傅洪全 陳曦 邵九 國(guó)網(wǎng)江蘇省電力有限公司技能培訓(xùn)中心

引言

隨著智能電網(wǎng)的持續(xù)推進(jìn)，配網(wǎng)自動(dòng)化設(shè)計(jì)和應(yīng)用成為關(guān)注焦點(diǎn)，傳統(tǒng)的配網(wǎng)模式明顯暴露出滯后性，對(duì)此要采用配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)，利用其極強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)性和快速的故障定位性能，較好地緩解供電壓力，實(shí)現(xiàn)科學(xué)的用電管理。

1 配網(wǎng)自動(dòng)化概述

配網(wǎng)自動(dòng)化是以現(xiàn)代通信技術(shù)、電子技術(shù)的支撐下，對(duì)配網(wǎng)中的各項(xiàng)信息、參數(shù)進(jìn)行集成和分析，實(shí)時(shí)檢測(cè)和保護(hù)電網(wǎng)，涵蓋有主站系統(tǒng)層、配網(wǎng)子站層、通信系統(tǒng)層、配網(wǎng)終端系統(tǒng)層等，形成完整的配電系統(tǒng)，滿足用戶的用電需求。其中：（1）配網(wǎng)自動(dòng)化主站系統(tǒng)包括有配電SCADA主站系統(tǒng)、配電故障診斷恢復(fù)、配網(wǎng)應(yīng)用軟件子系統(tǒng)DAS等，面向所有配網(wǎng)線路、設(shè)備和用戶。（2）配網(wǎng)自動(dòng)化子站系統(tǒng)。該部分包括開閉站、配電室及柱上開關(guān)、配電終端設(shè)備等，實(shí)現(xiàn)上層主站和下層終端之間的通信數(shù)據(jù)傳輸。（3）無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信。終端采用無(wú)線通信網(wǎng)或外部公用數(shù)據(jù)網(wǎng)的虛擬專用網(wǎng)絡(luò)，并設(shè)置安全接入?yún)^(qū)，實(shí)現(xiàn)信息的實(shí)時(shí)上傳、報(bào)警短信的發(fā)送等。（4）配網(wǎng)自動(dòng)化終端。通過(guò)對(duì)開關(guān)設(shè)備的控制，實(shí)現(xiàn)FTU、TTU、DTU的三遙功能，進(jìn)行數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集和處理、現(xiàn)場(chǎng)控制及遠(yuǎn)程控制，并實(shí)現(xiàn)故障自動(dòng)化識(shí)別和控制。

配網(wǎng)自動(dòng)化關(guān)鍵技術(shù)主要包括有：（1）電網(wǎng)接線方式及一次設(shè)備。將開關(guān)設(shè)置于架空線路上，確保供電的持續(xù)性。并利用開關(guān)作為重合器的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)故障的快速定位和隔離。同時(shí)，將開關(guān)設(shè)備與其他故障隔離設(shè)備相結(jié)合，能夠確保環(huán)網(wǎng)供電的安全穩(wěn)定性。（2）遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)和通訊設(shè)備。通過(guò)電力線載波、GPRS、光纖等通信設(shè)備實(shí)現(xiàn)各站點(diǎn)之間的雙向通信，快速實(shí)現(xiàn)故障定位、排查和供電恢復(fù)。

2 電力系統(tǒng)配網(wǎng)自動(dòng)化設(shè)計(jì)和應(yīng)用分析

2.1 主站設(shè)計(jì)

采用集成化方式進(jìn)行配網(wǎng)主站設(shè)計(jì)，進(jìn)行10千伏配網(wǎng)系統(tǒng)供電信息的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集，實(shí)現(xiàn)饋線的自動(dòng)化，并通過(guò)IDP通信接口實(shí)現(xiàn)PMS平臺(tái)上的數(shù)據(jù)共享。具體包括配電網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)控和配電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控功能，包括數(shù)據(jù)采集分析、自動(dòng)化控制、饋線自動(dòng)化、拓?fù)浞治?、?fù)荷轉(zhuǎn)供、配電網(wǎng)接地故障分析、數(shù)據(jù)質(zhì)量管控、配網(wǎng)終端管理等。

2.2 通信方案設(shè)計(jì)

