略论配电网自动化系统的实施

1、略论配电网自动化系统的实施当前，配电网自动化正在以 SCADA与GIS合一，“营配合 一”,与地调、电力 M IS 等紧密集成的模式实行。1 配电自动化实施目的配电自动化实现的目标可以归结为 提高电网供电可靠性 , 切实提高电能质量 , 确保向用户不间 断优质供电 ;提高城乡电力网整体供电能力 ;实现配电管理自动 化, 对多项管理过程提供信息支持 , 改善服务 ;提高管理水平和劳 动生产率 ; 减少运行维护费用和各种损耗 , 实现配电网经济运行 ; 提高劳动生产率及服务质量 , 为电力市场改革打下良好的技术基 础。2配电自动化的实施的原则 配点网自动化应面向用户并适应经济发展水平。 1998年

2、我 国投巨资进行城乡电网改造。由于我国对电力是国家垄断经营 , 尚未真正实现电力市场化， 各地发展很不平衡， 因此配电自动化 系统实施的目的必须适应终端用户的需求。 这种需求会因不同用 户、因地、因行业而异随时变化。如果全面的实施配电自动化 , 应综合考虑。对于提高供电可靠性 , 应将它看作一个长期的市场 行为。供电可靠性的提高是一个受多种因素制约、 用多种手段有 效协作后的结果 , 尤其依赖于系统管理水平的提高。故应将改造 的重点转为采用各种综合手段提高供电质量 , 如采用不停电施工 减少计划停电 ;开发应用配电自动化设备 ,实现远方监视、控制、 协调 ,消除操作中人为因素可能导致的错误 ,

3、从而使停电时间减 少到 3 min / （ 年?户）。供电企业在实施配电自动化时 , 也应首 先研究客户长期的、变化的、潜在的需求 , 按现代的营销模式做 市场调查、顾客群细分等 , 将配电自动化的实施同时作为整个电 力营销策略中的环节之一 ;其次,量力而行 ,综合企业内已有的线 路网络水平、 调度自动化和变电站 （开闭所）自动化水平、 人员素 质 , 制定实施的进度和规模。3 配电自动化设备应具备先进性、开放性和服务的可持续性 城市配电自动化的内容是对城域所辖的全部柱上开关、 开闭 所、配电变压器进行监控和协调，既要有实现FTU的三遥功能， 又要具备对故障的识别和控制功能 , 从而配合配电自

4、动化主站实 现城区配电网运行中的工况监测、网络重构、优化运行。由此， 配电自动化的系统结构应当是一个分层、 分级、分布式的监控管 理系统 , 应遵循开放系统的原则 , 按全分布式概念设计。 按照一个 城区全部实施设计 , 系统必须将变电站级作为一个完整的通信、 控制分层 ; 系统整体设计可分为配调中心层、变电站层、中压网 层、低压网层 , 以下分析这 4 层的具体设计实施。3. 1 配调中心层 配调中心局域网是整个自动化系统的最高层 , 采用高速以太 网双机配置、互为备用。该网络构成配电网自动化的调度中心 （中 心主站 ） , 由共享同一数据库的实现配网自动化不同功能的工作 站及服务器组成。采

5、用开放式和分布式的体系及面向对象技术 , 具有开放性和可扩展性。 配电调度中心的建设必须先考虑 :a. 底 层数据的同一共享 （数据库唯一 ,标准接口 ） ; b. 与地理信息系 统（GIS）紧密集成；c.实时数据和管理数据的结合（“营配合 一” ,与电力 MIS 集成） ;d. 先进、灵活的发布和支持查询能力。3. 2 变电站层 系统结构的第二层网络是配调中心主站与各变电站子站通 信的城域网。该网络利用各变电站原有的一路通道 , 采用光纤、 电缆、载波、微波通信方式均可实现区域内SCADA功能及部分故障处理功能。进行信息分层 , 减少中心层负担和底层对中心层的 依赖。故障处理时遥控变电站 （

6、开闭所）出口断路器 ,实现对安装 在变电站的终端单元的控制。 起建设可选择利用现有的现场智能 设备实现 , 仅增加一套现场的远动通信单元 （或一发双收 ） ，或者 再建一套带通信的现场装置完成通信和控制功能。3. 3 中压网系统结构的第三层网络是以中压 10 kV电力网络为依托的中 压监测、控制网络。该网络由变电站子站、馈线出口保护FTU、分段开关FTU开闭所FTU配电变压器FTU组成。这层网络完 成配电网自动化的主要数据交换及控制 , 是配电网自动化的核心 网络。3. 3. 1FTU。系统通过FTU的测量实现配网的 SCADA功能， 并能通过对各 FTU 的控制实现配网的故障识别、故障隔离、

7、网 络重构及配电网的无功/电压控制和优化运行等功能。FTU系列 因需与开关、变压器配套 , 往往安装在户外且现场很恶劣的电气 环境中 , 古要求其具有优秀的抗干扰、抗振动以及适应宽温度工 作范围的能力。此外 , FTU 内部需配置蓄电池以使停电后仍能工 作。3. 3. 2 通信。调信方式可采用载波、光纤、双绞线、无线 方式。现在多采用DSP技术、现场总线技术。以数字载波原理为 基础,实现了载波通信技术跨时代的突破。3. 3. 3 控制方式。配电自动化的控制模式主要分为两类 : 分布式就地控制、远方集中控制。前者仅仅实现故障隔离功能 , 不具有扩展性和通用性 ; 远方集中控制依赖于强大的通信系统

8、 , 适合于建立一个完整的、 统一的自动化体系平台。 远方集中控制 方式还可在FTU上置入一套通信故障时启动的智能现场判断处 理程序 , 紧急时刻转为分布式就地控制。3. 3. 4 小电流接地。配电网的一个主要故障是单相接地。 小电流接地保护主要是利用各出现的零序电流实现故障选线。 但 是小电流接地选线在正确率很低 （20%30%）。如果以小波技 术、模糊技术为识别工具 , 在通信系统的支持下可实现了小电流 接地的故障选线、定段，大大提高接地选线的正确率。3. 4 低压网系统结构的第四层网络是面向 10 kV /0. 4kV 配电变压器低 压侧符负的低压数据网。该网络由各配电变压器的低压侧出发 , 到各负荷节点结束 ;实现对各负荷节点的测量与控制 , 如自动抄表、负荷控制 , 并通过中压网、城域网与配网自动化中心主站通 信。低压网在“营配合一