配网自动化建设总体方案设计

配网自动化建设总体方案设计

发表时间：2016-11-18T17:47:41.980Z 来源：《低碳地产》2016年10月第19期作者：刘春刘卓

[导读] 【摘要】为实现配电网“可观可控”，满足新能源、分布式电源及电动汽车等多元化负荷发展需求，提升配电网精益化管理水平，提高供电可靠性、供电质量与服务水平，特开展配网自动化总体方案设计。针对配网自动化主站、终端、通讯网及一次设备提出建设原则、建设方案，并据此开展配网自动化建设。

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【摘要】为实现配电网“可观可控”，满足新能源、分布式电源及电动汽车等多元化负荷发展需求，提升配电网精益化管理水平，提高供电可靠性、供电质量与服务水平，特开展配网自动化总体方案设计。针对配网自动化主站、终端、通讯网及一次设备提出建设原则、建设方案，并据此开展配网自动化建设。

【关键词】配网自动化；方案设计

1建设目标

1.1整体建设目标

根据地区配电网及配电自动化建设实际现状和未来发展需求，本次方案提出2017-2020年建设目标如下：2017城网自动化覆盖率达到50%；2018年城网自动化覆盖率达到100%，城农网自动化覆盖率达到65%；2020年整体自动化覆盖率达到100%。

1.2配电线路自动化改造目标

对于新建配电线路和开关等设备，结合配电网建设改造项目同步实施配电自动化建设。对于电缆线路中新安装的开关站、环网箱等配电设备，按照“三遥”标准同步配置终端设备；对于架空线路，根据线路所处区域的终端和通信建设模式，选择“三遥”或“二遥”终端设备，确保一步到位，避免重复建设。

对于既有配电线路，根据供电区域、目标网架和供电可靠性的差异，匹配不同的终端和通信建设模式开展建设改造。电缆线路：选择B、C类区域电缆线路开关站、联络环网箱及关键分段点环网箱进行“三遥”改造，其余点采用标准型“二遥”设备；架空线路：B、C类配电自动化改造，以新增“三遥”或“二遥”开关为主，原有开关原则可不拆除，用于实现架空线路多分段。

1.3主站建设目标

按照统一规划、分步实施的原则，新建配电主站，适应地县一体化的配电自动化全覆盖建设需要，支撑配电网调控运行、生产运维管理、状态检修、缺陷及隐患分析等业务开展，并为配电网规划建设提供数据支持。建设中型主站，可接10-50万点。

2.技术方案

2.1配电自动化主站建设方案

配电主站从应用分布上主要分为生产控制大区实时监控、安全接入区公网数据采集、管理信息大区信息共享与发布等3个部分，配电主站硬件可支持异地部署。

2.2配电终端建设改造方案

2.2.1一次设备改造基本原则

（1）环网箱

1）柜内开关设备选用有较好运行经验的断路器、负荷开关，采用气体绝缘方式，真空或SF6灭弧方式，应具备通用性、互换性，少维护或免维护。

2）环网箱柜内开关设备额定短时耐受电流不宜小于20kA，短时耐受时间不少于4S。

3）电缆线路用10千伏环网箱：采用气体绝缘，进线柜采用负荷开关柜，额定电流630A；馈线柜采用断路器柜，额定电流630A。不宜超过六单元。

4）断路器和负荷开关配三相CT，操作机构应采用电动储能弹簧机构，实现自动控制要求。

（2）柱上开关

1）10千伏柱上断路器额定电流630A，额定短路开断电流25kA，气体绝缘，真空或SF6灭弧，永磁或弹簧操作机构，操作机构内置于封闭气箱内。

2）建设配电自动化的区域，柱上断路器、负荷开关应内置三相CT，PT内外置均可，采用电动操作机构。

2.2.2设备改造方案

（1）环网箱一次设备改造方案

根据配电自动化改造需要，进行整体更换为进线负荷开关、出线断路器式环网箱，并配备电动操作机构及CT、PT。

（2）柱上开关改造方案

根据配电自动化改造需要，分段开关、联络开关更换为柱上负荷开关，电动操作，配CT、PT；分支开关更换为柱上断路器，电动操作，配CT、PT。

2.2.3配电自动化终端建设的设计原则

推进自动化覆盖与实用化建设，采用配电终端与光纤、无线公网的通信方式，逐年实现对各供电分公司所属范围10千伏线路配电自动化覆盖率的提高。每一个配电终端（故障指示器除外）均应实现同期线损管理要求，具备双向计量功能。

