配电网自动化技术研究与应用

配电网自动化技术研究与应用

摘要：配电网自动化技术是对配电网进行监视和控制的一种技术，是提高供电可靠性的一种重要的技术手段，本文对配电网自动化技术进行了研究，并对其应用进行了介绍。

关键词：配电网；自动化；研究；应用

引言

随着社会经济的不断发展，对供电要求越来越高，配电网自动化已成为城市发展的一个重要任务。供电质量与电力供应的可靠性，对人们的日常生活有着重要的影响，电网的轻微波动、电路的瞬时异常都会造成严重的经济损失。因此，要重视对配电自动化技术的研究。

1、概念

配电自动化是利用计算机技术、自动控制技术、电子技术、通信技术和高性能的新型配电设备技术，对配电网的离线和在线智能监测管理，使得配电网处于一个安全、可靠、优质、经济运作的最佳状态。其目的在于提高供电的可靠性和供电质量，缩短事故处理时间，减少断电范围，提高电力系统运行的经济性，降低运行维护成本，提高管理水平和工作效率的分配效率，提高服务水平。

配电自动化的系统构成

配电自动化系统包含的内容为4个系统:

（1）馈线自动化系统。用来检测和控制馈电线路,诊断、隔离馈电线路出现的故障,重构网格等。该系统主要的功能有状态监测、远方控制、转移负荷、隔离故障、就地控制、电压调解、供电恢复、无功补偿等。

（2）变电站自动化系统。它的基础是自动装置、计算机系统,运用信息处理、传输、自动控制等技术,使变电站的测量、操作、监督、控制机械化。主要功能有搜集和处理数据、监测越限、控制开关和闭锁、协调和配合自动控制等。它是整个配电自动化系统的重要内容。

（3）配电管理系统(DMS)。它的基础是相关设备,通过网络、计算机、通信和信息处理等技术,来监控和管理配电网系统的运行。其主要功能有监控配电网运行、管控电力用户、监控和搜集数据、AM/FM/GIS(自动绘图/设备管理/地理信息系统)等。

（4）用户自动化系统。属于管理需求侧,其以一定的经济技术和措施为基础,主要内容是需求方发电、用电以及负荷管理等,供用电的模式是由电力供需的双

方共同管理的。在需求侧的管理中,电力供需的双方之间既存在电力买卖的关系,又存在合作伙伴的关系,双方根据自身的利益运作达到共赢,现在,用户自动化系统已经得到越来越多的关注。

3、终端选型的准则

终端选型总体要遵循四大准则，即扩展性、可靠性、可维护性和统一性。扩展性指配电网自动化技术必须要灵活、可变，具有一定的扩展空间，对于“一遥”、“二遥”的设备，具体的实施办法可通过增加相应的硬件设施或者功能性硬件来实现设备的扩展和升级。可靠性主要是必须具备入网许可、注册登记等相关法律文件，并具有国家电力权威部门发布的检验报告以及EMC等权威鉴定资料。可维护性指的是近地维护和远程维护，目前信息技术高度发达，通过网络进行远程维护已经是配电网自动化必须具备的维护手段。统一性主要指尺寸、结构、接线、配置四部分的统一，以减少维护的次数，提高效率。

4、配电网络自动化建设

设计配电网自动化功能的初衷是发挥以下作用：首先要提到的是采集数据的作用，对线路电流、电压、功率、电能等指标进行实时检测，并进行记录；其次是增强事故的处理能力，可以自动隔离故障线段、定位故障点，及时恢复故障线路的正常供电，优化结构、分配最佳符合方案；最后就是管理用电的功能，可以实现远程记录、统计和预测。需要强调的是，配电网自动化还具有及时的通信作用，可以利用MIS等自动化系统通信。

4.1、主站

主站是计算机和其相关测程序。主站系统由三个子系统组成：配电SCADA主站系统；配电故障诊断恢复和配网应用软件子系统DAS；配电AM/FM/GIS应用子系统DMS构成。

配电SCADA主站系统由前置机服务器或者RTU服务器、SCADA服务器、调度员工作站（MMI）、DA服务器、报表工作站服务器等组成。其中，前置机服务器包括若干台前置机服务器。为了保证系统的正常运行，当服务器出现故障时，其中一台主前置机服务器，从前置机服务器中的一台自动成为主前置机服务器，这是由map来完成的。通过dater接收子站，主前置机服务器通过交换机发送来的数据，形成生数据实时共享内存，由vcterm经过规约解释存入当地内存。通过rawd，主前置机服务器向若干从前置机服务器发送生数据，通过datsrv接收主前置机服务器发送来的生数据，各从前置机服务器形成自己的生数据实时共享内存。

