配调一体配网自动化系统的设计与实现郭智毅张欣

配调一体配网自动化系统的设计与实现郭智毅张欣

郭智毅张欣

（安阳优创电力设计院有限责任公司河南安阳455000）

摘要：以满足电力行业的优化需求为先，配网自动化系统需要结合当地具体情况进行最优方案设计，即在保证用电质量、降低用电损耗的基础上，对配电网的设置进行简化处理，以降低投资成本、使能源得到更加充分的利用。配电自动系统的设计与应用，可以大大解放电力人员的劳动强度，提高工作效率，是未来电力行业发展的一大趋势。

关键词：配调一体；配网自动化；设计与实现

配电自动系统的设计与实施可以一定程度上解决电网监测过程中的问题，从而保障了人们的用电感受，以充分提升企业的配电能力。同时，实行配电自动系统也可以及时发现电力系统的故障问题，并切实解决，降低了电力从业人员的工作力度，提高了他们的工作效率，进而确保了电网运行的可靠性、安全性以及稳定性。总而言之，配电的自动化系统提升了电力企业的经济效益水平，为此其优化设计也具有一定的必然性。

一、配调一体配网自动化系统存在的问题

1、检测时频繁停电。当前企业供电性能较低的主要原因便是检测配电网过程中经常发生停电事故，且停电次数较多、持续时间较长，以致拉低了配网的管理水平，因此，改善配电检测过程中频繁停电现象已经成为配网自动化系统设计的主要发展方向。

2、无法实现资源整合。目前我国存在大量的供电企业，但却无法进行资源整合工作，且这些企业普遍缺乏统筹意识，甚至各自为政，没有实现资源信息的共享，以致彼此之间的信息交流具有很多障碍，无法确保配电网的管理水平，也无法确保电网数据的准确性与可靠性。

3、电力设备不相匹配。目前，我国电力设备配置存在新旧不一的情况，且不同的版本的用电设备，运行时产生的网路运输量也有所不同，以致主控方与受控方的信息传递出现故障，而不一致的信息也使得系统之间无法实现兼容，进而影响了电力系统的正常运行。

4、管理机制不合理。当前我国的电力行业缺乏科学合理的管理机制，依然使用传统的管理机制，即专业的垂直管理，无法实现横向的条块结合与分工协作。同时，在设计配网自动化系统时，也只注重表面形式，没有考虑用电用户的实际需求，以致其管理机制方面存在很多问题，进而影响了配网自动系统的实行效果。配网自动化系统的应用十分广泛，且具有较大的投资规模，因而其发展既应考虑目前的实际应用，也应遵循未来的发展方向，为此应切实提升电力企业技术与管理方面的水平，以确保配电自动系统可以实现更为完善的发展。

二、配电自动系统的设计与实现

1、设计原则。配电自动系统的构建要遵循“结构分层、功能分级、布置就近、信息集中、控制可靠”五项原则，如搭建积木一般将配电子系统按不同时期分批加入配电系统，以达到配电系统可持续扩展的发展需求。其具体设计原则如下：1）统一规划各种资源如设备和信息等，进行数据的实时共享，以避免资源的浪费。2）利用系统结构分层的特点，完善系统的功能扩展和性能提高，达到系统的现有的先进性和远期发展要求。3）保证硬件设备的先进性。4）计算机系统选择Unix，以保证配网系统可以进行跨平台操作，有利于一体化技术的推广。

