面向供电可靠性的配电自动化系统规划研究 唐萍

面向供电可靠性的配电自动化系统规划研究唐萍

发表时间：2018-04-19T15:40:24.103Z 来源：《电力设备》2017年第33期作者：唐萍1 张鑫2

[导读] 摘要：随着经济社会发展，对配电网供电可靠性和供电服务水平的需求不断提升。

（1国网天津市电力公司电力科学研究院天津 300384；2国网天津市电力公司城西供电分公司天津 300000）

摘要：随着经济社会发展，对配电网供电可靠性和供电服务水平的需求不断提升。配电自动化系统在配电网供电可靠性，为配电网高效优质运行提供了强大支撑，近年来，国家电网公司积极推进世界一流城市配电网建设，大力推进配电自动化的建设，打造具有可靠性，连续性，稳定性和高效性的供电系统已成为配电自动化系统建设的关键。因此，面向供电可靠性的配电自动化系统规划研究具有重要的现实意义。

关键词：供电可靠性；配电自动化；系统规划

现阶段，配电自动化系统是我国电力系统建设的不可或缺的组成部分，在进行设计规划时，应以差异化规划为基础原则，即根据供电区域自身特点，采取相应的可靠性设计方式。然而在具体实施时，怎样将此种差异化规划原则合理引入，是配电自动化系统建设的一项难题。所以本文针对这一课题进行研究具有非常重要的现实价值。

1 配电自动化体系结构分析

1.1 配电自动化系统概述

配电自动化系统（DAS，Distribution Automatic System）是指在配电网中采用现代控制理论和先进自动化技术，使其性能更加完善。配电自动化系统与变电站综合自动化、调度自动化、电力MIS等系统都是智能电网建设的重中之重。配电自动化系统具有配电网智能化管理功能，是配电技术的一次飞跃与改革。在国家的推动下，我国大多数配电网中都将老旧设备更新为先进的开关设备，它们不但具有很高的性能，在控制方面也有很大的操作简化。标准的配置电气设备在合理布局的情况下，可以快速而准确地判断出某一区段发生了故障，继而进行快速而有效的隔离和检修[3]。在配电系统中广泛引入自动化技术可以使供电企业获得巨大的经济效益，同时也产生了巨大的社会效益。配电系统自动化的全面实施具有很重要的意义：提高供电质量、提高供电可靠性、管理高效、优质服务、规划管理。

1.2 配电自动化系统的功能与结构

典型的配电自动化系统通常具备基本数据监测与采集功能、负荷管理功能、馈线自动化功能、无功控制及电压调整功能和远程计费功能。我国现行有关规范和准则要求配电网自动化系统的设计要完全遵循开放系统的设计原则，从目前流行的配电自动化系统设计来看，典型的配电自动化系统大体可以分为三层：配电层、中间层和基础层。

1.2.1 配电管理层

配电层又称为配电自动化管理层，它是配电自动化体系的管理核心，是配电系统实现自动化的关键之所在。配电层从功能上看实际上是起到了智能管理的作用，它与主站的功能十分相似，它的最终目的是使配电网始终处于最佳运行状况。配电层不但具有远程监视、智能管理等功能，更重要的是它使得配电网实现了统一控制与集中管理。

1.2.2 配电中间层

配电中间层是位于主站和终端之间的一个结构层次，它的主要功能的实现需要依靠配电监控子站及通信网络，配电中间层可以完成主站与终端设备之间通信，它对于两层之间的数据交换至关重要。一方面，配电中间层要分管区内的监控和管理，另一方面还需要履行本层的职能。

1.2.3 配电基础层

基础层又称为配电基础层，它是由各种配电终端和相关设备构成的一个底层层次，它在整个配电自动化体系中起到了最基础的支撑作用，用于采集现场的各种运行参数和系统信息。作为整个系统的基础层，该层将终端设备采集到的大量数据通过中间层进行上传，同时接受上级的控制指令，迅速准确地完成相应的功能。

2 配电自动化系统规划中的关键技术

2.1 主站规划设计

配电自动化系统建设中，要求做好主站设计工作，可细化为前置延伸模式与大、中、小模式。其中前置延伸模式下，要求主站能够在监控区域前置延伸，其目的在于使区域信息采集得以实现，可满足就地监控要求。而在大、中、小模式下，强调以可扩容平台为主，保证其与相关系统如GIS、PMS以及EMS等在信息交互总线利用下实现互联，这样能够满足整合与共享配电网信息要求，在此基础上进行配电网图模的构建，进而达到配电网故障处理、监控等要求。对于不同类型主站建设，需以信息接入量为依据，如大型主站，其信息接入量超出50万点，而在中型、小型主站上，分别保持在50万点与10万点以内的信息接入量。此时在配置软件模块与硬件设备上应注意区分，其中大型主站应在SCADA配置下，将其他应用软件、信息交互以及故障处理模块引入，而中型主站可有选择性的配置高级应用软件，小型主站则以信息交互、故障处理以及SCADA模块为主。

2.2 终端与通信部分设计

配电自动化系统设计中，终端设计是否合理极为重要，一般以“二遥”、“三遥”终端为主。其中的“二遥”终端主要指可满足电流遥测、故障信息上报功能要求的终端。实际设计过程中对于开关部分无需引入电动操作机构。但终端若有本地保护功能，此时需配备电动操作机构。终端功能的实现既可引入GPRS方式，也可将无线专网应用其中。而对于“三遥”终端，该终端在体现故障信息上报功能的基础上，也要求将遥控、遥信与遥测功能融入，且需使电动操作机构设置在控制开关上。与“二遥”终端不同，该终端在非对称加密中，通常通过光纤通道的应用实现。

2.3 继电保护技术

继电保护技术应用下，主要需以供电可靠性为核心。其中在农村配电网方面，其本身表现出分支多、供电半径长以及短路容量低等特点，所以为使故障被快速切除，可将三段式过流保护设置于主干线中，并装设断路器。而对于城市配电网，其供电半径断且的短路容量大，一旦有故障问题出现，将面临整定电流值问题。所以可采取级差保护措施，保证故障状态下主干线、分支不会相互影响。

3 配电自动化系统差异化规划的实现

在配电自动化规划过程中，需要综合所涉及的各方各面，并且根据规划的实际需要，对主站、通信和终端进行合理设计，并且充分发