性能。應用大數據技術實施綜合評估；感知。應用智能表進行信息采集，整體采集效率較高；運營服務。提供全面，人性化的運營服務。

2 智能電網的配電自動化系統設計研究

2.1 主站系統分析設計

在我國的電力系統中，10kV配網是電力系統與用戶直接相連的重要環節，在本文的研究中，以10kV配電網為例分析相關的自動化系統設計問題。對于10kV配電網的自動化系統來說，主要是通過有效的去利用信息的技術，從而也是對電網系統之中的各種數據進行相應的結合，使其系統處于在較為完整的狀況中。通過科學的設計，可促使系統具備故障快速定位、快速隔離功能，可實現快速恢復非故障區供電等作用，并能夠大幅度提高試點區域的供電可靠性[3]。在進行設計的時候，配電自動化運行指標主要包括了以下一些方面的內容。

2.1.1 配電自動化主站系統可用率

在計算這一指標的時候，可參照相關的統計時段總時間以及配電自動化主站系統停用的總時間（分鐘數）進行具體的計算。其中，在一定的情況下可能會出現配電自動化主站系統停運的狀況，并持續一定的時間，引發一定的后果。導致主站系統停運的原因十分復雜，常見的原因為系統功能軟件停運或者配電自動化主站系統主服務器硬件停運[4]。

停運情況的出現會影響到配電自動化主站系統的功能，導致其在一定的時間內無法發揮出配電網監視以及控制等功能。因此，配電自動化主站系統停用的總時間指的是從停運開始、導致主站系統失去上述功能的總分鐘數。在這一時間段內系統不可用。計算配電自動化主站系統可用率時應用的公式為：配電自動化主站系統可用率=1-(配電自動化主站系統停用總分鐘數/統計時段總分鐘數)×100%。

2.1.2. 遙控操作正確率

在進行配電自動化系統設計的時候，自動化遠程遙控操作是一項十分重要的設計內容。通過進行10千伏配電網自動化系統設計，可結合一定的管理和控制需求進行一定的遙控操作[5]。但在這一過程中可能會出現操作失誤等問題。因此，操作正確率也成為系統設計時需要重點關注的一個指標。在對這一指標進行計算的時候，參照的公式為：遙控操作正確率=(遙控操作成功次數-遙控誤動次數-遙控拒動作次數)/遙控操作總次數×100%。

2.1.3 年事故時遙信正確率及遙測準確率

智能電網配電自動化系統設計過程中，經常會使用一定的終端設備，例如饋線終端設備。這一設備功能十分強大，包括了故障檢測功能和遙控功能以及遙信功能等。借助這一設備，可與配電自動化主站之間進行快速的通信，及時的傳遞出各種與配電系統運行相關的信息和參數[6]。這一過程中需對遙信正確率進行嚴格的控制，計算這一指標時需考慮年事故時遙信正確變化的情況和具體次數，具體的計算方法為：年事故時遙信正確變化的次數/年事故時遙信變化總次數×100%。

遙測準確率。在計算遙測準確率的時候，需要對總遙測點數數據信息以及準確遙測點數數據進行準確的收集，具體計算方法如下：遙測準確率=準確遙測點數/總遙測點數×100%。

2.1.4 配電自動化主站系統全停事故次數

在一定的情況下，配電自動化主站系統可能會受到一些因素的影響出現停運情況，導致導致配電網失去應有的控制以及監視功能。對于那些導致配電網功能失效的情況，篩選出其中總時長在60分鐘以上的事故，統計此類事故發生的總次數，即為配電自動化主站系統全停事故次數。

2.1.5 配電終端在線率

配電終端在線率的計算過程中，需綜合考慮整個系統中各種終端設備的數量，詳細統計中斷設備的具體數量及出現中斷的總時間等，進行借助一定的公式進行計算，獲得具體的數據結果。在計算過程中，可參照公式計算：配電終端在線率=(1-∑終端設備與主站通信終端套數×中斷分鐘數/已投入運行中斷設備套數×統計時段總分鐘數)×100%。

2.2 配電網自動化子站系統設計

在進行子站系統設計時，需充分考慮到不同監控對象實際情況。在配電系統的SCADA系統中，需監控對象十分廣泛，包括數量眾多的柱上開關及眾多開閉所和環網柜等。在整個電力系統中，考慮到實際電網運行需求，無法將全部配電設備都接到配電網主站上。因此需在自動化系統設計中設計一定的中間一級系統，即配電網子站系統。通過設計這一子站系統可與配電網自動化主站系統進行配合，并與自動化終端一起構成一個較為系統和完善的整體，以更好對轄區內配網的情況進行管理和監控。如工況監測和電網優化以及對故障問題的各種處理、故障隔離和故障處理后的供電恢復操作等。

2.3 自動化終端系統設計

在智能電網配電自動化系統設計中，除主站系統和子站系統外，自動化終端系統也是不可或缺的重要組成部分，需進行科學設計。在整個系統中自動化終端系統所發揮的作用主要是監控。通過設計并應用這一系統可對相關開關的閉合情況進行持續性監控。同時，在電力系統的運行過程中會不斷產生大量的數據信息，這些信息可幫助工作人員及時掌握整個電網運行狀況，并通過對數據的分析及時發現各種故障問題[7]。但在突然出現停運等事故時，極易出現大量數據信息丟失的情況，影響到各項工作開展。通過自動化終端系統可保存大量數據信息，避免因為事故等引起數據失。另外在電網系統運行過程中，可能會出現電壓失穩情況，需及時進行應對。通過設計自動化終端系統并予以應用可及時進行預警，提醒工作人員快速反應，采取一定的應急處理措施。之后還可借助終端系統的自動恢復功能，維持安全、穩定的拍點自動化系統運行狀態。