2、结构设计。配电自动系统作为一个分层分级式的监控管理系统，可以分为中心配调层、变电站层、中压网层和低压网层四层。1）中心配调层。配调中心在配电自动系统中具有最高权限，对其下所有电网行以指挥功能。其本质是一个由众多服务器组成的工作站，这些服务器共享于同一个数据库，又在配电网中实行着不同功能。为了适应国际工业规范，配调中心层的操作系统多为WindowsNT，辅以管理软件、通信软件、电力监控软件等各种软件进行配电网的自动化管理。中心配调层的体系非常开发，可以进行功能扩展和不同系统的兼容，由此，进行配电自动化系统设计时，需要对数据库接口标准、数据管理实时性和查询指令的灵活发布性进行针对性的设计。2）变电站层。变电站层是仅次于中心调配层的重要层次，中心调配层直接作用于变电站层，其本质是局域网，负责协调中心层与变电子站的通信。变电站层设计需要兼顾以下两方面：分层所得信息，变电站层在能力范围内自行处理，在缓解中心配调层的工作强度的同时，减少变电子站的依赖惰性；遥控终端单元进行故障处理，开闭断路器。对此情况提出两点建议：一是完善现场的装置功能，加载通信设备；二是新建具有通信功能的新型设备。3）中压网层。中压网层隶属于变电站层，受其直接作用，以10kV为分界进行电网检测和控制。中压网层是配电自动系统的关键层次，中压网层实施效果的好坏就代表了配电自动系统的设计成败。其设计的重点在于如何对控制方式与通信方式进行正确的选择。根据国内现有设计情况，通信方式可以选择高效快速的光纤与天然适用性良好的载波两种进行混合使用。4）低压网层。低压网层是配电自动系统的最后一层结构，主要对变压器的低压侧进行监测和控制，并进一步延伸到对各负荷节点的监测，如负荷监测与电表抄录。完成监测后，通过中间的中压网层和变电站层，与中心配调层进行通信。由于低压网层的主流通信配置还是双绞线和低压载波，前者的敷设极有难度，后者的应用又不便推广，导致低压网层与以上各层的通信受到了极大限制。

3、配调一体配网自动化系统信息传输方式。在系统组成不同层面之间通过通信介质建立相应的联系，实现数据信息的有效传输和交换，最终达到对整个配调系统的最优管理。通常采用的信息传输方式包括下述几种：第一、主站和配电子站通过光纤以太网的方式进行连接，子站和变电所通过串口实现数据信息的传播；第二，馈线终端采用串口方式经光纤接入子站；第三，不同层面执行不同的功能，主站主要对电网运行状态进行监测、故障处理等，子站主要是实现信息传输与转发等；配电终端主要实现信息数据的采集、执行遥控命令等；第四，不同层面通过介质实现信息交换，共同形成有机整体，实现配调一体自动化各种任务。

三、配网自动化系统的未来发展

未来配电自动系统必然会面向自动化、信息化以及一体化的方向发展，并最终实现配电自动系统与FA系统、光纤通信等技术的结合。首先，应在配电网自动系中应用SCADA技术，并发展出新型的受控端，以及时、快速、有效的采集电网信息，并进行综合处理。同时，应用综合受控端，也实现了少量高效目标，减少了受控端的规模，进一步简化了配网系统，从而确保了电网数据的准确性。10kV以上的配电系统也具有规模较大的受控端，因而要求较高的通信能力。为了实现配网自动系统的实时监控，就需要容量与荷载能力较大的通信系统，为此，先进的IP通信技术以及传输速度较快的光纤通信也将被应用至自动化系统中。其次还应在配网自动系统中应用云计算及智能电网技术，以确保提升供电系统的经济效用，实现配网自动系统的实时优化。再次还应应用分布式电源FA系统，根据负荷的差别实现电源的具体分布，以便降低电网损耗，提升电能效率。由此未来的发展趋势必将是输电与配电系统的完全分离，杜绝发生电力企业的垄断情况。最后，还应实行实时的信息搜索，确保紧跟国际电网的信息标准，使配电系统逐渐实现智能化，以充分保障电网的安全运行。

配电自动系统的设计与实施，可以缓解电网检测造成的不良影响，改善人们的用电感受，使得电力企业的配电能力得到了提高。通过配电自动系统的应用，电力故障得以实时发现和解决，电力行业人员的工作强度也随之降低，工作效率也相应提高，以便保障电网质量水平，提高供电质量和电力企业的经济效益。

参考文献：

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[3]盛开楠.关于配网营配调一体化管理配电台区的信息管理系统研究[D].济南:山东大学,2015(11).