江門城區(qū)配網(wǎng)自動化設計方案與應用

周 虎

（江門電力設計院有限公司，廣東江門529000）

0 引言

江門“十三五”規(guī)劃中要把江門配電網(wǎng)建成一張安全、可靠、靈活、經(jīng)濟、綠色的智能配電網(wǎng)絡，實現(xiàn)集中、分散儲能裝置及分布式電源的兼容接入和微電網(wǎng)接入運行，電力用戶與電網(wǎng)的積極互動，以及配電網(wǎng)在正常運行狀態(tài)下完善的監(jiān)測、保護、控制、優(yōu)化和非正常運行狀態(tài)下的自愈控制。

1 配網(wǎng)自動化系統(tǒng)概念

配網(wǎng)自動化是利用現(xiàn)代電子技術、通信技術、計算機及網(wǎng)絡技術，將配電網(wǎng)實時信息、離線信息、用戶信息、電網(wǎng)結構參數(shù)、地理信息進行集成，構成完整的自動化管理系統(tǒng)，實現(xiàn)配電系統(tǒng)正常運行及事故情況下的監(jiān)測、保護、控制和配電管理。它是實時的配電自動化與配電管理系統(tǒng)集成一體的系統(tǒng)。配網(wǎng)自動化包括了配電自動化主站、配電自動化終端、配電自動化子站及相關通信系統(tǒng)。

2 江門城區(qū)配網(wǎng)自動化設計方案

2.1 設計原則

江門城區(qū)配網(wǎng)自動化設計遵循“簡潔、實用、經(jīng)濟”的建設思想，綜合考慮A/B/C/D四類供電區(qū)域、一次網(wǎng)架結構、用戶負荷分布與密度、用戶數(shù)量與重要性、社會經(jīng)濟發(fā)展需求等情況，在配網(wǎng)一次規(guī)劃設計中統(tǒng)籌考慮將配網(wǎng)自動化系統(tǒng)和配網(wǎng)通信網(wǎng)絡建設同步進行，建設功能獨立的配網(wǎng)自動化主站和適度超前的通訊網(wǎng)絡。

2.2 設計方案

2.2.1 配網(wǎng)主站設計

目標：以完善配網(wǎng)自動化體系架構，完成系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口調(diào)試，改造升級配電主站前置系統(tǒng)及建設二次安防系統(tǒng)實現(xiàn)自動化開關三遙功能為目標，實現(xiàn)調(diào)度及運維單位對配網(wǎng)運行的有效監(jiān)視，解決配網(wǎng)調(diào)度的“盲調(diào)”問題，為提高配網(wǎng)運維工作效率提供有力支持；滿足配網(wǎng)分布式電源、儲能電源及微電網(wǎng)的監(jiān)控需求；不斷推進一體化電網(wǎng)運行智能系統(tǒng)建設，實現(xiàn)智能告警、故障自動隔離、用戶停電損失統(tǒng)計等高級應用功能；實現(xiàn)配網(wǎng)分布式電源、儲能電源及微電網(wǎng)等多元化負荷專業(yè)管理，為配網(wǎng)智能調(diào)度提供智能決策平臺。

技術要求：（1）配網(wǎng)采集終端的數(shù)據(jù)統(tǒng)一集中到市局配電主站系統(tǒng)的中心數(shù)據(jù)庫，下屬各區(qū)、縣局通過遠程工作站實現(xiàn)對管轄范圍內(nèi)配電網(wǎng)的監(jiān)控和管理。（2）在監(jiān)視中心類應選功能的基礎上，實現(xiàn)狀態(tài)估計、潮流計算、網(wǎng)絡重構、解合環(huán)分析等高級分析應用，實現(xiàn)分布式發(fā)電、儲能、微網(wǎng)綜合監(jiān)視、配電網(wǎng)快速仿真、配電網(wǎng)在線預警類功能及配電網(wǎng)自愈控制等智能分析應用。（3）如圖1所示，配電主站應通過運行信息交互總線實現(xiàn)與調(diào)度自動化、計量自動化、配網(wǎng)GIS、配網(wǎng)生產(chǎn)信息管理、營銷管理等系統(tǒng)的信息共享和應用集成，擴大信息覆蓋范圍，促進配電自動化信息綜合利用。同時要求配電主站應堅持“安全分區(qū)、網(wǎng)絡專用、橫向隔離、縱向認證”的原則，配網(wǎng)自動化系統(tǒng)與廣域網(wǎng)的縱向交接處，應當設置經(jīng)過國家指定部門檢測認證的電力專用縱向加密認證裝置或者加密認證網(wǎng)關及相應設施。

