配电自动化系统规划研究 何旭

配电自动化系统规划研究何旭

发表时间：2018-05-31T10:33:34.047Z 来源：《电力设备》2018年第2期作者：何旭

[导读] 摘要：配电自动化是智能电网的重要组成部分，其系统规划关系到配电系统的可靠性及稳定性。

（广东电网有限责任公司河源供电局广东河源 517000）

摘要：配电自动化是智能电网的重要组成部分，其系统规划关系到配电系统的可靠性及稳定性。本文对配电自动化系统的技术实现进行了介绍，结合差异化设计原则，详细分析配电自动化系统规划，经实例验证，该配电自动化系统规划具有良好的应用成效。

关键词：配网；配电自动化；系统规划

引言

随着人们生活水平的日益提高，人们对电力系统的供电质量及可靠性也提出了更高的要求。而配电自动化能够有效提高对用户供电的质量及可靠性，已成为当前电力系统发展的主要趋势。如何有效规划配电自动化系统，提高配电系统的自动化水平是当前的一个重要课题。

1.配网供区类属划设

据广东电网有限责任公司配电网规划技术指导原则（2016年5月发布）看出,配电网供电区域分A+、A、B、C、D五类，如表1所示。

2.配电自动化的技术实现

2.1配电自动化主站

配电自动化主站根据实时信息接入量、软硬件配置等可划分为大、中、小和前置延伸等四种模式，其中，大、中、小模式均基于可扩容平台，经由信息交互总线与EMS、PMS、GIS等系统发生联络，实现对配网的实时监控与故障的实时处置，它们之间的差异比对如图1所示。而前置延伸模式是将配电自动化主站的前置延伸到相关供区实现信息采集，并经由当地工作站完成就地监控。

显然，农村配网的特点导致线路不同位置发生故障所产生的短路电流在幅值上呈现较大差异，因此，仅依靠主干线的三段式电流保护就可达成故障的选择性切除（主要依赖的是各段保护的启动电流值的差异)。而城市配网的特点导致不同区段发生故障时的短路电流水平的差异较小，因此主要依靠各级保护的时延级差来确保保护选择性。

3.差异化规划原则的提出

就配电自动化建设中终端数量配置问题进行了深入研究。本小节将在此基础上提出更加明确的配电自动化差异化规划原则。

（1)首先是配电自动化主站层面

根据配电自动化主站的分类依据，一般将大型主站应用于大型且重点城市，将中型主站应用于大中型城市，将小型主站应用于中小型城市，将前置延伸模式应用于县城。

（2)其次是配电自动化终端和继保层面

对于A+类供区，为满足其非常高的供电可靠性，对每个节点应：①全电缆；②双电源；③“三遥”终端；④光纤通道。

对于A类供区，为满足其高供电可靠性：①全电缆或绝缘导线；②主干线全部“三遥”终端并配置光纤通道；③高故障率架空支线加设断路器（目的是降低支线故障对干线的影响)，辅之以具有本地保护功能的“二遥”终端（以GPRS进行通讯)。

对于B类供区的设计原则：①线路间的联络开关配“三遥”终端，除此之外，各线路只设一个“三遥”终端，其他全为基本“二遥”终端，注意终端与通信通道的匹配；②高故障率架空支线加设断路器（须满足保护时延级差的配合)和具本地保护功能的“二遥”终端。对于C类供区的设计原则：除不考虑“三遥”终端外，其余同B类供区。

对于C类供区的设计原则：①主干线开关采用断路器，配之以具本地保护功能的“二遥”终端，目标是依托三段式过流保护来选择性切除主干线故障；②高故障率架空支线加设断路器，配之以具本地保护功能的“二遥”终端，目标是依托保护时延级差来排除支线故障对干线的影响。对于D类供区：暂不考虑配电自动化建设。

