馈线自动化技术浅谈刘强

馈线自动化技术浅谈刘强

刘强1刘杰2

（1国网山东即墨市供电公司山东即墨266200；2国网青岛供电公司山东青岛266002）

摘要：实现配电网自动化是电力系统发展的需求，而馈线自动化技术是配网自动化的核心。馈线自动化是配电网提高供电可靠性，减少供电损失直接有效的技术手段和重要保证，因此是配电网建设与改造的重点。馈线自动化，能够使电网运行更加智能化，从而逐步实现配电自动化的发展要求。

关键词：馈线自动化；配电自动化；FTU；DTU；甩负荷

一、概述

馈线自动化是电力系统现代化的必然趋势，其意义在于：首先，当配网发生故障时，能够迅速查出故障区域，自动隔离故障区域，及时恢复非故障区域用户的供电，因此缩短了用户的停电时间，减少了停电面积，提高了供电可靠性。其次，馈线自动化可以实时监控配电网及其设备的运行状态，为进一步加强电网建设并逐步实现配电自动化提供依据。

1、系统结构

馈线自动化主要采用就地、集中两种方式实现。配电主干环路主要采用集中控制的方式，通过主站系统协调，借助通信信息来实现控制；支线、辐射供电多采用就地控制方式，局部范围实现快速控制。近些年来，随着自动化程度的提升，还增加了主站集中式与就地分布式协调配合的控制方式。

1.1主站集中控制

馈线自动化指的是配电主站系统依靠多种通讯方式（光纤通讯、载波通讯、无线通讯等），将配电终端（FTU、DTU等）采集到的故障信号（一般是过流信号）收集起来，结合主站系统已经建立的拓扑模型进行分析，得到故障区域，而后下发遥控命令，将故障区域周围的开关控分以隔离故障，再对相应的联络开关控合以转移非故障失电区域的负荷。由于整个动作过程全部由主站控制，所以称为主站集中式。

1.2就地分布式控制

故障隔离和自动恢复送电由开关自身完成，不需要主站控制，因此在故障处理时对通信系统要求较小。

1.3主站集中式与就地分布式协调配合

主站集中式与就地分布式配合主要包含两种配合方式：一种是就地分布式负责隔离操作，主站集中式负责转供操作，主要是集中了各种控制方式的优点，完成快速控制优化恢复的方式，在这种方式下，主站集中式处于监视与控制的地位；另一种方式是采用智能分布式全部完成控制操作，主站集中式提供监视与备用手段，在这种方式下主站集中式处于监视与后备的地位。

馈线自动化全面遵循IEC61970/61968国际标准，以SCADA为基础，以停电管理为应用核心，覆盖全部配网设备，强调信息的共享集成及综合利用，涵盖整个配网调度指挥的全部业务流程，以实现高可靠性配网为目标，实现配网流程化的业务管理，全面提升配网调度管理水平和科学的管理效益。

二、功能结构

馈线自动化主要完成的是馈线故障处理功能，包括故障分析、故障定位、故障隔离、非故障区域负荷转供等环节。本系统的馈线故障处理功能还具备离线、在线、仿真三种运行状态，支持故障的交互、自动两种处理方式，以及区域着色、历史查询等功能。

1、馈线自动化处理逻辑说明

故障处理依据配电网的网架结构和设备运行的实时信息，结合故障信号，进行故障的定位、隔离和非故障失电区域的恢复供电。所生成的故障处理方案能够直接给出具体的操作开关、刀闸和它们符合调度规程的操作顺序。具有与实际调度过程相一致的可操作性。

故障处理从简单故障和复杂故障两个层面来考虑。

如果环网是双电源供电，且满足N-1原则，即当一个电源点发生故障时，对端电源能带动环网上的所有负荷，系统按简单故障处理模式进行处理。断路器出口故障、母线故障、电缆线故障、负荷侧故障、线路末端故障都属于简单故障的范围。下面将分别对其故障处理过程做介绍。

如果环网具有多电源（大于2），或虽是双电源供电，但不满足N-1原则，系统将进一步按复杂故障处理模式进行处理。针对故障电流信号不连续故障、一侧多点故障、一侧及对侧同时故障、开关不可控需要扩大范围的故障、负荷不能全部被转供需要甩负荷、负荷拆分的故障、联络开关处故障都属于复杂故障。

