新型配电自动化远方终端设计方案

新型配电自动化远方终端设计方案

吕波许家宝宁学渊

（国网大连供电公司辽宁大连116041）

摘要：随着社会及经济的发展，人们对于电力的需求越来越大，对于电能的质量以及运行的可靠性也有了越来越高的要求。但是在实际工作中，电力在输送过程中出现的电压波动以及停电都会给人们带来极大的不变，给社会经济与国家经济造成巨大的损失，因此我们需要采取措施来对配电网系统的运行实现自动化控制。在过去几年城市配电网规划过程中，由于受到条件的限制，人们并没有将自动化技术纯熟的应用在设计当中，对于配电系统中的各个零部件也没有充分的认识，这就导致电力系统在运行过程中极易出现故障，无法适应当前社会发展的要求，因此我们很有必要将自动化技术应用在配电系统中，并对其加以研究。

关键词：配电网；自动化设计方案

一、配电网系统实现自动化的作用及意义

在现代化社会发展中，自动化是配电网系统运行及发展的必然趋势，在采用自动化技术设计与建设配电网系统的过程中，它具有以下几点作用：

（1）新型配电网中采用自动化技术能够保证整个电力系统的正常运行

在设计与建设配电网系统的过程中，我们通过采用先进的远程监控技术以及电子技术可以对整个电力系统的运行进行监控与管理，保证电力系统正常而又安全的运行，避免造成较大的经济损失。

（2）能够满足人们对供电质量的要求

在城市发展过程中，我们采用自动化技术来对新型配电网系统进行设计，一方面需要引进各种先进的技术与设备，另一方面要求满足用户对电力的要求，对整个电力系统合理、有效的控制，避免电力在输送过程中出现故障问题，给用户的生活与工作带来不便。

（3）降低电力系统电能的损耗

要想促进城市经济的健康发展，保证电力输送的质量以及供电能力是最基本的条件，也是避免给用户造成较大影响的主要方式。因此我们很有必要在配电网系统当中采用自动化技术，从而有效的控制其运行的状态，避免因停电而给用户造成影响。采用自动化设计方案能够减少系统中故障的发生率，即使发生故障也能够自动隔离故障并修复。

二、配电自动化现状

我国的配网自动化仍处在起步阶段，大多数地区的试点工程主要以馈线自动化为主，功能较为单一：在系统集成上，各个单项自动化自成一体，缺乏综合考虑；在应用层次上，还仍处于初级发展阶段，缺乏高级应用，如网络重构、自动无功电压调整还处在理论研究阶段。

配电自动化有三个基本的功能要求，即对配电网进行安全监视、控制和保护。安全监视功能是指通过采集配电网上的状态量（如开关位置和保护动作情况等）和模拟量（如电流和功率等）以及电度量，从而对配电网的运行状况进行监视。控制功能是指远方控制开关的合闸或跳闸以及有载调压设备升压或降压，以达到满足电压质、无功补偿和负荷平衡的目的。保护功能是指检测和判断故障区段，并隔离故障区域，恢复正常区域供电。

三、配电自动化案例设计

1.案例特征

案例城市主要特征：100万人口城市、面积06万km2（其中主城区近85km2，包含其中的城市核心区7km2）。城区电网调度监控、生产运行维护主要靠人工和经验，没有相应的配电自动化手段，迫切需要建设。

2.设计水平年和规模规划

1）设计水平年：5a；远景年：10a。

2）设计规模和目标：①新建配电自动化主站系统、信息交互总线；②改造配电网环网柜箱体、柱上开关加装电操机构、配套电流和电压互感器等辅助设备，勾通分支箱外接电源；③新建配电自动化终端、配电通信系统，在主城区实现配电自动化遥测、遥信和遥控功能；④在此基础上，核心区实现馈线自动化。工程统一规划分步实施，原则上实施和运行同步。实现建设配电调度指挥及配电网生产运行检修管理统一技术支持体系的目标。

3）工程覆盖城市主城区域所有配电网支撑电源（变电站）及以下配电网。区域内开关站、环网柜、柱上开关、用户分界隔离装置全部实现遥测、遥信和遥控（以下简称三遥）；电缆分支箱实现遥测和遥信（以下简称二遥）。信息交互满足配电网信息集成化综合管理、生产运行检修管理、配电调控一体化管理机制等运行需要，包括交互营销数据采集系统关于配电变压器相关电气信息的应用。

