配电自动化及配电终端配置模式

配电自动化及配电终端配置模式

1. 配电自动化建设

1.1 配电自动化的概念

配电自动化以一次网架和设备为基础，以配电自动化系统为核心，以现代电子通信技术及网络技术为手段，实现配电系统的监控、保护和管理的自动化，是提高配电网可靠性水平、实现配电网科学高效管理的重要途径。配电网自动化是智能电网的重要组成部分，是电网现代化发展的必然趋势，包括配电网运行和生产管理自动化，配电自动化的功能如下图所示。

1.2 配电自动化的结构

实现配电网运行监控和保护的系统称为配电自动化系统。配电自动化系统主要由通信网络、配电自动化主站和配电终端组成，必要时增设配电子站。

（1）配电主站

配电自动化主站是配电自动化系统的核心，其主要功能是实现人机互动，进行数据存储/处理，完成故障处理和高级分析应用功能。按照配电自动化系统最终实现的功能，配电主站有简易型、实用型、标准型、集成型和智能型五种建成模式；按照实时信息接入量，可以建成大型主站、中型主站和小型主站。不同主站类型供电可靠性分析见表1。主站建设要坚持实用化原则，充分考虑系统开放性、可靠性、可拓展性和安全性要求。

表1 不同主站类型供电可靠性分析

类型功能配置故障处理方式配电网供电可靠性分

析

简易型故障指示，也可实现

故障判断隔离人工现场巡视，也

可通过开关之间的

时序配合

自动化程度较低，可

靠性较差

实用型基本的配电SCADA

功能就地型，由出口断

路器/ 重合器与分

段器配合

减少故障定位时间和

恢复供电时间，较简

易型有很大提高

标准型完整的配电SCADA、

FA功能集中型，由FTU、

通信网和主/子站

共同完成

故障切除、恢复供电

速度快，

较实用模型有所提高

集成型网络拓扑、状态估

计、潮流分析、负

荷预测、无功优化

等集中型，由FTU、

通信网和主/子站

共同完成

实现配电网的综合运

行和管理，可靠性同

标准型

智能型配网自愈，配电网经

济优化运行集中型加智能分布

型，由主/子站、

FTU和通信网共同

完成

通过故障模拟、故障

后网络自愈等功能，

大大提高了网络抗打

击能力和供电可靠性

（2）配电子站

配电子站作为配电自动化系统的选配部分，其功能是作为通信网络的中间层，优化系统结构、减轻主站数据处理负担、提高信息传输效率。配电子站实现配电网区域信息的收集、处理、运行监视和配电网局部性故障处理。

（3）配电终端

配电终端是安装于配电网现场的各种远方监测、控制单元的总称。配电终端可以说是配电自动化系统的现场感官元件，是配电自动化系统数据来源和控制执行载体，是配电自动化的基本实现单元。配电终端的主要功能之一便是通过与配电主站/子站或者配电终端之间进行通信，完成对故障的检测、隔离和健全区段的恢复供电。

（4）通信网络

配电通信系统是在配电主站/子站、配电终端间进行信息传输的通道，是配电自

动化的实现手段。配电网终端设备众多、覆盖范围广，因此配电通信网络像神经网络一样遍布整个配电自动化系统，这就更凸显出通信方式选择的重要性。现有通信方式主要有有线通信和无线通信两大类。有线通信方式中，以太无源光网络EPON以其良好的兼容性、相对成本低、维护简单、易扩展、易升级等特点，得到了广泛的应用。无线通信方式包括配电载波通信、无线公网和无线专网。配电网通信网络建设应按照经济性和实用性要求，有效利用现有资源，合理采取多种通信方式。

除了以上各组成部分，配电主站还通过信息交互总线，实现与生产管理系统

PMS(Production management system)、地理信息系统 GIS(Geographic information system)等其他相关系统的数据交互。图示为一个集成型配电自动化系统的系统结构图。

1.3 配电自动化系统功能

配电自动化系统在不同模式下的功能配置、故障处理模式具有差异化，导致了供电可靠性的差异化。其功能包括基本的SCADA(Supervisory control and data acquisition)功能、DA(Distribution automation)功能和高级应用功能，高级应用功能又包括电网分析应用和停电管理系统,其中，电网分析应用功能也称配网高级应用软件，配电网分析应用以仿真培训系统为平台，状态估计为核心，潮流计算为技术支

持手段，实现配电网运行方式的变更模拟、解合环操作、故障处理、停电管理等方案。配电自动化系统功能如下图所示。

以上所有功能可以总结为以下几个方面。

（1）配电网SCADA与配电信息集成

为了及时跟踪并掌控配电网的运行状态，对配电终端设备上的电流、电压、开关

动作情况等信息量进行采集，紧急情况下进行事件告警，通过人机交互实现远方控制，通过与其他相关应用系统的数据集成，实现用户端参数采集等高级功能。

（2）配电网故障处理

当配电网发生故障时，基于配电终端上传的故障信息迅速确定故障区段，配电自

动化系统自动隔离故障区段，尽可能恢复对健全区段的供电。另外，通过停电管理系

统科学安排停电计划，快速明确故障原因，科学进行故障抢修，对于提高配网的可靠

性和客户服务质量都有很大的提升作用。

（3）电压及无功管理

配网的电压及无功管理包括无功分布全局优化和无功功率就地平衡。电压/ 无功

控制应用软件通过选择适合的配电网网络结构和运行方式，实现配网无功功率分布的

全局优化；以监测点的节点电流、电压、功率因数等为约束条件，制定就地补偿策略，实现无功的就地平衡。

（4）运行模拟与优化