2.3通信系统建设与应用方案

2.3.1通信接入网建设原则

（1）配电通信网以安全可靠、经济高效为基本原则，充分利用现有成熟通信资源，差异化采用无线公网、光纤、载波等通信方式。“二遥”终端以无线公网通信方式为主，并应选用兼容2G/3G/4G数据通信技术的无线通信模块；具备光纤敷设条件的站所终端可建设光纤通道。

（2）配电通信网所采用的光缆应与配电网一次网架同步规划、同步建设，或预留相应位置和管道，满足配电自动化中、长期建设和业务发展需求。

（3）新建光缆芯数视其重要性选取，但不宜低于24芯。

（4）光缆应以10千伏出线66千伏变电站为中心，开关站等大型配电站点为汇聚节点，充分利用现有管（线）资源，并根据终端站点的地理分布进行建设。

（5）采用EPON设备时，OLT设备宜部署在变电站，ONU设备宜与配电终端设备统一部署。

（6）配电通信设备电源应与配电终端电源一体化配置。

2.3.2组网方案

采用光纤专网方式的配电终端，使用以太网无源光网络EPON技术组网，EPON网络由OLT、ODN和ONU组成，组网采用星型和链型拓扑结构。

采用无线公网方式的配电终端应配置2G/3G/4G无线通信模块，实现无线公网的接入。无线公网运营商通过APN或VPN专线将汇总的配电终端数据信息经路由器和防火墙接入配网通信综合接入平台。

2.3.3通信链路安全防护方案

（1）光纤专网

采用EPON技术组网时，OLT设备应采用扩展性好、可靠性高、具备三层路由和VLAN功能的设备，以实现网络隔离和分层；ONU设备应选用双PON口设备以实现全保护自愈，且能在较恶劣的现场环境运行。

当具备光纤敷设条件时，可采用“手拉手”型保护组网方式；当不具备光纤敷设条件时，可采用“环形双总线”型保护组网方式。

（2）无线公网

无线公网通信必须采取APN或VPN等安全隔离、访问控制、认证加密等安全措施，配电主站与公网之间加装物理隔离设备来达到安全隔离的目的，防止外部网络的攻击。

3结论

实现配电自动化可以提高供电可靠性，降低线损，改善设备运行环境，降低人员劳动强度，提高工作效率，提升服务质量，从而给我们带来经济、管理、社会等方面的效益。

（1）减少停电带来的经济效益和社会效益计算停电减少带来的效益可以考虑两种情况，一是仅分析公司成本，即减少停电，多供电量增加的直接经济效益；二是在公司成本的基础上，进一步考虑社会效益，即计算减少停电所降低的间接损失。

（2）推迟配网投资所带来的效益

实现配电自动化后，可以对配电设备的运行状态实现实时监视，可以为配电网调度运行和规划设计提供更为全面、可靠的运行参数，有利于调整运行方式，使馈线、配电变压器处于经济运行状态下以充分利用一次设备资源，降低设备的闲置率。实施配电自动化建设带来的另一个收益就是是通过节约配网投资得到的巨大收益。

（3）减少运行维护和管理带来的效益。

实现了遥测、遥控功能和馈线自动化等功能后，大部分负荷测量和操作等都不需要人工到场进行了，这样一方面可以减少相关运行操作人员的数量，另一方面减少了出车次数，也可以相应减少车辆配备和日常开支。

（4）提高电压质量有效降低损耗

优化运行方式，提高电压质量，减少异常运行方式的时间，从而有效降低网络损耗。配电自动化系统建成后，通过对馈线开关、配变等设备、设施的运行状态实现实时监视，可以为配电网调度运行和规划设计工作提供更为全面、可靠的运行参数（如负荷分布、设备状态等），一方面有利于调整运行方式，提高电压质量；另一方面也可使馈线处于经济运行状态下，在减少线损的同时最大限度发挥设备潜力；此外也有利于及时了解配电运行状况，合理决策配电网建设、改造项目，从而节约电网建设资金。

参考文献：

[1]《配网自动化规划设计技术导则》

[2]《配电自动化设备典型设计》