临河城区配电自动化规划

【摘要】 配电自动化是指利用现代电子技术、通信技术、计算机及网络技术与电力设备相结合，将配电网在正常及事故情况下的监测、保护、控制、计量和供电部门的工作管理有机地融合在一起，改进供电质量，与用户建立更密切更负责的关系，以合理的价格满足用户要求的多样性，力求供电经济性最好，企业管理更为有效，在电网运行管理上，实现电网调度自动化和管理网络信息化。

【关键词】 配电自动化 调度自动化 管理网络信息化

近年，为保证临河城区紧急建设的发展，临河城区供电网络建设迅猛发展，随着临河城网的不断改造升级，其配网结构到2011年初步实现“手拉手”的网络化供电方式。临河城网配网自动化是配网建设与发展的必然趋势，本文重点以临河新区部分线路实施配网自动化，充分考虑配电自动化系统的科学性与可扩展性。

1 配电自动化系统结构

1.1 配电自动化系统结构规划。

目前，配电自动化系统根据配电系统容量大小从结构上可划分为大、中、小型配电自动化系统。结合配电自动化系统的基本要求、目标和将来系统发展规模，以系统设计经济性、扩展性、安全性、可靠性和易维护性为目标，确定临河城区配电自动化系统规模为三层结构的中型系统，如图1—1所示。

1.2 配电系统自动化功能分块。有关配电系统自动化的功能虽各不相同，但基本集中于5个方面，即SCADA系统（Supervisory Control And Data Acquisition，数据采集与监视控制系统）、故障管理、负荷管理、自动绘图/设备管理/地理信息系统（AM/FM/GIS）、配电网高级应用软件。

1.2.1 配电SCADA与DA。同输电网的调度自动化系统一样，配电网的SCADA也是配电自动化的基础，只是数据采集的内容不一样，目的也不一样。配电SCADA针对变电站以下的配电网络和用户，目的是为DA/DMS提供基础数据。但是，仅仅是配电SCADA的三遥功能，并不能称为配电自动化系统，只有在配电SCADA基础上增加馈线自动化（FA）功能后才能称为配电自动化系统。

馈线自动化的基本功能应包括馈线故障的自动识别、自动隔离、自动恢复。配网故障诊断是一复杂问题，由于配网实际情况和故障情况的差别，其诊断的步骤与方法也是不同的。

1.2.2 地信息系统（GIS）与面向电力系统的实时GIS平台。由于配电网供电设备点多面广，并且按地理分布，因此，对其管理离不开地理信息。常规的地理信息系统（GIS）由GIS软件包、数据库和计算机硬件构成。可以完成一般的图形制作、编辑与管理功能，以及空间数据分析和关联分析。建立在GIS基础上的设备管理系统通常称为AM/FM/GIS系统。

1.2.3 负荷控制与负荷管理。调度自动化系统的主要任务是安全经济发电，而对于负荷的管理和控制则是配电自动化系统的主要目的。随着电力系统的发展，以往那种以限电为主要目的的负荷控制系统已经不适应于当前形势。

因此，传统的负荷控制系统应该向负荷管理层次上发展，成为配电管理系统的一部分。许多电力局都有一套负控系统，如何在新上的配电自动化系统中利用负控系统的资源以及如何将负控功能升级为负荷管理功能，是一个十分有意义的课题。

1.2.4 通信方案的选择。配电通信系统是配电自动化系统的一个重要环节，由于配电网终端节点数量巨大，给通信方案的选择带来困难。配电系统中可能涉及的通信方式有有线、无线、光纤、载波等。对于通信方式的选择应该根据用户的具体情况选择一种性能价格比较高的方式。

1.2.5 开关设备与FTU的配合。开关设备是配网自动化的主体设备，它用于配电自动化的智能开关与传统的开关设备有很大的区别，传统开关设备的控制回路往往不能满足自动控制的需要。为了满足配电自动化所需的故障识别和隔离等功能，开关设备必须具备故障识别能力和控制能力。

用于配电自动化系统的开关有2类：①自动重合器，它本身具有故障电流的识别能力和操作顺序控制能力；②与FTU一体化的智能负荷开关。

采用依靠重合器时序整定的方法实现馈线自动化功能，好处是不需要通信系统配合，但是对一次设备要求较高，冲击电流大，无法实现小电流接地系统故障的自动识别。

与FTU一体化的智能负荷开关，通过FTU采集故障信息，经通信与计算实现馈线自动化。其好处是对线路冲击小，适用于小电流接地方式，但需要通信系统与之配合。这种方式比较适合中国的实际情况。

2 临河城网配电自动化规划

2.1 总体方案。从目前的技术水平和价格来看，在城市中心区、负荷密度较大地区首先实现配电自动化系统比较经济合理。

按照分步实施原则，临河城网配电自动化规划本次实施的总体方案为：①西郊变、万丰变、中心变改造后具备调度自动化水平；②新建两个开闭站一次设备都具备自动化接口，安装开闭站DTU即可实现远方四遥功能，同时实现DA功能；③西郊变、万丰变、中心变到局调度中心都具备成熟的通信网络；④架空线安装具有四遥功能的真空开关，新增分段、联络开关及柱上终端设备。

2.2 临河配网自动化本期试点具体实施方案。

2.2.1 实施范围。3座110kV变电站，分别为西郊变、万丰变、中心变；7个环网柜；2个开闭站；两对架空手拉手线路，分别是：万丰变新出线——开闭站A——西郊变916线，万丰变新出线——开闭站B——中心变951长春II回出线。

2.2.2 整体试点方案。临河配电自动化系统由三层结构构成，即：配电主站层、配电子站层和配电终端层。配电主站由主备服务器、调度工作站、报表工作站、数据采集服务器、WEB服务器、打印机、网络设备等构成；配电子站设立南排、和平、桥东3个子站，负责各变电站户外测控终端RTU（FTU、DTU等）的信息转发和监控，并且转发站内RTU和保护信息；配电主站和配电子站之间采用SDH光纤或直接光纤通讯，配电子站和FTU、环网柜（开闭所）RTU之间采用光纤进行通讯，配电子站和变台表计之间采用通信电缆或GPRS方式进行通讯。

依据上述整体规划，分步实施的原则，系统整体实现方案如下：①本期建设主站系统一套，实现基于GIS一体化设计的SCADA功能以及DA功能，同时实现AM/FM/GIS，配电工作管理，配电网线损计算，WEB浏览查询以及电缆沟的绘制管理等功能；②整体结构采用分层分布式结构，在西郊变、中心变、万丰变电站设立子站以便系统的扩展。

参考文献

1 谢敏等.遗传算法在配电网规划中的应用[J].电站系统工程，2002，

18（1）：30～32

2 杨文字等.配电网分段和联络开关的优化规划.中国电力，2004，37

（2）：50～54