供電企業(yè)配網(wǎng)自動化的研究和應(yīng)用

盧啟文

（廣東電網(wǎng)公司佛山順德供電局，528300）

國家電力體制政策不斷更新，電力資源成為了一種比較特有的產(chǎn)品進入了買方市場。因此，供電企業(yè)對自身企業(yè)所提供的服務(wù)對象具有了更多的責(zé)任與義務(wù)，從而才能保證供電的可靠性以及所提供服務(wù)的品質(zhì)。面對市場的諸多問題的存在，及時解決配網(wǎng)自動化成為了供電企業(yè)重要的工作內(nèi)容。

1 工程實例

某電網(wǎng)改造一期工程所包含有5個變電站，8條10kV饋線，從整個構(gòu)建結(jié)構(gòu)上形成了多個電力環(huán)路，當(dāng)中有兩個電力環(huán)路是同桿架設(shè)。整個工程的主環(huán)線路長度大約為8.6km，其工程電力總負(fù)荷大約為30MVA，工程覆蓋區(qū)域達到了城區(qū)主要負(fù)荷，各個終端設(shè)備包含桿配電終端FTU、多通道光MODEM、干式單相TV、多模雙環(huán)自愈、配變終端TTU、桿上開關(guān)等多種類型設(shè)備終端，整個工程的通信形式采取了全戶外光纜自愈環(huán)，工程結(jié)構(gòu)中各臺TTU內(nèi)部配四光口壁掛式光端機。

2 配網(wǎng)自動化結(jié)構(gòu)功能

關(guān)于配網(wǎng)自動化技術(shù)，整個配網(wǎng)自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分為兩層結(jié)構(gòu)模式，光纖通信采取自愈環(huán)通信形式，其中三個環(huán)路配電終端采取接到主站的方式，也就是成為了配電主站層以及配電終端層。這兩層結(jié)構(gòu)的功能分別為：（1）配電主站層起到了配網(wǎng)SCADA實時監(jiān)控功能，方便了配電管理，同時也可以通過優(yōu)化DA網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)配網(wǎng)。（2）配電終端層所則是起到了數(shù)據(jù)采集的作用，同時能夠完整地執(zhí)行控制命令，包括當(dāng)DA故障時進行自我檢測與自我識別。