圖1 信息交換系統(tǒng)邊界關系

2.2.2 配網(wǎng)自動化終端設計

目標：A、B類供電區(qū)域（以下簡稱“區(qū)”）配網(wǎng)規(guī)劃新建或改造的線路同步建設級差保護方式就地饋線自動化，關鍵分段、聯(lián)絡開關和重要分支線開關實現(xiàn)三遙；C、D區(qū)配網(wǎng)規(guī)劃新建或改造的線路同步建設實現(xiàn)級差保護方式就地饋線自動化；其他暫時不能實施饋線自動化改造的線路主干線進出線開關柜、饋線開關柜負荷側安裝故障指示器實現(xiàn)故障自動定位，配網(wǎng)自動化覆蓋率達到100%。A、B區(qū)全部網(wǎng)架及通信條件成熟的區(qū)域實現(xiàn)級差保護方式就地饋線自動化，關鍵分段、聯(lián)絡開關和重要分支線開關實現(xiàn)三遙；C、D區(qū)全部網(wǎng)架成熟的區(qū)域實現(xiàn)級差保護方式就地饋線自動化。

設計實例：如圖2所示，在江門市區(qū)某業(yè)擴配套工程中，按照負荷性質、負荷容量、系統(tǒng)規(guī)模等要求新建10 kV自動化開關站，采用單母分段接線方式和2回進線接線方式，形成“2-1型”的典型主接線方式，實現(xiàn)了遠程控制和通信功能。

圖2 10 kV自動化開關站典型主接線方式

2.2.3 通信系統(tǒng)設計

目標：推進配電通信光纖建設，同步滿足配網(wǎng)自動化各種模式建設對通信通道的需求，到2018年完成A區(qū)實現(xiàn)三遙線路的主干線和支線第一級用戶的光纖全覆蓋建設。優(yōu)化配電通信網(wǎng)網(wǎng)絡架構，提升配電通信網(wǎng)的服務質量，建立完整的配電通信網(wǎng)服務體系，確保配網(wǎng)自動化生產(chǎn)業(yè)務的安全穩(wěn)定運行，到2020年，完成B區(qū)實現(xiàn)三遙線路的主干線和支線第一級用戶的光纖全覆蓋建設，全區(qū)配電通信網(wǎng)覆蓋率達到100%。

地區(qū)電網(wǎng)無論是調(diào)配一體化系統(tǒng)還是配網(wǎng)自動化系統(tǒng)，都必須接收實時系統(tǒng)通過不同介質、以不同速率和不同通信方式送來的大量數(shù)據(jù)，這對通信網(wǎng)絡在接收信息的數(shù)量、類型及響應速度等方面都提出了很高的要求。因此，設計一個好的通信系統(tǒng)是實現(xiàn)配電自動化的又一關鍵。配網(wǎng)主站與子站之間一般采用光纖以太網(wǎng)進行通信，子站與配電網(wǎng)之間的通信方式一般采用光纖自愈環(huán)網(wǎng)方式。

技術要求：（1）配電通信光纖建設以EPON（以太網(wǎng)光源網(wǎng)絡）技術為主，采用的是3層網(wǎng)絡結構，包括了接入層、匯集層、核心層。（2）配電通信組網(wǎng)絡拓撲結構采用ONU（光網(wǎng)絡單元）雙向手拉手保護拓撲、雙光芯同光纜環(huán)網(wǎng)保護拓撲、雙向環(huán)形保護拓撲、單向無保護放射形拓撲等多種不同的方案。（3）在相關的變電站之間采用主網(wǎng)光纖通信網(wǎng)絡形成雙路徑環(huán)網(wǎng)。在光纜路徑設計時應充分考慮今后擴展需求而預留一定的裕度。

3 結語

實現(xiàn)配網(wǎng)自動化可以使運行人員實時掌握配電網(wǎng)系統(tǒng)運行狀態(tài)，在事故停電時可自動進行開關操作，實現(xiàn)故障定位等功能，從而提高配電系統(tǒng)運行和維護的合理化水平。配網(wǎng)自動化設計和應用，提高了整個配電系統(tǒng)的管理水平、工作效率，改善了用戶服務水平。

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