淺談農(nóng)網(wǎng)配電自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用

木拉力· 柯扎衣別克 楊玉超 史巖 趙海彪 董劍蘋 王銳 陳文曉 唐亞鑫 劉迎春 馬忠軍 陳雙珠

摘要：配電自動(dòng)化是對配電網(wǎng)上的設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)方實(shí)時(shí)監(jiān)視、協(xié)調(diào)及控制的一個(gè)集成系統(tǒng)。隨著電網(wǎng)系統(tǒng)的發(fā)展，農(nóng)網(wǎng)配網(wǎng)自動(dòng)化逐步成為一個(gè)重要的發(fā)展趨勢。本文就對農(nóng)網(wǎng)配電自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用相關(guān)內(nèi)容展開闡述，可供參考。

關(guān)鍵詞：農(nóng)網(wǎng);配電;自動(dòng)化;系統(tǒng);設(shè)計(jì)

1農(nóng)網(wǎng)配電自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀

1.1國外的配電自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀

配網(wǎng)自動(dòng)化的發(fā)展在日本經(jīng)歷了20多年的發(fā)展歷程，配電自動(dòng)化系統(tǒng)產(chǎn)品的生產(chǎn)是通過系統(tǒng)生產(chǎn)廠商與電力企業(yè)共同完成詳盡的需求分析后，進(jìn)行二次開發(fā)完成的。在發(fā)展過程中，配電自動(dòng)化產(chǎn)品經(jīng)歷了基礎(chǔ)系統(tǒng)開發(fā)階段，為適應(yīng)用戶多方面需求所做的功能添加而形成的龐大臃腫系統(tǒng)階段，用戶以實(shí)用化為主導(dǎo)思想所主動(dòng)要求的系統(tǒng)精煉、瘦身階段的過程，從而形成了為日本電力公司接受的、有效服務(wù)的配電自動(dòng)化系統(tǒng)。該系統(tǒng)是開發(fā)商反映用戶需求的結(jié)果，真正做到了通過配電自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)用，使日本成為世界上供電可靠性最高的國家。歐美國家對配電自動(dòng)化的認(rèn)識和發(fā)展也不斷地貫徹著電力用戶與系統(tǒng)生產(chǎn)廠商通過共同需求探討將新技術(shù)應(yīng)用與系統(tǒng)實(shí)用化相結(jié)合的設(shè)計(jì)思想。

1.2國內(nèi)配電自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀

近年來，我國也開展了不少配電自動(dòng)化系統(tǒng)試點(diǎn)工作，特別是在電力市場化體制變革的前提下，隨著配電自動(dòng)化工程的逐步實(shí)施、投運(yùn)，人們對配電自動(dòng)化的認(rèn)識也逐漸回歸理性，對配電自動(dòng)化系統(tǒng)的要求由自目地追求大而全、界面美觀、技術(shù)前沿，轉(zhuǎn)變?yōu)橐蕴岣吲潆娋W(wǎng)供電可靠性及供電質(zhì)量，有效提升電力部門的配網(wǎng)管理水平，有效地為電力用戶提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)等為主要目的。

2農(nóng)網(wǎng)配電自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求

由于農(nóng)網(wǎng)配電系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行中的問題日益增多，加之配電網(wǎng)規(guī)模日益龐大，線路、設(shè)備繁雜，從而對其自動(dòng)化提出了新的要求，而實(shí)用型農(nóng)網(wǎng)配電自動(dòng)化系統(tǒng)方案可有效解決上述問題，故可靠、可行。但是，農(nóng)網(wǎng)配電自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循下述幾點(diǎn)原則：系統(tǒng)方案要求技術(shù)先進(jìn)可行，經(jīng)濟(jì)合理;通信設(shè)計(jì)應(yīng)開放、靈活;系統(tǒng)硬件應(yīng)保證性能可靠，便于維護(hù);系統(tǒng)結(jié)構(gòu)應(yīng)符合規(guī)范，具備一定的可擴(kuò)展性;系統(tǒng)軟件既要標(biāo)準(zhǔn)易用，也應(yīng)具備較強(qiáng)的兼容性與通用性等。

3農(nóng)網(wǎng)配電自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

基于農(nóng)網(wǎng)配電自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則和實(shí)際要求設(shè)計(jì)而成的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要包括主站、站端裝置、通信系統(tǒng)幾個(gè)大部分，其中，中心站是該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的核心，其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)相對獨(dú)立，主站系統(tǒng)配置靈活，系統(tǒng)抗干擾能力強(qiáng)，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的交換以及協(xié)議的轉(zhuǎn)換，在監(jiān)控系統(tǒng)的幫助下能夠做到瞬間通信，這樣一旦發(fā)生故障該系統(tǒng)就能后迅速定位故障的發(fā)生位置并在第一時(shí)間采取措，另外，該系統(tǒng)功能還有很大的發(fā)展空間，在多個(gè)領(lǐng)域都能發(fā)揮作用。

3.1主站系統(tǒng)設(shè)計(jì)

主站網(wǎng)絡(luò)承擔(dān)農(nóng)網(wǎng)給電自動(dòng)化體系的監(jiān)管平臺，是以中心站為核心，以輸出端、服務(wù)器、聯(lián)網(wǎng)設(shè)施以及特定的外設(shè)作主要配置構(gòu)成，其中GIS系統(tǒng)、實(shí)時(shí)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫為平臺提供了有力支持，用于實(shí)現(xiàn)AM/FM/GIS與SCADA/DMS的基本功能，從而將一體化設(shè)計(jì)、應(yīng)用和維護(hù)配電GIS和SCADA變?yōu)榱爽F(xiàn)實(shí)，進(jìn)而滿足了供電企業(yè)自動(dòng)化管理配電系統(tǒng)的實(shí)際要求，而主站設(shè)備應(yīng)根據(jù)電網(wǎng)工程的實(shí)際情況加以靈活配置。