4.差异化规划的关键环节

4.1终端数量的规划

由前述差异化规划原则可知，对于不同供区，有的全部采用“三遥”终端，有的全部采用“二遥”终端，还有的是二者结合，因此确定各类终端的数量是规划工作的重点。

（2)关于F、t3等

架空裸线的F取0.09次/km年，电缆的F取0.03次/km年，电缆－架空混合线的F取0.06次/km年，城市t3为3h/次，农村t3为5h/次，城市t2为1h/次，农村t2为2h/次。

5.模拟案例分析

以某城市为例，各类供区情况：A类供区有馈线50条，全部全电缆线路；B类供区有馈线240条，其中全电缆线路60条、电缆—架空线120条、绝缘线60条；C类供区有馈线180条，全部为架空裸导线。由于当前的供电可靠性达不到要求，因此期望通过配电自动化建设来进行提升。

首先是主站模式选择。根据前文的差异化规划原则，本案中将采用中型主站。

其次是对于各类供区的配电终端、电操机构、通信通道等的配置规划。

(1)A类供区的电缆线（50条)全为“手拉手”连接（每两线经由联络开关联络)，均符合“N-1”准则。因此，对于25个联络开关需配置25台

“三遥”DTU及EPON通道，并附带电操机构；依托式（1)可知，须用4台带电操机构的可远控开关将每条馈线分割成5段；对于主干和分支中的环网柜的“三遥”终端布置，可以图4为参照进行。最终统计，对于某市的A类供区的配电自动化建设，需“三遥”DTU及EPON通遒各140个，需225套用于环网柜负荷开关的电操机构。

(2)B类供区的电缆线（60条)全为“手拉手”连接（每两线经由联络开关联系)，均符合“N-1”准则。根据前述规划原则，对这些电缆线路共需使用90台“三遥”DTU及90个EPON通道（其中30个用于联络开关，其余用于每条线)，并附带相应数量的电操机构。 B类供区的电缆-架空线（120条)和绝缘线（60条)全为“手拉手”形式，且符合“N-1”准则。根据规划原则，对于这些线路的联络部分，需消耗60+30=90个“三遥”DTU或FTU（对于电缆-架空线为DTU，对于绝缘线为FTU)以及相应数量的EPON通道和电操机构；对于这180条线路自身，需要消耗120+60=180个DTU或FTU，以及对等数量的EPON通道和电操机构。

图4电缆馈线“三遥”终端配置参照

(3)C类供区的架空裸线（180条)全为“手拉手”连接（每两线经由联络开关联系)，均符合“N-1”准则。根据规划原则，对于这些线路的联络部分，需消耗180/2=90个“二遥”FTU和GPRS通道。另外，对于满足保护时间级差的高故障率分支进行具本地保护功能的“二遥”FTU配置（每线3处)，对主干线自身再增设在基本“二遥”FTU配置，并附带GPRS通道布设。

(4)效果分析。在以上规划作用下，结合相关计算方法，可得到经过规划后的供电可靠性提升：①对于A类供区，其RS-3将由当前的99.9584%提升到99.9918%；②对于B类供区，其电缆馈线部分的RS-3将由当前的99.9584%提升到99.9688%，电缆-架空线和绝缘架空线部分的RS-3将由当前的99.9273%提升到99.9727%：③对于C类供区，其RS-3将由当前的99.7923%提升到99.9223%。因此，本规划在不影响供电可靠性提升前提下，实现了电建资金的合理使用和配电自动化建设规模的科学控制。

6.结语

综上所述，好的配电自动化系统规划能够为电力企业节省资金，同时还能提高配电系统自动化水平，确保供电的质量及可靠性。因此，必须要做好配电自动化规划工作，从而提高供电可靠性、提高企业的经济效益。本文通过实例验证，该配电自动化系统规划科学合理，可供类似系统规划参考。

参考文献：

[1] 陈凯,戴建.基于供电可靠性下配电自动化系统规划探讨[J].南方农机.2017(23)

[2] 张韬,田斌,宗志刚等, 配电自动化规划研究及工程实践[J].中国电力.2017(09)