配网自动化系统的设计与实现

配网自动化系统的设计与实现

李青

李青

广州南方电力集团科技发展有限公司广东广州510000

摘要：实施配电网系统自动化可提高整个配电系统的供电可靠性和服务水平，产生显著的社会效益和经济效应。因此，配网自动化系统的设计也越来越受到人们的关注，文章就对配网自动化系统的整体设计以及其中三遥功能的实现方式进行了探讨，可供参考。

关键词：配电网；系统；自动化；供电；可靠性；安全性

配电自动化可以改进电能的质量、向广大人民提供更加优质的服务、降低电力公司电能配备运行的费用、降低电力工作人员的工作强度和充分利用现有设备，大大提高了配电网运行的可靠性和效率，从而为用户和供电企业带来可观的效益，其系统的设计也越来越受到人们的关注。所谓的配电网自动化系统其实就是通过通讯技术以及计算机技术的应用，对配电网整体进行数据的远方实时采集、监控、调整（即三遥功能）的一个集成系统。基于此，文章阐述了配网自动化系统的设计原则，并重点探析了基于通讯技术以及计算机技术的自动化系统的设计及三遥功能的实现。

1配电网自动化系统

配电网自动化系统（亦称分布式电网自动化系统，即DistributionAutomationSystem，DAS）的整体架构包括层以及管理层两个部分。配电基层的主要功能是实现对配电网内各类运行数据的采集、状态参数的监控以及突发故障的分析处理，主要构成包括三部分，即变电站自动化系统、馈线自动化系统以及输配电SCADA系统。管理层主要实现对输配电的管理、电量计量、工程管理等多种高级应用。

配电自动化系统在正常参数运行时，可依据配网的实时工况数据进行优化调整，实现配网的更优化运行；当配网运行参数出现异常时，该系统能够通过对采集到的数据进行分析从而快速定位故障段以及故障原因，对故障段实现快速隔离处理，有效实现对停电面积的控制，避免对非故障区域的居民用电造成困扰；还可根据用户负载，实现对配网内有功功率和无功功率的有效补偿，提高配网运行经济性和配网内设备的利用率；可实现对用户用电量的远程抄送，节省大量人力，同时提高了准确性和企业效率，同时也方便了用户的智能用电。

2配网自动化系统的设计

在对配网自动化系统进行设计时，应遵循以下六个原则：（1）系统化原则。对配电网设计进行统一、系统的规划设计，避免在设计过程中出现信息孤岛现象，确保系统设计的效率，避免浪费资源；（2）硬件、软件层次清晰。明确划分软硬件层次，确保系统可用性、外接扩展性；（3）冗余设计理念。确保系统在某一部分出现问题后，有备用部分可以进行替代，提高系统的可靠性；（4）标准化设计。采用国际通用设计标准，以确保系统的接口通用性；（5）信息综合性。综合考虑地势、地形以及用电负荷分布等数据，进行系统结构的设计；（6）确保所设计系统可与现有自动化系统进行集成处理。

3自动化系统设计及三遥功能实现

3.1主站系统设计

图1主站硬件系统图

图1为主站自动控制系统硬件结构图。主站硬件系统主要由以下三个部分构成：（1）数据服务器（DataServer）。该部分是硬件系统的核心，其构架应当采用冗余设计进行，通常设计两台服务器，一运一备，当运行中服务器出现故障时，另一台启用。通常有两种配置方式，即双服务器镜像布置、双服务器共享硬盘的配置方式。两种方式都可以在较大程度上保证服务器运行的可靠性。（2）Web服务器。主站一般采用Web服务器形式与MIS接口。Web服务器从DAS接收实施数据，形成实时数据库，向MIS提供配电网运行信息。Web服务器同时又是MIS的组成部分，MIS中的所有节点上的计算机都可以通过标准的Internet浏览器访问该服务器，获取配电网运行的信息。（3）其他部分。主要包括配置工作站、数据接口系统等。

三遥功能的实现：（1）通过调度数据网，实现数据的调取，并在服务器中进行处理；（2）通过SCADA系统实现数据的下达与动作指令的实现；（3）通过通信网络实现数据的上传。

3.2变电分站系统设计

图2为变电分站设计硬件配置图。该分站顶层设计为分站系统，采用站内服务器，利用LAN网及WAN网进行数据的上传下达；联合站内RTU系统、馈线环网柜DTU等共同构成该变电分站自动控制系统。

三遥功能的实现：（1）站内数据通过各数据终端进行采集，并利用OPM系统进行站内数据汇总；（2）站内服务器实现数据的站内处理；（3）通过WAN网实现数据的上传；（4）对WAN网发送数据进行通讯协议转换、数据分析和处理，并通过OPM向站内发送指令；（5）控制开关量的变化，实现对动作指令的反馈；（6）实现对站内状态的实时监控。

图3通信系统构成示意图

图3为通信系统设计示意图。该系统是连接主站与调度、分站与主站、用户终端与分站之间的通信通道，也是实现三遥功能的通道。该部分是配网自动化系统的血管，要求具有相当高的可靠性与性能指标。由于配电网的复杂性以及分散性等特点，采用单一的通道进行通信具有较高的风险性。图3所示的通信网络中，采用了电力专用网络与公用GPRS网络混合设计的通信组网方式，能够很大程度上保证配电网运行的可靠性。

4广州配电网改造实例

广州供电局通过对辖区内电网进行自动化改造，初步建成了具有高度自动化水平以及先进的运行管理能力的配电网自动化系统，大大提高了配电网的供电可靠性，有效地控制了电压合格率以及相应的线损率等主要指标。该项目目前已建成处理能力达到80万点数据处理能力、功能齐全的主站系统，并利用冗余理论进行容量设计，可满足未来广州市8～10年的电力负荷增长，同时利用光纤、中压电力载波以及无线GPRS等三种方式进行通信建设，建成了以GPRS（73%）为主要通信方式，光纤通道（25%）为辅，载波通道补足的基本格局。此外，在对终端产品的选型过程中，严格遵循三性四统一的总体原则，即终端产品可靠性、可后续拓展性、后期可维护性，遵循结构、尺寸、配置以及接线方式四统一的原则，以保证系统硬件的质量。建成的系统由自动化平台、配电SCADA系统、馈线自动化以及仿真分析软件等功能构成，对故障的及时定位和隔离恢复能力有了很大提高，同时各类仿真分析及统计软件的功能充分保证了系统数据的可靠性。此外，基于GIS的配网功能对于三遥功能的实现有了强有力的基础保障，用户满意度得到明显提升，用电可靠性大大提高。

5结语

总而言之，实施配电系统自动化可提高整个配电系统的供电可靠性和服务水平，实现高效的配电管理，为用户和供电企业带来可观的效益，形成显著的社会效益和经济效应。将通讯技术以及计算机技术运用于配电网实现配电网系统的自动化是如今配电网络发展的主流方向。文章阐述了配电网自动化系统的设计原则，重点研讨了配电系统自动化的设计及三遥功能的实现，希望能够为电力行业建立和改造完善电力自动化配网系统提供一定的理论指导，可供参考。

参考文献：

[1]吴凯.探讨配电网自动化“三遥”系统的实施方案[J].广东电力.2011（05）

[2]闫新得.关于配网自动化系统设计原则及结构应用的分析[J].科技风.2014（16）