要形成以光纖為主、載波和無(wú)線為輔的配電通信網(wǎng)，采用光纖+載波+無(wú)線的通信方式進(jìn)行設(shè)計(jì)和建設(shè)，具體來(lái)說(shuō)：環(huán)網(wǎng)柜DTU采用光纖接入的方式，柱上終端FTU采用無(wú)線公網(wǎng)接入的方式，并進(jìn)行骨干通信網(wǎng)和接入層通信網(wǎng)的分層設(shè)計(jì)，基于SDH骨干光纖通信網(wǎng)的前提組建配電數(shù)據(jù)通信專網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)、安全傳送。對(duì)于數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)終端而言，可以采用GPRS的方式進(jìn)行故障數(shù)據(jù)采集和監(jiān)測(cè)，由故障監(jiān)測(cè)終端將故障監(jiān)測(cè)信息傳輸至監(jiān)控中心。

2.3 饋線自動(dòng)化方案設(shè)計(jì)

配網(wǎng)自動(dòng)化采用集中式饋線自動(dòng)化設(shè)計(jì)方案，由主站對(duì)配電終端和線路實(shí)施監(jiān)控，對(duì)接收到的終端故障信號(hào)進(jìn)行快速故障定位和非故障恢復(fù)。并采用蟻群算法實(shí)現(xiàn)對(duì)故障區(qū)域的隔離及對(duì)非故障區(qū)域的恢復(fù)供電。

2.4 配網(wǎng)自動(dòng)化終端建設(shè)

根據(jù)不同區(qū)域進(jìn)行配網(wǎng)自動(dòng)化終端的建設(shè)，其中：縣城區(qū)域采用遮蔽立式終端站所改造環(huán)網(wǎng)柜，農(nóng)村地區(qū)采用架空箱式“三遙”終端，并在線路較長(zhǎng)、支線較多的架空線路中安裝遠(yuǎn)傳型故障指示器，實(shí)現(xiàn)故障點(diǎn)的快速定位。同時(shí)，變電站同一母線饋出的架空線路采用自動(dòng)化終端，具有故障錄波功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)線路的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

在配網(wǎng)自動(dòng)化終端建設(shè)過(guò)程中，數(shù)據(jù)采集終端子系統(tǒng)包括中器模塊、線損模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、中央處理單元和電源等，能夠檢查數(shù)據(jù)采集任務(wù)的執(zhí)行情況，進(jìn)行故障告警信息的監(jiān)控。系統(tǒng)數(shù)據(jù)終端主要實(shí)現(xiàn)對(duì)電流、電壓等數(shù)據(jù)的測(cè)量，自動(dòng)監(jiān)測(cè)故障，實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)饋線的自動(dòng)化，進(jìn)行配電網(wǎng)絡(luò)的重構(gòu)，確保斷電后的供電恢復(fù)。

2.5 配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)效益。通過(guò)實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)自動(dòng)化設(shè)計(jì)和建設(shè)，使配電自動(dòng)化設(shè)備覆蓋率達(dá)到98.5%，加強(qiáng)配網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控、故障快速定位與有效隔離，實(shí)現(xiàn)了供電管理的精細(xì)化。并增強(qiáng)了調(diào)度控制中心、運(yùn)維檢修部、供電所之間的溝通和協(xié)調(diào)，促進(jìn)配網(wǎng)管理的集約化和精細(xì)化。從經(jīng)濟(jì)效益來(lái)看，能夠有效節(jié)約日常現(xiàn)場(chǎng)操作成本，如：負(fù)荷測(cè)量年減少次數(shù)為324次，年節(jié)約費(fèi)用62萬(wàn)元；現(xiàn)場(chǎng)轉(zhuǎn)移負(fù)荷年減少次數(shù)為93次，年節(jié)約費(fèi)用48萬(wàn)元。并減少了故障現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)成本，使單次故障檢測(cè)成本節(jié)約0.萬(wàn)元/次，故障處理成本節(jié)約21.6萬(wàn)元。

3 小結(jié)

綜上所述，電力系統(tǒng)中的配網(wǎng)自動(dòng)化設(shè)計(jì)和應(yīng)用日益體現(xiàn)出其重要性，本文從主站設(shè)計(jì)、通信方案設(shè)計(jì)、饋線自動(dòng)化方案設(shè)計(jì)、配網(wǎng)自動(dòng)化終端等方面入手，進(jìn)行配網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、故障自動(dòng)檢測(cè)和隔離，較好地提高故障反應(yīng)處理時(shí)間，提升電力系統(tǒng)配網(wǎng)自動(dòng)化應(yīng)用的安全可靠性，實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)自動(dòng)化的全覆蓋，提高用戶的滿意度，為供電企業(yè)帶來(lái)更多的管理效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。