配电网络的自动化设备，其中心主站的设计应满足平台的开放性、可靠性和实用性等要求。中心主站是使用100MNT的网络结构，主要由前置机、数据库服务器、各种监控工作站、大屏幕显示器、网络交换机、路由器和通信机等组成。

4.2、监控和监测终端

配电网络自动化系统的监控和监测终端由馈线终端、配变终端、常规终端等组成，主要任务是实现采集信息、处理信息、接受并且执行遥控指令、事件记录及上报、闭锁功能、电源失电保护、通信等功能。馈线终端主要是采集分段开关的数据信息；常规终端主要是采集开闭所数据；配变终端是负责采集配电变压器数据。

配电网自动化技术应用

5.1、光纤环网

同步数字体系是世界通信领域在传输技术发展中的一项关键突破应用。SDH光纤环网应用的是统一网关管理系统，应用了光纤信道完成多个节点（即网元）之间的同步信息传输、分叉、复用以及交叉连接等网络。光纤环网中节点之间应用的世界统一的网络节点接口NNI，采用了标准化的信息结构，即同步转移模式（STM—N，N=1，4，16，25……）。STM—N应用的是块状帧结构，网络管理中的任一节点都应用了标准光接口，完成了各类厂家光路通信上的互联。在STM—N结构中每一基本网元都应用了终端复用器实现低速率码流的复接/分接变换成高速率的码流，其中AD（M分插复用器）则实现高速码流中分出/插入低速率码流，DX（C数字交叉连接设备）则实现同等速率码流之间的交换。光纤环网不仅在电力系统应用优势明显，且对于未来智能电网更多技术推广具有一定的技术支持。

5.2、低压380/220V配电网自动化应用

在我国城市中大多较少应用低压配电网自动化方案，但低压380/220V配电网自动化应用方案作为配电网自动化的重要组成部分，在系统规划中也必须加以考虑。这一方案解决两个问题：

（1）解决配电变压器的经济运行问题；

（2）要实现低压的双（多）电源问题。

解决方案有两个：

（1）实现合理的供电半径和负荷密度，合理布局配电变压器；

（2）将两台或多台配电变压器（通常为相邻）之间，在计算的前提下，实现低压侧联络，实现低压的多电源配置，并配以低压联络开关，满足配电变压器（某电源）故障或轻负荷时的负荷转移。

5.3、数据采集与监控系统技术

该系统（简称SCADA）是配电自动化的核心组成部件，其作用是在系统监控屏幕上显示电网各站的数据，及时为调度员提供准确的数据信息，帮助调度员快速准确的实现对系统的调度。SCADA的技术特点主要包括三方面：一是采取配电自动化终端（FTU）智能化算法，使得DAS系统的抗干扰能力大为增强，稳定性和精度均有所提高；二是创造性地设计出小电流接地智能结构，破除了小电流接地的制约；三是通过引入标准化主站支持系统，达到了开关技术的智能化。其系统结构如图1所示。

图1

5.4、CSDA配电中心技术

在CSDA系统中，FT（U配电自动化终端）技术除了更好地满足配电自动化技术需求之外，还集中了很多其他方面的智能化设计，关键性的技术设计包括总线控制、备用电源、多重闭锁、自我检测、智能化的局部控制算法等。其功效在于一是很好的区分了控制分段开关和RTU功能，二是对馈线进行了功能优化，使其更好地发挥系统保护、线路监测、质量分析等功效。

CSDA配电中心由多台计算机构成全分布式体系结构，其软件设计在技术上的优点主要体现在以下六个方面：一是面向大对象的宏观设计，所建立的配电网模型和数据库、所生成的网络拓扑关系和接线图都非常清晰，方便了扩充功能和连接EMS、MIS系统；二是在实时数据库上选择了核心设计；三是采取了消息驱动机制；四是运用了控件、多媒体等先进技术；五是所采取的前置通信设计为该系统所独创；六是在软件的设计理念上选择了跨平台式的完全开放技术。

结语

总而言之，以信息和网络技术为核心的变电站综合自动化已经得到广泛应用。电网自动化的应用应该结合实际，循序渐进。同时，应重点研发国际水平的、符合国情的、标准通用的配网自动化系统，这样才能推进我国电力系统的发展。

参考文献：

[1]王天苍. 配电网自动化技术的应用与发展[J]. 科技传播,2012,18:56+35.

[2]蔺普. 供电企业配电网自动化技术应用分析[J]. 内蒙古电力技术,2012,06:26-29.