劉立英 蔡超 王瑋

【摘要】本文主要闡述了配網(wǎng)自動化系統(tǒng)現(xiàn)狀和作用，重點分析了配網(wǎng)自動化系統(tǒng)主站應用和站端自動化設備建設難點問題，提出了系統(tǒng)擴展方案通過擴展部分高級應用功能，實現(xiàn)配電網(wǎng)運行狀態(tài)分析和優(yōu)化運行，提升配網(wǎng)運行的智能化化水平。

【關鍵詞】配網(wǎng)自動化;系統(tǒng)應用;解決方案

配電自動化系統(tǒng)，亦稱配電管理系統(tǒng)（DMS）或配電自動化/需求方管理系統(tǒng)（DA/DSM），是包括110/10kV變電所的10kV饋線，開閉所、二次 配電站和用戶在內的配電系統(tǒng)的整體數(shù)字自動化與能源管理系統(tǒng)，通過這一系統(tǒng)來完成對配電同一用戶（尤其是城市電網(wǎng)—用戶）的集中監(jiān)視、優(yōu)化運行控制與管 理，達到高可靠性、高質量的供電，降低供電成本和為廣大用戶提供優(yōu)質服務的目的。廊坊供電公司配電自動化系統(tǒng)主站硬件為IBM P550服務器+磁盤陣列，UNIX操作系統(tǒng)，工作站采用unix、windows、Linux系統(tǒng)，采用Oracle數(shù)據(jù)庫軟件，系統(tǒng)實現(xiàn)SCADA功能、饋線自動化功能、智能操作票功能、調度日志功能、GIS和配電工作管理功能。

1.配網(wǎng)自動化系統(tǒng)作用

1.1 配網(wǎng)SCADA功能

配網(wǎng)SCADA功能是對市、區(qū)內10kV饋線上各個監(jiān)測點（如分段開關、電容器開關、手拉手開關等）線路上運行參數(shù)進行 遙測，對開關進行遙控，以便實現(xiàn)集中監(jiān)控和實施配網(wǎng)自動化功能（DMS），配網(wǎng)SCADA是配網(wǎng)自動化的基礎，是實現(xiàn)DMS的先決條件，它與地區(qū)調度系統(tǒng) 的主要區(qū)別在于采用大量智能儀器分散放置在室外10kV線路的桿上，通過高可靠有效的數(shù)據(jù)通訊設備將它們同主站連在一起，再通過運行一整套DMS軟件來實 現(xiàn)所要達到的目標，因而總體來說配網(wǎng)自動化系統(tǒng)較電網(wǎng)調度自動化系統(tǒng)更為復雜。

1.2 對10kV饋線的快速故障診斷、隔離和自動恢復供電功能

配網(wǎng)自動化系統(tǒng)是一套對10kV饋線故障區(qū)段進行自動判別、隔離自動恢復供電的程序，分由變電所監(jiān)控機來實現(xiàn)和由控制中心主控計算機來完成兩種方案，所要達到的目標 是在饋線發(fā)生故障后的數(shù)十秒鐘內完成對故障線路區(qū)段的分離和完成部分的恢復供電，程序還應完成最佳供電路徑的選擇，以保證恢復供電后的電壓水平和運行安全 性。根據(jù)需要，可以開發(fā)故障點定位算法，以便快速確定故障點的具體位置。

1.3 無功/電壓控制，配網(wǎng)潮流分析計算

開發(fā)適用于配電網(wǎng)的潮流計算方法，結合10kV饋線配置的電容器組實現(xiàn)電壓/無功自動控制，以便提高電壓合格率和降低配網(wǎng)網(wǎng)損。

1.4 網(wǎng)絡拓撲分析及最優(yōu)開關程序，在滿足安全性的前提下，通過配網(wǎng)網(wǎng)絡的最優(yōu)潮流分析，確定出在各種條件下對應的最佳運行方式。

1.5 GIS/AM/FM的聯(lián)網(wǎng)、應用與開發(fā)

GIS是基于地理坐標的信息系統(tǒng)，在配網(wǎng)自動化中占有重要地位，GIS技術的開發(fā)目標主要是以地理圖為背景的動態(tài)實時監(jiān)控系統(tǒng)，這為配網(wǎng)的實時監(jiān)控和管理提供了極大的方便。

2.配網(wǎng)自動化系統(tǒng)應用的難點

近幾年來，我國輸電網(wǎng)的自動化程度已有很大的提高，地調系統(tǒng)已基本普及，縣調系統(tǒng)、無人值守變電所和變電所綜合自動化的建設也發(fā)展很快，但是，配電網(wǎng)的自動化程度和水平仍然很低。

2.1 配電網(wǎng)仍然得不到足夠的重視，管理水平低，投入少

在我國，人們往往形成一種錯覺，覺得配電自動化系統(tǒng)比輸電網(wǎng)自動化系統(tǒng)簡單，重要程度低，所以投資少。而實際上恰恰相反，配電自動化系統(tǒng)不但比輸電網(wǎng)自動化系統(tǒng)對于設備的要求高，而且規(guī)模也要大得多，因此建設費用也要高得多。在發(fā)達國家，發(fā)電配電的投資比例是1：0.7，而我國只有1：0.12，因此，觀念上的滯后是制約配電自動化發(fā)展的主要因素。