3 配網(wǎng)自動化設(shè)計方案

3.1 配網(wǎng)自動化主站端設(shè)計分析

對于配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的設(shè)計如圖所示，建議服務(wù)端采用新進的ON2000配網(wǎng)自動化系統(tǒng),進行網(wǎng)絡(luò)應(yīng)當(dāng)設(shè)計為雙網(wǎng)互聯(lián)備用形式，硬件的配備，以雙前置機、雙數(shù)據(jù)服務(wù)器、雙調(diào)度工作站、Web服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)交換機兩臺、終端通信服務(wù)器兩臺、網(wǎng)絡(luò)防火墻為主要配備模式。因為ON2000配網(wǎng)自動化系統(tǒng)，其成承載的平臺為Windows2000的操作系統(tǒng)，本身操作系統(tǒng)對于SQL server等多類型的商用數(shù)據(jù)庫支持度比較高，并且windows平臺下的OpenGL的圖形系統(tǒng)以及各類型的辦公軟件的的支持，更有利于整個配網(wǎng)自動化辦公的進行。通過Oracle、Sybase作為配網(wǎng)自動化歷史數(shù)據(jù)庫，其目的在于該數(shù)據(jù)庫具有完善的維護功能，可以作用對歷史數(shù)據(jù)的維護以及管理，并且以Client/Server模式，可以對相關(guān)的歷史數(shù)據(jù)進行查詢與操作，通過該模式的操作，可以完美地實現(xiàn)報表數(shù)據(jù)、趨勢曲線和統(tǒng)計分析等，關(guān)于工作站終端，所采取的是B/S模式，通過利用IE瀏覽器對數(shù)據(jù)和相關(guān)圖像進行訪問，順利地把網(wǎng)絡(luò)資源進行了數(shù)據(jù)共享。此配網(wǎng)自動化服務(wù)端的設(shè)計，具有了一體化的承載平臺設(shè)計，充分考慮綜合數(shù)據(jù)采集功能以及整個系統(tǒng)可以分模塊結(jié)構(gòu)進行獨立設(shè)計，同時承載平臺中具有的圖形圖像功能也成為了應(yīng)用模塊的表現(xiàn)形式之一，結(jié)合綜合分析數(shù)據(jù)庫通過winodws的界面比較直觀呈現(xiàn)給相關(guān)工作人員，而且所采用的數(shù)據(jù)類型也是電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，從而有效地解決了數(shù)據(jù)的一致性的問題，通過windows的呈現(xiàn)形式，讓整個配網(wǎng)自動化系統(tǒng)更加快捷地進行分析與操作，大大提升了系統(tǒng)的可擴展性。通過服務(wù)端應(yīng)用軟件配合以及在操作系統(tǒng)和支撐平臺的基礎(chǔ)進行服務(wù)端軟件的開發(fā)，應(yīng)用軟件實現(xiàn)了配網(wǎng)自動化諸多功能，其中包含了基本應(yīng)用軟件及高級應(yīng)用軟件兩部分。所謂的基本應(yīng)用軟件所完成的任務(wù)是：對數(shù)據(jù)進行采集以及實時監(jiān)控（SCADA）、事件告警事、實時數(shù)據(jù)趨勢統(tǒng)計以及分析、故障點自測等功能。高級應(yīng)用軟件所完成的任務(wù)是：饋線自動化（FA）、潮流分析、電力網(wǎng)負(fù)荷檢測包括無功優(yōu)化和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞雀呒壟渚W(wǎng)自動化功能。

3.2 配網(wǎng)自動化子站終端以及連接主站間通信分析

以光纖以太網(wǎng)作為配網(wǎng)自動化主站連接各個變電站之間的形式為最佳選擇，配網(wǎng)自動化主站端與FTU之間的通信連接，所使用的是GPRS公用數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)通信，而各個變電站與FTU間的通信連接，則使用的是前面所提到的光纖自愈環(huán)。通過構(gòu)建出這樣的傳輸網(wǎng)絡(luò)，在整個系統(tǒng)運行過程中，實現(xiàn)了多點FTU同時告警，傳輸信息過程快速，同時可以達到實時上報的目的。自愈環(huán)網(wǎng)絡(luò)形成的同時，配網(wǎng)自動化系統(tǒng)可以實現(xiàn)自動檢測故障點，針對故障點進行路由切換，保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)信息傳輸從不中斷的目的。

配網(wǎng)自動化終端，其所安裝的設(shè)備主要為：環(huán)網(wǎng)柜、配變（含箱變）、柱上開關(guān)，此類型配電設(shè)備多為通過現(xiàn)代電子技術(shù)設(shè)計所生產(chǎn)，其主要功能包括：

