配网自动化技术与配网管理

配网自动化技术与配网管理

杨建军缪正转

（1.国网浙江苍南县供电有限责任公司；2.国网浙江省电力公司温州供电公司）

摘要：配网自动化是指充分利用各种通信技术、电子技术、计算机自动控制技术，在高性能配电设备的基础上对配网进行在线与离线监控管理的技术手段，配网自动化技术在电力系统中的实施可让配网始终处于安全可靠的最佳运行状态，同时也是提高供电质量，实现配网高效运行的有效手段。本文基于上述背景，结合某地供电局配网自动化实施工程，对配网自动化技术以及相应的管理措施进行了分析，以期能为构建智能电网系统提供借鉴。

关键词：配网自动化技术；配网管理；研究

随着社会对供电企业配网供电的可靠性与安全性要求逐渐增强，近年来供电企业引入了大量自动化设备和技术，对配网自动化水平进行了升级改造，例如利用现代电子技术、通信技术以及计算机技术实现对用户数据、电网结构等信息的采集与一体化处理，从而构建完整的电力自动化系统，实现配网与配电设备正常运行、检修运行以及事故处理状态下线路的保护与控制自动化，从而让整个配网运行得到安全保障。

1、项目背景

某供电公司于2010年选取试点进行馈线自动化改造，至2014年，开关站均以综合自动化系统站为标准进行建设，并陆续将符合远程传输条件的开关站接入到调度自动化系统当中。2015年，该供电公司组织相关部门对试点区域内的配网和设备运行现状、自动化现在进行了摸底分析，发现问题如下：

①配网自动化基础薄弱，且覆盖面积小，且功能设计较为单一，电力系统可靠性数据表明。现阶段对供电可靠性造成影响的主要因素在于例行检查时配网停电，且该阶段停电时间要远远超出故障检修的停电时间，电网结构薄弱，自动化水平和可靠性不足。

②配网孤岛问题明显。现阶段各种电力技术均朝智能化发展，可用资源种类繁多，但难以实现信息的有效整合，电力企业内部信息共享能力差，进一步导致配网分析数据冗余，自动化技术的经济效益难以得到提高。

③在自动化技术升级改造方面缺乏长远目标和整体兼顾，一味追求最新设备，忽略了电力系统整体运行水平，导致新旧设备不兼容，无法达到自动化水平最优效果。

④管理体制弊病。配网自动化技术需要电力生产和营销两大专业的支持，若依照传统的垂直管理理念则无法保证条块结合、分工协作的运行体制，且在自动化运行机制方面存在重系统运行，轻客户管理的弊病，导致技术管理存在漏洞。

2、配网自动化技术制定原则

配网自动化技术的规划与设计应建立在对当地经济、技术水平、投资效益、负荷需求进行综合考虑的基础上，需遵循以下原则：

①配网自动化技术的主要目的是为了提高配网供电质量，保证配网自动化技术建设与改造的统一，提升可靠性，因此要能满足用户需求，根据区域配网现状以及自动化技术升级改造需求，循序渐进的实施配网自动化技术。

②配网自动化技术需面向配网生产指挥以及配电调度的建设目标，通过自动化系统实现对配网运行的动态监控，并满足信息交互、共享等综合需求。

③需兼顾到实用性和经济性原则，既要充分利用已有的优质资源，又要对自动化系统、各种设备运行的兼容性进行考虑。

3、配网自动化系统的具体设计

3.1实施方案

①开闭站设计。拟在开闭站中增设DTU设备，用来收集站内微机保护系统运行电压数据以及开关分合状态、保护信号灯，并将上述信号通过远程传输网络，上传到主机站点，方面配网监控人员及时掌握配网运行状态，此外，为了对突发问题进行迅速处理，开闭站内断路器需实现远程遥控功能。

②拟在配电室、箱变以及组合变中增设配变综合测控装置，用来采集配网运行的电量、电压、电流，以及低压开关运行位置、低压无功补偿等基本信息，此外，电容器还应具备自动投切功能。

③配网刀闸室内全部高压出现电缆均要增设故障指示仪，通过DTU装置对信号、电压、电流、开关分合状态进行采集，通过网络上传到主站，方便远程操控人员对刀闸室运行状态进行实时监控。