3.2站端裝置設(shè)計(jì)

（1）故障指示器設(shè)計(jì)。在具體實(shí)踐中，用于判別接地故障的方法有很多，在此介紹的是信號源注入法，即將故障指示器合理的設(shè)置于長線路分段節(jié)點(diǎn)和線路分支點(diǎn)位置，同時(shí)裝設(shè)配套的信號源設(shè)備，若線路出現(xiàn)接地故障，信號源設(shè)備會(huì)在幾十秒內(nèi)自動(dòng)根據(jù)脈寬變化投入不同的阻性負(fù)載，從而通過電流疊加促使故障信號器自動(dòng)發(fā)射故障信號;而當(dāng)線路短路時(shí)，故障指示器會(huì)根據(jù)短路特征、電流突變、執(zhí)行的保護(hù)動(dòng)作等信息，定位故障點(diǎn);此外，還可起到檢測負(fù)載電流的作用，同時(shí)將相關(guān)數(shù)據(jù)傳輸至監(jiān)控終端。其中位于故障指示器附近的通信終端負(fù)責(zé)接收、解譯、重新編碼無線信息，并借助GPRS/GSM將其傳輸至中心站。而在設(shè)計(jì)通信終端時(shí)，采用了太陽能電池配以備用電源，即使連續(xù)10幾天陰雨天氣也可正常供電。

（2）配電終端監(jiān)控設(shè)計(jì)。其市不僅要完成故障信息的采集、信息的發(fā)送，還要實(shí)現(xiàn)對農(nóng)村的配電系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控、測量、操作的終端設(shè)備，詳細(xì)的來說，當(dāng)故障信號燈亮起時(shí)，它會(huì)對線路中的電流、運(yùn)行狀態(tài)等信息進(jìn)行采集并分析編譯、傳輸。若電控開關(guān)具有監(jiān)控條件，通常在通信終端的作用下實(shí)現(xiàn)對開關(guān)的遠(yuǎn)程分合閘操作，但應(yīng)將分合閘狀態(tài)下的電源情況考慮在內(nèi)，如果采用的為遙控開關(guān)，建議配置直流電機(jī)或TV。

（3）通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)。雖然農(nóng)網(wǎng)配電自動(dòng)化系統(tǒng)中存在數(shù)量較多的“一遙”、“二遙”終端設(shè)備，但相對而言，其對通信的可靠性和實(shí)時(shí)性要求并不是特別高，采用GPRS這種組網(wǎng)靈活簡單、接入便捷、易于管理、運(yùn)行經(jīng)濟(jì)的通信方式完全可以滿足系統(tǒng)的實(shí)際要求，若電網(wǎng)系統(tǒng)中的集抄系統(tǒng)接入了基于GPRS的VPN專網(wǎng)，那么在實(shí)用型配電自動(dòng)化系統(tǒng)采用無線通信系統(tǒng)GPRS/GSM，不僅可以改善系統(tǒng)的安全性與可靠性，還利于節(jié)約投資費(fèi)用，提高系統(tǒng)的整體效益。

4配電自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用

第一，在現(xiàn)有的配電地理信息系統(tǒng)和SCADA系統(tǒng)以及正在逐步推行的遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，有效的將各個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行集成，形成綜合自動(dòng)化的基礎(chǔ)。在此基礎(chǔ)上，對現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行饋線自動(dòng)化系統(tǒng)的改造。有效完成饋線自動(dòng)化子系統(tǒng)的地理信息管理，使其具備區(qū)域分析和顯示功能、線路輔助運(yùn)行管理、沿線追蹤、實(shí)時(shí)信息處理、線損計(jì)算等多項(xiàng)新功能。第二，創(chuàng)建負(fù)荷控制及管理子系統(tǒng)。結(jié)合獨(dú)立運(yùn)行的負(fù)荷控制與管理實(shí)時(shí)系統(tǒng)，以用戶的負(fù)荷控制終端基本數(shù)據(jù)為依據(jù)。實(shí)現(xiàn)在地圖上創(chuàng)建各類負(fù)荷控制終端，并在此基礎(chǔ)上，為用戶提供各類地理信息的咨詢、分析功能以及實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的顯示。第三，用戶抄表與自動(dòng)計(jì)費(fèi)子系統(tǒng)。遠(yuǎn)方抄表及自動(dòng)計(jì)費(fèi)子系統(tǒng)，應(yīng)向配電信息系統(tǒng)傳送用戶地址、用戶名稱、用電負(fù)荷等信息，以便配電系統(tǒng)能夠顯示區(qū)域負(fù)荷情況，使數(shù)據(jù)更加直觀。

5結(jié)語

綜上，配電自動(dòng)化系統(tǒng)中的故障自動(dòng)定位功能可以有效地提高供電可靠性，而通過對這種模式的建立在很大程度上解決了以往農(nóng)網(wǎng)配電自動(dòng)化系統(tǒng)的諸多缺陷，既利于快速處理線路故障，也便于管理維護(hù)，減少資源投入，易于擴(kuò)展升級。

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（作者單位：國網(wǎng)新疆電力有限公司昭蘇縣供電公司1

? 國網(wǎng)伊犁供電公司城區(qū)供電中心2 ）