（1）實時監(jiān)測配電線路中所有設(shè)備各項運行參數(shù)（開關(guān)位置、三相電流、零序電流或零序電壓等），監(jiān)控數(shù)據(jù)實時通過網(wǎng)絡(luò)傳輸配電自動化主站；（2）實時監(jiān)控配電線路整個運行情況，若配電線路出現(xiàn)故障時，可以利用終端預(yù)先設(shè)置的保護邏輯以及時間定值進行故障定位和隔離，及時把故障信息通過網(wǎng)絡(luò)告警配電自動化主站。能夠及時有效地采集各類型配電網(wǎng)數(shù)據(jù)信息，通過設(shè)備支持，及時執(zhí)行控制臺所發(fā)出的的控制指令。對所安裝的設(shè)備進行數(shù)據(jù)控制以及實時數(shù)據(jù)采集，可以達到當(dāng)通信中斷時智能化地執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)的任務(wù)。在現(xiàn)化城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造的工程中，使用DAT系列的配電網(wǎng)自動化裝置，已經(jīng)可完全滿足于改造工程的需求。并且可以根據(jù)各種不同用途的設(shè)備進行設(shè)計，整個裝置結(jié)構(gòu)合理，其配置均采用了雙CPU結(jié)構(gòu)，主CPU與DSP技術(shù)相結(jié)合的方式，有效地提升了其設(shè)備的運算速率，此終端所使用的通信規(guī)約，符合國際標(biāo)準(zhǔn)，支持多個類型的通信規(guī)約，從而能夠針對配網(wǎng)的各類實時數(shù)據(jù)進行存貯，同時對于諧波分析包括諧波制動都有了不俗的表現(xiàn)，此終端還具有適合野外安裝的要求，成為了配網(wǎng)自動化終端的首選。

3.3 常用設(shè)備選擇

配網(wǎng)中分段開關(guān)和聯(lián)絡(luò)開關(guān)作為一次性設(shè)備，所以在選擇上需要以成熟的產(chǎn)品作為首選，筆者建使用用ZW27-12/20真空開關(guān)，此開關(guān)操作過程為直流電源，產(chǎn)品成熟可靠，無論從使用壽命還是性價比都比較適合，而且還具有免維護的特性。TV配置方面，作為提供交流電源的作用，需要配備TV兩臺，干線分段開關(guān)，對于TV容量需要大于100VA。TA配置方面剛需要每個分段開關(guān)必須配置三相TA，TA飽和度介于測量TA和保護TA之間，一般取3倍In，精度0.5級。

4 配網(wǎng)自動化新功能的設(shè)想

(1)希望能實現(xiàn)自動調(diào)壓，提高電網(wǎng)的電壓質(zhì)量。要實現(xiàn)自動調(diào)壓可將終端站與與自動化開關(guān)形成一體，增加調(diào)壓用的電容或變壓器，與自動化開關(guān)及終端一起使。當(dāng)電壓低時，自動化終端的遙測發(fā)現(xiàn)后，可通過命令投入電容增加無功補償來提高電壓，或命令帶調(diào)壓功能的自動化開關(guān)調(diào)整抽頭來提高電壓。(2)希望能實現(xiàn)自動切除故障，減少事故面的功能。當(dāng)自動化終端發(fā)現(xiàn)零序電流值超標(biāo)或出現(xiàn)短路電流時，可命令自動化開關(guān)斷開故障線路。(3)希望能實現(xiàn)交流電源失電后，能對開關(guān)進行分、合操作，開關(guān)控制器（包含F(xiàn)TU）自帶UPS 電源,并且遠程參數(shù)下載功能。并且能自動生成開關(guān)切換順序，調(diào)度人員可以利用SCADA系統(tǒng)按照該順序，來遙控執(zhí)行這個開關(guān)切換，也可以由現(xiàn)場人員手動完成。

5 總結(jié)

綜上所述，配網(wǎng)自動化是一項供電企業(yè)配網(wǎng)綜合性的工程，整個工程項目需要具有較為完整的多路電源配電網(wǎng)點的條件給予支持，適用于城市規(guī)劃及電源路徑的分布以及各種較為先進的設(shè)備。供電企業(yè)全方位進行配網(wǎng)自動化的推廣，并不是短期能夠?qū)崿F(xiàn)的，因此也要進行合理的配網(wǎng)自動化規(guī)劃，同時更需要自動設(shè)備功能的開發(fā)提升。

[1]林永軍,施玉杰主編.配電網(wǎng)自動化實用技術(shù)[M].北京:中國水利水電出版,2008.

[2]劉振亞主編.智能電網(wǎng)技術(shù)[M].北京:中國電力出版社,2010.

[3]許克明,熊煒編著.配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)[M].重慶:重慶大學(xué)出版社,2007.