3.主站系统

（1）信息量规划

第1阶段，“十二五”初期配电自动化主站系统实时接入和处理信息量60万点；第2阶段，根据城市配电网“十二五”规划，中期主站实时接入和处理信息量80万点；第3阶段“十二五”末期达到100万点。

（2）规模控制

按第3阶段需求一次性建成，系统选型和配置满足3万个配电自动化终端信息量的接入要求；主站系统支撑调控一体化模式和生产运行检修指挥系统运行；具有多种通信方式的接入能力，包括光纤通信、无线专网、公网通信；具有对所辖区域无人值班变电站的后备监控能力。考虑运行需求，主站（包括信息交互）系统机房异地部署。配电网调控和生产运行检修值班工作站采用远方工作站子网形式部署。

（4）体系结构

按照基础平台、支撑平台、应用功能分层构筑主站软件体系。模块化设计如图1所示。

（5）功能

按照七大模块设计，包括系统支撑平台、SCADA应用、FA应用、安全部署与Web发布、配电网监控与运行维护应用、配电网扩展应用、配电网仿真与多态应用。

4.配电通信系统

（1）规划设计目标

以智能配用电需求为导向，建设高速、双向、规范、具有良好扩展能力的配用电通信系统。

（2）通信技术选择和设计

配电通信网选择以光纤通信以太无源光网络（EPON）技术为主，变电站上联以太网交换机或利用同步数字体系/多业务传送平台（SDH/MSTP）资源，根据需要适度利用和共享部分电力骨干通信网光缆资源。满足主城区配电自动化“三遥”功能对通信提出的高要求。极个别光缆敷设困难的配电终端采用中压电力线通信。配变采集终端通信保留营销体系部署的通用分组无线电业务（GPRS）方式。

（3）EPON组网设计

组网设计采用接入层、汇聚层、核心层3层网络结构。接入层主要是EPON通信接入设备光节点（ONU）、光配线网络（ODN）和光线路终端（OLT）之间通信；汇聚层主要设备为EPON的OLT及4个区域供电单位汇聚以太网交换机或站端SDH/MSTP之间通信；核心层主要设备为汇聚以太网交换机与核心路由器组网或局端SDH/MSTP之间通信。

（4）配电通信组网拓扑

EPON的拓扑结构采用ONU双向手拉手保护拓扑、双向环形保护拓扑、双光芯同光缆环网保护拓扑、单向无保护放射形拓扑等多种方案。变电站OLT采用星形拓扑、环形拓扑和“星形+环形”拓扑结构。

（5）光缆设计

配电通信充分利用主网光纤通信网络资源，在相关变电站之间完善光缆形成双路径环网。架空和部分下地或全架空段采用24芯全介质自承式光缆；全程下地部分采用24

芯普通非金属阻燃光缆。光芯路径设计考虑施工工艺的限制和今后扩展预留，单条线路光缆总熔接次数不超过10次/芯。

四、初步成果

按照上述规划设计，该大型案例已经付诸试点建设。取得的主要

成果包括：①统一规划设计符合实际需求的配电自动化且一次性建成投运含600余个配电自动化终端规模；②建成IEB并为能量管理系统（EMS）等多业务系统建立了必要的信息集成条件；③运行1000km配电通信光缆，100km2部署FA并投运，自动模式下FA动作全过程时间最快仅为30s。系统应用为调度和生产运行维护中心提供了良好的技术支撑，达到了设计目标，现已通过相关机构和专家验收，应用良好。3个月基本运行统计结果如表2所示。

五、结束语

随着国民经济的高速发展和改革开放的深入，电力用户对电能质量和供电可靠性的要求越来越高，电压波动和短时的停电都会造成巨大的损失，所以10KV中压配电网的自动化设计就显得尤为重要，因此，需要在结合电网改造中实现自动化，以提高电网的管理水平，向广大电力用户不间断的提供优质电能。

参考文献

[1]万里科.继电保护在变电站中的应用[J].中国高新技术企业.2010（13）

[2]王云霞.关于电力系统电压与无功补偿问题探讨[J].现代经济信息.2009（16）