2、转供策略优先级别说明

2.1目前寻找转供路径优先级别主要遵循以下原则：

（1）有过载的情况下，过载线路放在最后。（转供路径有线路过载即应判为过载，搜索至上级变电站10kV出线）（2）没有过载的方案中，优先选择通过开关站内分段开关或站间专用联络线开关的转供方案，如此类方案多于1条，再按下面原则排序，如无此类方案，也按下述原则继续选优。（3）对没有过载的方案，不判负载量，而是要保证双电源重要用户的转供电源和现有电源不是来自与同一个变电站。（按照不同线路、不同母线、不同变电站这三个级别），由于配网双电源用户的模型在PMS系统中不满足要求，现在采用在配网系统中创建双电源用户表，将用户受电的受电开关做标记。（4）都没有重要用户，不看负载量，直接看操作步骤，步骤数都一样，再安负载量从低到高排列。

2.2转供策略除了上述优先级别以外，还有以下几种情况转供策略不出现。

（1）开关上挂有禁止操作的标志牌，则此转供策略将不出现在方案中。

（2）开关不可控，则此转供策略不出现在方案中（功能可根据参数设置，也可不启用,sel_reform_yk_only设置）

（3）从隔离开关出发的转供路径上，有开关保护状态异常但保护信号处于动作状态，为了安全起见，该方案将不会出现在转供策略中。

3、扩大隔离范围原则

扩大隔离范围的原则有以下几点：

开关上个挂有禁止操作属性的标志牌。

保护通道工况异常（工况退出/可疑/非实测）

开是否可控（可配置，可控是指遥控关系表中该设备存在点号且大于-1。参见备注）

自动执行方式下，在遥控开关拒动时，自动扩大隔离范围（可配置）

3.1甩负荷（可配置）

3.1.1甩负荷原则

当转供路径电源可供容量无法满足要求时，系统将按照配置生成甩负荷方案，甩负荷方案遵循的原则如下：

a、优先等级排序分类：按照重要等级排序。

b、按照最小甩负荷数量进行：此时甩负荷从最大的负荷开始甩，这样可以满足甩掉的负荷数尽量最小，但存在一定问题，可以在接受范围内。

c、按照最小负荷值：负荷从最小负荷开始甩起。

3.1.2配置方法

1）为固定方式，甩负荷均先按照重要等级排序，方法2与方法3可以根据参数drop_load_type设置（0为负荷从最小负荷开始甩其，1为负荷从最大负荷开始甩起）。

2）甩负荷可选开关配置：甩负荷的开关，可仅选择本侧可甩负荷开关，也可考虑对侧可甩负荷开关，通过参数drop_load_with_reform_load设备。参数为1时代表甩负荷同时考虑恢复电源侧负荷开关。参数为0时代表甩负荷时仅考虑本侧负荷开关。

3）人工调整甩负荷开关：当用户对给出的甩负荷方案不满意时，可以点击界面上的重新选择甩负荷设备按钮，重新进行甩负荷的选择。

点击该甩负荷设备按钮时，将推出本方案中所有可甩负荷的设备列表，用户通过按钮添加的方式重新选择甩负荷开关，在每一次选择设备时，界面会计算总体甩负荷总量是否满足本方案的要求，如果不满足要求，在点击确定按钮时，将提示用户不满足要求，是否需要继续的字样。

三、结论

从主站角度来看，主要完成的是馈线故障处理功能。包括故障分析、故障定位、故障隔离、非故障区域负荷转供几个环节。

OPEN-3200系统的馈线故障处理功能具备离线、在线、仿真三种运行状态，支持故障的交互、自动两种处理方式。

参考文献：

[1]王士政，电网调度自动化与配网自动化技术。北京水利水电出版社，2008.236-237

[2]李军化等，配电网新技术与新设备指南（EB/OL）。北京水利水电出版社，2011.410

[3]刘淑磊、施亚林，馈线自动化及其在济南智能配网建设中的应用。济南供电公司.山东省济南市.250012.2012-12-18