基于目标网架的配电自动化建设方案研究

基于目标网架的配电自动化建设方案研究

仝新峰张俊娜刘莎杨静

（国网昌吉供电公司新疆昌吉831100）

摘要：配电自动化是提高供电可靠性的重要手段，也是智能电网的重要组成部分。但是由于早期配电网自动化技术不够成熟、通信手段落后和早期配电网架存在缺陷，而且在管理方面也缺乏指导配电自动化规划、设计、建设、运行和维护的标准和规范，严重影响了配电自动化的发展。有鉴于此本文从分析配电自动化建设中存在的问题入手，浅论基于目标网架的配电自动化建设方案，希望研究能够促进我国配电自动化的发展。

关键词：配电自动化；建设方案；目标网架

电力通信网络是保障电网指挥系统顺畅、提供通信功能的基础网络，也是保障可靠供电和电能质量的有效措施，因此以现有通信传输网络为依托，建设结构合理、覆盖广泛的配电通信网，是实现配电自动化、智能化的重要基础。但是由于种种原因，我国配电自动化系统建设中还存在些许问题，本文就从研究问题入手，提出基于目标网架的配电通信网建设方案。

一、配电自动化建设中存在的问题

配电自动化系统在建设过程中仍面临诸多问题，主要体现在多专业融合及协同工作，以及配电自动化系统功能的实现与一次网架结构、设备水平、通信网络、信息交互等方面。

首先在一次网络结构及设备方面。由于经济的快速发展，我国许多城市近年负荷增长迅速。但是配电网发展却相对滞后，造成线路和变电站负载较高。特别在负荷高峰时候，多条线路不能实现负荷的全部转供，成为制约配电自动化功能发挥的瓶颈。而且目前在没有新变电站布点的情况下，配网网络不规范。按照二次随着一次改造的思路，试点区域内部分配线仍难于开展配自建设。已有系统也存在开关投运年限较长，设备型号多样，更换改造投资巨大。

其次是在配电自动化系统中，由于配电自动化线路覆盖率、终端设备覆盖率低，导致部分地区配网设备及运行情况无法兼顾，无法形成规模效应。而其余地区配电网缺乏必要的信息采集手段，对配电设备基本处于“盲调”状态。

第三是信息系统集成情况，虽然我国许多城市配电生产相关信息系统包括调度自动化系统、生产管理系统（PMS）、电网GIS系统、配电自动化系统、营销业务系统，这些系统都已经在生产、运行以及管理中得到了良好的应用。但是各系统间的信息集成度不高，信息和资源交互性较弱，存在“信息孤岛”，导致部分综合性应用无法实现。除此之外还存在通信技术和网络无法满足配电自动化所有层次的需求、配电自动化运维检修能力较弱等问题。

二、基于目标网架的配电自动化建设方案

对于不同的中压网架结构下的某一馈线自动化模式的实现过程、配置原则与故障定位、隔离和恢复非故障段供电的时间是不同的。馈线自动化建设模式选择应综合考虑供电可靠性要求、网架结构、一次设备现状及通信条件等情况，合理选择馈线自动化建设模式。

1.架空线路不同中压网架结构下集中式馈线自动化的配置原则

下图为架空单联络电网结构下集中式馈线自动化的配置原则，QF1、QF2为变电站出口断路器（或重合器），Q11、Q12、Q21、Q22均为线路上的分段开关，Qt为联络开关，处于分闸位置。出口断路器配置RTU（远程终端装置），各个分段开关和联络开关均配置具有保护功能的FTU。本方案需要上级主（子）站、通信系统、测控终端的相互配合完成；终端需要配置不间断电源，可以由FTU中的蓄电池提供，具有独立储能回路的开关，其储能电源可以采用由PT提供的交流220V。分段开关和联络开关类型可以为负荷开关或断路器。通信系统采用高效可靠的通信系统，一般采用光纤通信方式。

图1架空线路单联络线路下的集中式馈线自动化方案图

假设F点发生故障，出线断路器QF1保护动作，如果是瞬时故障，QF1重合后线路恢复供电；如果是永久性故障，QF1重合后再次断开，启动主站DA功能。具体的过程是：各终端将采集到的故障信息上传到主站；Q11有故障电流流过，Q12、Q21、Q22、Qt没有故障电流流过，主站确定故障发生在Q11、Q12之间；主站系统发遥控命令使Q11和Q12断开，隔离故障区域，闭合联络开关Qt，恢复故障区域右侧供电，闭合出线断路器QF1，恢复故障区域左侧供电。

对于其他架空电网结构下的集中式馈线自动化的配置原则与以上方案中的配置原则一样，出口断路器和各个分段开关和联络开关均配置具有保护功能的FTU。需要上级主（子）站、通信系统、测控终端的相互配合完成；终端需要配置不间断电源，可以由FTU中的蓄电池提供，具有独立储能回路的开关，其储能电源可以采用由PT提供的交流220V。开关类型可以为负荷开关或短路器。通信系统采用高效可靠的通信系统，一般采用光纤通信方式。

2.电缆线路不同中压网架结构下集中式馈线自动化的配置原则

如下图所示为电缆单环式电网结构下集中式馈线自动化的配置原则。正常情况下，联络开关Q22处于分闸位置。环网柜进线采用电动负荷开关，出线采用负荷开关加熔断器的配置。电缆出口配置RTU，每个环网柜内均配置带保护功能的FTU。通信系统采用高效可靠的通信系统，一般采用光纤通信方式。

图2电缆单环式线路下的集中式馈线自动化方案图

下面以F点发生永久性故障为例，说明以上单环式电缆线路上的故障处理过程。故障发生后，变电站出口断路器QF1跳开后重合，由于故障仍然存在，QF1再次跳开，主站系统根据远方终端设备送上来的故障检测结果，判断出故障点的位置，遥控分开故障段两侧开关Q12与Q21，隔离故障区段，然后合上QF1及联络开关Q22，恢复所有的环网柜供电。

对于其他电缆电网结构下的集中式馈线自动化的配置原则与以上方案中的配置原则一样，电缆出口配置RTU，每个环网柜内均配置带保护功能的FTU。通信系统采用高效可靠的通信系统，一般采用光纤通信方式。配合主站或子站进行遥控，对故障区段进行快速隔离。

三、小结

通过开展配电网自动化，首先解决大多数地区仍存在的盲调问题，同时通过配电自动化建设大幅度提升配电网设备的自动化、智能化水平，提高运行维护人员对配电网运行状态的监控能力，应用馈线自动化等功能提升配电网故障和事故处理能力，显著提高供电可靠性。

参考文献：

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[2]宋若晨.基于环间联络和配电自动化的配电网高可靠性设计方案[J].电网技术，2014，07：1966-1972.

[3]刘健.中国配电自动化的进展及若干建议[J].电力系统自动化，2012，19：6-10+21.