浅析供电配电网智能化设计

摘要：本文作者结合实际工作经验，对供电配电网智能化设计进行了分析探讨，供大家参考。

关键词：供电；配电网；智能化设计

中图分类号：TU984 文献标识码：A 文章编号：

随着社会经济的发展和人们生活水平的提高，人们对公共服务的要求也越来越高，供电可靠性和供电质量也是公共服务的一个重要内容。

1 实现终端数据采集和建立全配电网模型

1.1 按“三分”原则调整配电网结构

统筹配电网规划、建设和改造工作，按照“三分（配电网络结构“分区”、配电网络结构“分层”、公用线路和用户设备管理“分界”）原则对配电网架构进行调整。对“糖葫芦串”等不合理的环网结构进行了改造，优化主干线分段和环网结构，解决了10kV电网结构较为薄弱、转供能力差、环网结构不合理等问题，形成了较为简单合理的环网结构，大幅提高了配网10kV线路的环网率，为实施配网自动化奠定基础。

1.2 配电终端设备全覆盖建设

在10kV线路的架空线上安装馈线自动化终端，利用线路的柱上开关，可就地实现故障自动隔离；在电缆线路上安装故障指示器，快速实现故障定位。

1.3 配网SCADA系统升级改造

1.3.1 变电站模型、图形导入。配网SCADA系统与主网EMS系统的图模接口完全遵循IEC 61970能量管理系统应用程序接口规范的CIM/SVG方式。在主网EMS中维护厂站模型后导出相关变电站的图形、模型，通过信息交互总线将数据传输到配网SCADA系统中，配网SCADA系统经过各种合理性校验后导入该图形、模型，实现变电站模型增量更新及自动与本地模型完成拼接。

1.3.2 负控系统模型导入。配网SCADA系统通过通信接口服务器接收计量自动化系统转发过来的配变模型，并根据模型差异以增量方式完成本地数据库的模型更新。考虑到两个系统处于不同的安全分区，接口采用文件耦合方式进行数据交换，提供数据的一方定时主动向对方提交数据文件，获取数据的一方负责清理已处理的数据文件。

1.3.3 无线公网数据传输。配网SCADA系统通过专门的公网（GPRS）通信前置服务器实现公网的数据接收处理，公网前置服务器独立布置在公网区。公网区与安全一区采用正、反向物理隔离。一区通过正向隔离向公网区同步模型，而公网区把采集到的数据通过反向隔离传送至一区。通过特定的处理措施，保证数据在通过正反向物理隔离装置的实时性、安全性。

2 实现配网高级分析和管理功能

2.1 配网模型动态变化管理机制（红黑图机制）

黑图反映现实模型，红图反映未来模型。整个流程配置了4个节点、5个角色，包括供电分局的绘图和审核人员、配网运行方式专责、自动化班、配网调度员。当电网发生变化时，由供电分局发起流程并绘制和审核单线图，然后提网运行方式复审，接着提交自动化班关联设备属性和进行节点入库，最后提交调度员执行红转黑（图纸投运）并结束流程。流程化的管理使所有设备都具有生命周期概念，分为投运、未投运和待退役三个状态。红图可以通过在线投运操作转化为黑图，设备运行状态也可以由未投运转化为投运。投运过程中可以随时恢复，直到最终确认为止。红黑图机制有效简化了配网模型动态变化的过程。

2.2 网络建模和拓扑分析

网络建模工具根据变电站接线图、配网单线图及数据自动生成全网的静态网络拓扑模型。模型体现了设备之间的连接关系、连通关系、配电网络的实时状态，根据该模型，拓扑分析功能可以在图形上直观地对带电区域进行动态着色，在线分析配电区域的电源点和各个供电路径。

2.3 解合环操作分析

合环潮流计算除了对合环电流是否会导致合环开关出现过流，还考虑合环是否会导致变电站开关发生过流保护或速断保护动作。在计算合环点合环冲击潮流的同时，还计算合环冲击潮流在其他支路设备上的分布，从而计算出其他支路开关在合环瞬间的电流值。调度员在解合环操作前可以通过计算来确定能否执行操作，实现了解合环操作从经验型向科学型的转变。

