探討配電自動化系統(tǒng)中的功能設(shè)計

鄧敏賢

（廣東景勝電力工程有限公司 廣東佛山 528000）

1 前言

當(dāng)前的電力系統(tǒng)由配電、發(fā)電、變電、輸電、用電及相關(guān)通信、自動化調(diào)度、繼電的保護(hù)等設(shè)備所構(gòu)成。針對配電網(wǎng)來講言，其構(gòu)成包括配電的一次設(shè)備、二次設(shè)備，配電的一次設(shè)備有饋線、斷路器、降壓的變壓器及各類開關(guān)與刀閘等設(shè)備。配電的二次設(shè)備構(gòu)成包括自動的裝置、繼電保護(hù)、計量與測量的儀表、通信與控制的裝置等。配電自動化是包含了多門學(xué)科的技術(shù)性工程，其涉及到計算機(jī)與自動化及通信與網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)等諸多學(xué)科為一體綜合性的技術(shù)。達(dá)到配電自動化是想促使配電網(wǎng)更安全、可靠、經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行，與此同時于技術(shù)支持上為提升供電穩(wěn)定性、保證供電的質(zhì)量、健全管理及增加經(jīng)濟(jì)的效益而提供信息化及數(shù)字化方式。對于整個的電力系統(tǒng)講，配網(wǎng)和各個單位用戶有著密切的關(guān)聯(lián)。所以，其供電的質(zhì)量、可靠和安全性均具有較高要求。可按照電壓的等級與功能不同對配網(wǎng)分類（如表1）。

表1 配網(wǎng)分類

2 配電自動化系統(tǒng)總體的結(jié)構(gòu)

配網(wǎng)系統(tǒng)總體的結(jié)構(gòu)是由配電的主、子站、終端及通信四大系統(tǒng)（如圖1所示）所構(gòu)成。配電的主站是主要存儲、處理信息及人機(jī)的互動等，各類應(yīng)用功能實現(xiàn)的關(guān)鍵性核心就是配電主站。配電的子站是主站與終端之間相互連接的中間層，其主要是對配電的信息進(jìn)行匯集，還能按照自身切實的運(yùn)用需求將區(qū)域監(jiān)控的功能于子站內(nèi)配置。配電的終端是一次設(shè)備自動化的一種設(shè)備，其安裝于運(yùn)作地點(diǎn)。按照現(xiàn)場所需的具體功能的不同，選擇不同類型的終端。然而作為完成傳輸信息的系統(tǒng)可有效合理匹配連接配電的主、子站及終端此三項功能。配電的系統(tǒng)與另外部分功能的運(yùn)用系統(tǒng)能以交互信息的總線使它們彼此間互連，還能夠以信息交互的總線來實現(xiàn)其它的諸多運(yùn)用作用。

圖1 配電自動化系統(tǒng)總體的架構(gòu)

3 配電自動化系統(tǒng)中的功能設(shè)計

配電自動化的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)屬于分層信息的系統(tǒng)，對信息采取逐級傳輸?shù)姆绞健Ｆ錁?gòu)成主要包括配電自動化的主站與子站及配電自動化的遠(yuǎn)方終端與通信網(wǎng)絡(luò)等。

3.1 配網(wǎng)自動化的主站系統(tǒng)

構(gòu)成配電自動化系統(tǒng)的重要部分就是配網(wǎng)自動化的主站系統(tǒng)，對其設(shè)計的時候需對系統(tǒng)整體建設(shè)的原則做足夠的思考，突顯“互動化、信息化、自動化”等特點(diǎn)。為促使配網(wǎng)的系統(tǒng)對主站系統(tǒng)部分功能的條件可以更好達(dá)到，應(yīng)在設(shè)計時遵守擴(kuò)展性、可靠性、安全性、標(biāo)準(zhǔn)性的原則。針對不同區(qū)域配網(wǎng)的規(guī)模建設(shè)，需按照此區(qū)域配網(wǎng)的規(guī)大小、它的應(yīng)用及實際的需求等情況來綜合配置與此區(qū)域配網(wǎng)規(guī)模相適合的主站。建設(shè)時應(yīng)統(tǒng)一的規(guī)劃、分步的建設(shè)。配電的主站需融合多類功能，比如用電信息的采集、生產(chǎn)管理及調(diào)度的自動化等。配電的主站系統(tǒng)其硬件設(shè)計所應(yīng)用到的設(shè)備需具備一定的通用性且標(biāo)準(zhǔn)化，如此便具備良好的可替代性及開放性，并在一定程度上保障了其在安全性及可靠性等方面的性能。