2.2 現(xiàn)場情況復雜，測控點多

輸電網(wǎng)自動化系統(tǒng)的測控對象一般都是較大型的110kV以上變電所以及少數(shù)35kV和10kV變電所，因此站點少，而配電 自動化系統(tǒng)的測控對象為進線變電所、10kV開閉所、小區(qū)變電所、配電變電所、分段開關、并聯(lián)電容器、用戶電能表和重要負荷等，因此站點非常多，這不僅會 給系統(tǒng)的組織帶來較大困難，而且在控制中心的網(wǎng)絡上，要處理這么大量的信息，特別是在圖形工作站上，要清晰地展現(xiàn)電網(wǎng)運行方式，困難將非常大;另外如此眾多的終端設備，一但可靠性不夠高、或不方便維護，則將會使電力局陷入大量煩瑣的維護工作中;此外點多量大，系統(tǒng)造價也將是一個很大的問題。

2.3 工作環(huán)境惡劣

和輸電網(wǎng)自動化系統(tǒng)不同的是，配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)絕大部分設備均需在戶外運行，工作環(huán)境惡劣，溫度要求通常在-25～75℃，耐濕度要求高達95%，另外還要考慮防雨、防曬、防雷、防風沙等因素，掛在現(xiàn)場的二次設備還要考慮振動、干擾等影響，另外，在配電系統(tǒng)中設備的投切也比輸電網(wǎng)系統(tǒng)頻繁得多，因 此，設備的可靠性、壽命、質量等要求都較戶內的高，造價也增大。

3.系統(tǒng)存在的主要問題

3.1 系統(tǒng)不滿足配電網(wǎng)優(yōu)化運行的需要

廊坊地區(qū)現(xiàn)有系統(tǒng)具備配電自動化系統(tǒng)基本功能，主要為SCADA和饋線自動化功能，實現(xiàn)了配電網(wǎng)的實時監(jiān)控和故障處理，但無法對配電網(wǎng)運行狀態(tài)進行有效分析，進而實現(xiàn)配電網(wǎng)的優(yōu)化運行，需要擴展配電網(wǎng)高級應用功能。

3.2 系統(tǒng)不滿足《配電網(wǎng)二次系統(tǒng)安全防護方案》

現(xiàn)有系統(tǒng)通過有線和無線方式與配電自動化終端通訊，目前無線通訊位于安全I區(qū)，不符合《配電網(wǎng)二次系統(tǒng)安全防護方案》要求，應在安全III區(qū)擴展公網(wǎng)采集子系統(tǒng)，實現(xiàn)安全I、III區(qū)控制的安全加密。

3.3 系統(tǒng)不滿足地縣一體化建設要求

目前，現(xiàn)有系統(tǒng)主要提供廊坊地區(qū)配電自動化系統(tǒng)主站功能，未考慮地縣一體化支撐，需要通過系統(tǒng)升級，滿足涵蓋廊坊1地8縣的地縣一體化配電自動化系統(tǒng)主站功能。

4.系統(tǒng)擴展方案

4.1 硬件架構

4.1.1 公網(wǎng)數(shù)據(jù)采集子網(wǎng)功能擴展

現(xiàn)有系統(tǒng)公網(wǎng)數(shù)據(jù)采集位于安全I區(qū)，采用終端服務器背靠背通訊實現(xiàn)網(wǎng)絡隔離。根據(jù)配電自動化系統(tǒng)安全防護要求，需對現(xiàn)有系統(tǒng)進行公網(wǎng)數(shù)據(jù)采集子網(wǎng)的構建，使之運行于安全III區(qū)，實現(xiàn)控制命令的加密認證。公網(wǎng)數(shù)據(jù)采集子網(wǎng)功能擴展如圖4.1所示。

圖4.1 公網(wǎng)數(shù)據(jù)采集子網(wǎng)功能擴展示意圖

4.1.2 地縣一體化功能擴展

目前，現(xiàn)有系統(tǒng)只具備廊坊城區(qū)配電自動化系統(tǒng)功能，在此基礎上實現(xiàn)地縣一體化功能的總體思路是：采用集中式建設模式，即統(tǒng)一的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲，集中地應用部署，實現(xiàn)基于地區(qū)、縣域的責任區(qū)管理與調控功能。

地縣一體化功能擴展如圖4.2所示。

圖4.2 地縣一體化架構示意圖

4.1.3 高級應用功能擴展

目前，現(xiàn)有系統(tǒng)具備了基礎平臺功能和實時監(jiān)控與饋線自動化功能，本方案通過擴展部分高級應用功能，實現(xiàn)配電網(wǎng)運行狀態(tài)分析和優(yōu)化運行，提升配網(wǎng)運行的智能化化水平。

高級應用功能擴展如圖4.3所示。

圖4.3 高級應用功能擴展架構示意圖

4.2 軟件功能

4.2.1 責任區(qū)管理與信息分流

4.2.1.1 責任區(qū)管理

在縣域分公司分別設立不同權限的工作站，各縣域分公司可操作對象相互獨立，互不干涉，實現(xiàn)信息分流、報警分流、權限分流等。各縣域分公司在使用上必須是嚴格的相互獨立、互不干擾，如報警窗只顯示各配電工區(qū)相應信息，不致混淆，以實現(xiàn)區(qū)域化監(jiān)控和管理。

4.2.1.2 信息分區(qū)分流

應用信息的分流技術對所有的實時信息（全遙信、遙信變位、全遙測、變化遙測、廠站工況、越限信息以及各種告警信息）能夠按照責任區(qū)管理進行有效的分流和分層處理，減輕網(wǎng)上的報文流量，提高響應速度，提高整個系統(tǒng)的性能和信息吞吐量。