2.4 智能操作票

在建立了完整的配电网模型和图形的基础上，配网SCADA系统能够轻松实现配网操作票的开票、流转、归档整个流程；图中开票、票上执行，提高了操作票整个运转生命周期的可视性以及直观性，而基于网络拓扑安全约束校验及权限管理机制实现了操作票拟票、审核、预发、执行、监护的人机联合把关，并准确进行危险点分析。

2.5 建立短信告警平台

随着配电终端的建设，配电网模型日益庞大，实时采集的信息也越来越多。当有故障发生，尤其是遇到恶劣天气而引发多线路同时发生故障时，供电分局的抢修压力和难度很大。短信工作站通过局域网和省公司信息平台对接，具备大规模短信的处理和发送能力，既保证了信息的安全与完整，又有条不紊地按不同的责任区将信息及时发送出去，进一步缩短故障恢复时间。

2.6 集中型和就地型DA技术组合应用

2.6.1 主站集中型DA技术。针对城市中心区建设了三遥终端的线路采用主站集中型DA技术。配网SCADA系统根据三遥终端上传送的故障信息，结合变电站的保护动作、开关跳闸等故障信息，启动相应程序，确定故障类型、位置和处理方式。该模块可以闭环或开环运行，当采用闭环运行方式时由主站系统直接发遥控命令进行故障隔离和恢复供电；采用开环运行方式时，主站系统仅提供一个或以上的故障隔离和恢复供电方案供调度员参考，由调度员进行遥控操作，达到快速隔离故障和恢复供电的目的。

2.6.2 架空线路就地型DA技术（基于重合器-分段器的馈线自动化）。通过变电站10kV出线开关（投入重合闸）和10kV线路柱上开关（分段器）的相互配合，实现架空线路故障的自动隔离和恢复供电功能。

3 实现全局性跨平台数据共享与交互，全面提升配网管理水平

在配网SCADA系统建立了全配电网模型并实现了数据采集和全景展示以及各种高级应用和分析的基础上，通过各种标准化接口实现全局跨部门、跨平台的数据共享与交互。

3.1 实时用电调度管理

依托配网SCADA系统的全景数据、营配信息系统和计量系统的相关数据而开发实时用电调度管理模块。

3.1.1 面向用户的调度管理。实时展示全网的线路、主变等各类设备承载的低压用户数（含重要用户数）以及故障时受影响的用户数。为当值调度员掌握实时用户的数量提供宏观上的、快速的查询界面。

3.1.2 面向供电经济价值的调度管理。根据各类用户的数量、电价、EMS实时负荷、10kV馈线所带用户数等信息，计算出每5分钟的现金流（元），在画面上实时展示全网“现金流/N-1时损失的现金值/实时用户总数”。为调度员掌握不同类型（需求）用户的供电要求提供宏观上的、快速的查询界面，直接支持创最优经济价值、维稳保居民用电的实时调度管理。

3.1.3 面向供电损耗的调度管理。实时获取全网线路、主变等设备的实时计算线损，同步在用户信息界面。通过直观的界面提供相关设备的实时供电损耗信息，为当值调度员安排或转换电网运行方式提供技术支持。

3.2 用电信息及故障抢修管理

从配网SCADA系统和营销系统获取了配电网模型、配网单线图、网络拓扑结构及用电设备的拓扑连接、实时数据以及客户类型、客户联系方式等全面的数据和信息。当发生停电事件时，实现停电事件全过程管理，实时停电抢修通知，确保及时恢复供电；统计受影响的客户，通知客户相关停电信息，有效地进行停电管理。将供电服务由被动转为主动，有效提高客户满意度。

3.3 配网调度网络发令平台

平台主应用服务器及数据库部署在内部专用网络中，移动应用服务器部署在移动终端可访问的公网（3G网络）中，负责服务端和移动终端之间的通信。平台充分利用移动设备快捷、方便的优势，通过网络实现配网调度指令的流转，替代传统的电话下令模式，大幅度提高调度工作效率，在配网调度管理方面迈上新台阶。

4 结束语

配电网作为输配电系统的最后一个环节，其自动化的实现程度与供用电的质量、可靠性密切相关。智能电网战略目标对配电自动化提出了更高的要求，也给配电自动化的发展指明了方向。智能化配电网建设是保证供电质量、提高电网运行效率、提升配网的管理能力和客户服务质量的一种重要手段。

参考文献：

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[2] 闫大伟. 新农村电网规划的思考及建议[J]. 中国科技信息, 2011, (15) .