3.2 主站系統(tǒng)的SCADA功能

3.2.1 數(shù)據(jù)的采集功能

數(shù)據(jù)的采集通常是經(jīng)監(jiān)測裝置（比如：FTIJ、TTU、DTU）對其所轄配電網(wǎng)實時監(jiān)測的數(shù)據(jù)加以數(shù)字量采集、控制、處理。包括了模擬量及狀態(tài)量的采集。模擬量的采集是針對各變電所及部分配電線路f，P，I，Q與控母、合母的電壓、各母線的電壓及其它需測量的值加以收集。狀態(tài)量的采集是對于開關(guān)位置及閘刀位置信號的狀態(tài)等部分狀態(tài)量的信號加以采集。

3.2.2 狀態(tài)顯示的功能

經(jīng)顯示樣式、顏色的不同、監(jiān)測端口有事故畫面彈出部、分狀態(tài)量閃爍等顯示出事故遙信的變位及經(jīng)保持聲音與數(shù)據(jù)不變化等的狀態(tài)將通道的狀態(tài)等設(shè)備運(yùn)行的狀態(tài)反映出來。

3.2.3 遠(yuǎn)方控制及交互操作

由監(jiān)測端下發(fā)給主站的系統(tǒng)控制的指令以此來操作遠(yuǎn)方的終端設(shè)備，從而完成終端設(shè)備的動作。經(jīng)過監(jiān)控斷人機(jī)的界面窗口完成置位、遙控、確認(rèn)報警等一系列的操作。

3.2.4 事件告警及事故追憶的功能

事件告警的功能有著分區(qū)分流的功能，其報警有四類，分別為越限、工況、變位和事故報警四類。將若干時間范圍里于電力系統(tǒng)當(dāng)中主要的參數(shù)在各開關(guān)變位的前后記錄與追憶事故，當(dāng)出現(xiàn)故障或是發(fā)生事故之后來分析應(yīng)用。

3.3 饋線自動化

饋線自動化是配網(wǎng)自動化中一個重要的組成內(nèi)容，是主要利用其監(jiān)控配網(wǎng)的系統(tǒng)。若想達(dá)到饋線的自動化不僅需具有環(huán)網(wǎng)供電配網(wǎng)的結(jié)構(gòu)，還應(yīng)具備環(huán)網(wǎng)、負(fù)荷的開關(guān)等具備遠(yuǎn)程操控的機(jī)構(gòu)。若想達(dá)到饋線自動化的首要要求是在人機(jī)交互的接觸面內(nèi)所需監(jiān)控的裝置務(wù)必能達(dá)到三遙的作用，能夠經(jīng)人機(jī)的界面完成遠(yuǎn)程的遙控。配電自動化的主站按照配電自動化的子站上所上傳的部分信息，比如變電所繼電保護(hù)的信號、開關(guān)的故障跳閘以及終端故障的信息等部分故障類信息，從而對造成此故障類型及其位置加以確定，之后再選擇報警的方法發(fā)送告警消息，比如發(fā)出文字、語音等告警方式，從而查出配網(wǎng)線路發(fā)生故障問題的位置。