④针对不具备开闭站、配电室遥测以及遥控功能的各种开关、保护装置以及直流电源装置进行改造升级，例如电缆分支箱电源可从就近的箱变和组合变中引入，同时配备UPS设备对精密仪器进行保护。

3.2系统设计

①主站系统

配网主站系统是整个自动化监控与管理系统的核心（如图1所示），因此必须是可运行高级应用软件的完整系统，兼具硬件和软件隔离功能，即系统软件运行与网络硬件设备隔离。主站系统需要实现实时与离线相结合的管理模式，例如将电网设备数据和用户数据、历史数据与实时数据，地理信息图与电网接线图、数据与图形等进行结合，因此系统的安全性和集成性有较高的要求。以某区域的配网为例，在自动化技术改造过程中对主站系统进行设计时，不仅将数据采集、遥测、报警、事件记录、事故追踪、远方调节与控制等常规SCDA功能纳入到技术升级范畴，而且兼具故障智能诊断、网络重组、故障隔离检修等新型功能，同时支持馈线保护远方投切、配网线路动态着色等功能。

在实际应用中需满足以下条件：

ODN衰减+Mc≤配网系统允许衰减值

式中Mc为光纤富余度，具体要求为：当传输距离未超出5km范围时，Mc≥1dB，当传输距离在5~10km时，Mc≥2dB，当传输距离在10km以上时Mc≥3dB。

以某配网自动化通讯系统为例，该系统主站到子站为核心层，采用环网结构，以专用SDH/MSTP光纤网络传输信息，以EPON技术为分支网通信信道，其中，各个配电终端设备均通过TCP/IP协议接入到EPON中，虽然该配网包括单电源、两供一备、开闭所、环网等结构众多的模式，但采用EPON作为通信方式均能使用，且组网结构灵活。

③配网终端

配电终端系统主要负责对配网远方终端进行管理，以模块化设计为主，具备一种终端形式满足不同区域监控的功能。以分布式FA配电终端为例，该终端控制单元一插箱式结构设计为主，包括主控插件、电源插件、交流采样插件以及遥控与遥信插件，可实现对线路开关电流、电压信号以及故障电流的检测，通过与环网中其他FA终端系统，可共同实现分布式FA功能。以某区域线路故障为例，假设故障在线路负2与负3之间发生，在主站个根据一段母线处的开关跳闸信息，并结合配电终端所检测到的故障信号进行准确定位，再由主站下达负2余负3出的隔离控制命令，配电终端设备执行断开操作，隔离后主站再向终端下达开关控制操作指令，先恢复非故障区域的供电，再对故障去完成故障诊断，诊断结果可上传至主站，检修人员可根据结果拟定检修措施，提高了配网供电的可靠性。

4、配网自动化运行管理措施

首先，需采取集中化管理模式，利用先进的通信网络实现配网控制中心与系统多岛的连接，例如将SCADA系统与配网控制中心互联形成多级系统，最大限度利用用户已有的硬软件资源，不仅保护了用户投资，而且实现了多厂家产品信息共享的实用化管理目的。

其次，对配网运行进行系统优化，按照潮流计算、状态估算、最优潮流控制对系统采取优化措施，保证供电可靠性的同时提升系统运行的经济性，此外还需对网络结构进行优化，以“不误动、不据动”的原则对配网二次设备进行管理，避免因系统突发事件造成巨额经济损失。

最后，需进行信息一体化管理。在电网系统朝智能化发展的趋势下，配网管理需将更多的精力放在电力系统这个整体的核心信息方面，而不仅仅是着眼于配网区域信息。要实现信息一体化管理，就必须要在满足信息实施搜寻机制的前提下，积极支持公共信息模型等国际化高传输标准，满足智能化和电力设备二次网络安全需求。

结束语

综上，配网系统自动化技术和管理方式的不断进步是促进电力系统发展的源动力，在具体实施过程中，需从实际角度出发，因地制宜的结合区域配网各种需求，提高配网自动化技术建设力度，解决自动化技术改造升级以及配网管理的各种问题，具体可从有关配网通讯、故障定位诊断、一体化管理等方面进行深入研究，从而提高自动化技术水平，推动电力事业发展。

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