3.4 WEB的發(fā)布功能

經(jīng)WEB電力數(shù)據(jù)的瀏覽系統(tǒng)，能完成主站系統(tǒng)和其它的系統(tǒng)間交互數(shù)據(jù)，自動化系統(tǒng)報表、曲線、接線圖等各畫面都能轉(zhuǎn)化為WEB的頁面，并管理客戶端的用戶權(quán)限，調(diào)度中心經(jīng)查看瀏覽器對配電網(wǎng)運(yùn)行的切實狀況進(jìn)行監(jiān)測與觀察。

3.5 配網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的分析功能

此功能中拓?fù)浞治鍪桥渚W(wǎng)全部應(yīng)用分析的前提。按照配網(wǎng)的模型，可以分劃此模型帶電的范圍并且動態(tài)著色，然后分析明確配電的范圍供應(yīng)供電的源點(diǎn)及各點(diǎn)供電路線的方法。按照不同的接線圖設(shè)備而模型的構(gòu)造發(fā)生改變，按照配電實時的信息不斷更新而其狀態(tài)發(fā)生相應(yīng)的改變。

3.6 配電自動化的子站

在設(shè)計配電子站時，首先應(yīng)考慮直接將配電終端和配電的主站相連接，降低發(fā)生配網(wǎng)故障的點(diǎn)。根據(jù)配網(wǎng)系統(tǒng)的現(xiàn)實需要及配網(wǎng)的構(gòu)造而使用達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的配電網(wǎng)子站。配電線路萬一出現(xiàn)故障，則子站可自動的判斷與隔離故障出現(xiàn)的位置，對未出現(xiàn)故障的區(qū)域而繼續(xù)穩(wěn)定快速的供電。

3.7 終端系統(tǒng)

在設(shè)計配電終端時，應(yīng)當(dāng)盡量的統(tǒng)一結(jié)構(gòu)及配置，另外接線的方式也需統(tǒng)一，讓其能夠向著智能電網(wǎng)目標(biāo)而發(fā)展。創(chuàng)建集成度比較高，且又能夠便于操作模塊化及能擴(kuò)展等作用，使其最終實現(xiàn)即插即用的目的。

3.8 通信系統(tǒng)

創(chuàng)建配電通信的系統(tǒng)應(yīng)對現(xiàn)存的通信資源加以使用，考慮且滿足配電自動化的要求，將覆蓋所有的終端作為目標(biāo)，給接進(jìn)配電終端的信息而創(chuàng)建滿足條件的通信系統(tǒng)。配電通信系統(tǒng)的通信模式分成骨干層與接入層，骨干層可選擇已經(jīng)建成光纖的傳輸網(wǎng)來加以擴(kuò)容。接入層的網(wǎng)絡(luò)可綜合選擇以配電線的載波，無線的公網(wǎng)，光纖、無線的專網(wǎng)等多類通信的辦法，建立一體化通信的平臺，達(dá)到多類通信方式“統(tǒng)接入、管理、及統(tǒng)一接口的規(guī)范等”（通訊系統(tǒng)如圖2所示）。

圖2 通訊系統(tǒng)

4 結(jié)束語

應(yīng)用配電自動化的系統(tǒng)，可以使供電單位監(jiān)測配電網(wǎng)運(yùn)行的狀態(tài)，保證配電網(wǎng)能夠達(dá)到動態(tài)平衡和經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行。所以，應(yīng)當(dāng)認(rèn)真掌握配電自動化系統(tǒng)中的功能設(shè)計并不斷地研究，積累經(jīng)驗，從而推動配電自動化的系統(tǒng)更快更穩(wěn)的進(jìn)步及發(fā)展。

[1]李丹.關(guān)于配電自動化系統(tǒng)功能設(shè)計的思考[J].科技與企業(yè)，2015（04）：169.

[2]楊元斌.關(guān)于配電自動化系統(tǒng)功能設(shè)計的思考[J].民營科技，2013（05）：50.

[3]吳國英.配電自動化系統(tǒng)中的功能設(shè)計探討[J].機(jī)電信息，2012（05）：18～19.