城市配电自动化主站系统功能研究

城市配电自动化主站系统功能研究

蔡明明陈峰黄蓉张志伟

国网江苏省电力有限公司盐城供电分公司江苏省盐城市224100

摘要：城市配电自动化系统的良好运行需要高效的规划工作作为铺垫。本文从阐述城市配电系统自动化规划中存在的问题入手，对城市配电系统自动化规划优化对策进行了分析。

关键词：配电系统；配电自动化；电力系统规划

在城市配电系统自动化的完善过程中良好的规划工作始终是其重要的奠基石。而城市配电系统自动化的规划首先需要对于这一工作的中存在的问题进行确认，然后以提出优化对策为前提对于城市配电系统自动化规划进行进一步的研究。

1、配电自动化系统概述

所谓配电网自动化就是：利用现代电子技术、通信技术、计算机及网络技术与电力设备相结合，将配电网在正常及事故情况下的监测、保护、控制、计量和供电部门的工作管理有机地融合在一起，改进供电质量，与用户建立更密切更负责的关系，以合理的价格满足用户要求的多样性，力求供电经济性最好，企业管理更为有效。

传统的配电网运行管理依靠大量的人力，费时费力、工作效率低、缺乏实时性。为了解决这一问题，采用现代化的传感测量技术、通讯技术、计算机信息技术和自动控制技术是必要的，通过采用先进的传感器、计量表、数字控件和综合分析软件来实现自动监控电网、优化电网性能、防止断电、快速恢复送电等功能。

配电自动化的功能应包括配电网络的数据采集与控制/SCADA），馈线自动化（FA，即故障定位、隔离、非故障区段的供电恢复）、负荷管理、地理信息系统（AM/FM/GIS）、配电应用分析（PAS）等。实施配网自动化可以大幅度提离供电可靠性，同时具有减人增效，降低经营成本的作用：远期的意义即针对在良好一次网络的基础上的自动化系统可优化运行，保持能量平衡，减少尖峰负荷：进而具有推迟新建项目的潜在经济效益。

2、国内外研究水平综述

目前全省乃至全国配电网运行管理技术支持水平相对较低，部分地市公司在EMS平台上做了一些配电网合环计算等有益的探索和尝试，但由于目前应用的OPEN3000系统中10kV配电网模型不全甚至空缺，相关功能实现需要过多的人员干预，分析的准确性也较难保证。相关深入的技术分析工作如配电网电压分布、转供能力评估、对未来规划电网分析等更能更是无法实现。国内外合解环潮流分析计算的应用都集中在地调层面、主网上，真正实用化的配网合解环分析应用不多见。

3、存在的问题

目前地区电网的运行监视手段为SCADA/EMS系统，计算分析手段主要是EMS系统的调度员潮流和运行方式离线计算，控制手段主要为调度预案、运行控制极限和安装自动装置等，10kV配电网运行监视手段较少，主要依托配电MIS和配电网防误操作系统。而防误操作系统中仅有10kV层面的电网接线图，由于相应的检测较少加之与EMS数据未实现共享，相应分析功能基本空缺。随着地区电网规模的不断扩大，调管设备快速增多，调度运行人员对地区电网的实时运行状态和设备运行状况掌握程度不断下降。因此亟需建立配电网调控技术支持系统，提高配电网运行管控能力，进一步提高配电网运行管理精益化水平。

利用SCADA系统从三区获取系统的断面数据E文件，结合EMS系统的SVG和CIM文件，作为配电网分析的初始条件，在配电网防误操作系统上构建相应技术支持模块，主要包括电网合环风险在线评估、故障位置辅助研判、电网运行方式辅助分析、电压水平分析、重要用户管理等相关配网调度运行技术支持功能。在此基础上，建立配电网仿真分析平台，进行电网规划校核、可靠性分析评估、配电网线路转供能力分析等辅助分析。可利用该平台展开电网规划方案评估，模拟未来电力负荷的增长情况，对规划方案展开评估，确定规划方案的不足和缺陷之处，并有针对性的对规划方案进行整改，提升配电网规划、运行的和谐对接。

4、实施方案

4.1接口开发

建立与EMS系统的数据接口，在本系统服务器上开通FTP目录，EMS系统模型数据定时输出至本服务器，本系统解析后结合本系统的配网图形数据构建完整的配电网网络拓扑模型（另：与SCADA实时数据接口在防误系统建设时已经接通）。

4.2.建立数据库

配网潮流估算模型为：合解环环两侧母线、两侧线路；需要的参数有母线的总负荷、合环线路的负荷、合环线路的阻抗。其中母线的总负荷、合环线路的负荷均可以从SCADA系统获取，合解环线路的阻抗需要在防误系统中进行维护。因此，需要建立这些参数数据库，以存储线路的阻抗参数（包括线型、公里数）、以及为了获得线路实时负荷所需的线路测量点号。因此，数据库方面需要新增如线型表、负荷表等。

4.3.参数维护功能

包括可以维护线路线型、长度、阻抗、运行限额（电流或者功率）、对应的点号（P、Q、Iorderno）等参数。

线路属性维护：可以选中任一段线路进行属性的维护，包括线形、长度等。

线型维护：主要对常用线型的电阻、电抗等参数进行定义。

负荷属性修改：可以修改负荷的位置（前、中、后）等。

PV节点设置：系统自动调出来自EMS系统的模型数据，列出系统所有节点，选择连云港地区的PV节点确人后完成设置。

4.4.功能设置

在调度员使用的操作界面中，增加相应的功能菜单，实现对应的功能。

1）合环/解环潮流估算：需要合解环两侧线路的全部参数都已经维护进去或者通过SCADA系统已经正确获取，此时调用合解环潮流估算模板，进行估算，估算的结果显示出来。若参数有缺失，系统会给出提示。

2）典型潮流估算：线路资料不需要一段段全部录入，采用估计的方式，如：线路类型是纯电缆、架空线还是混合型，线路长度是短还是长以及开关在合环线路中的位置、负荷的位置等，在用户确定好这些条件后由系统按照模板进行估算，给出参考答案（系统给出的答案可以做上浮处理）。

3）“合解环潮流估算记录”查询菜单，用于调出该开关历史估算记录。

4）故障位置辅助研判：根据监控系统的警告信息自动定位到对应的配网线路，系统自动打开对应的线路链路图供调度员查看。

5、结论

以EMS数据为基础，依托防误操作系统的配电网模型及系统构架，研发相关调控技术支持模块，将防误操作系统拓展为配电网调控技术支持系统。主要实现配电网合环电流计算及风险在线评估、运行方式辅助决策、电压水平评估、规划未来电网分析评估等功能。通过项目的实施可提高配电网合解环操作的成功率，从而提高系统的供电可靠性，减少停电损失，提高经济效益，提升调度运行管控水平，实现规划电网的科学评估，提升配电网规划水平。本项目投运后，能够利用系统的计算结果有效地反映电网的运行情况，为调度人员进行合环操作提供指导，从而可以有效地避免因合环而引起的运行问题，进而有效地提高输配电系统的供电可靠性。

参考文献：

[1]李霞、范昕林.配电自动化系统的发展与展望[J].黑龙江科技信息2007.02

[2]黄振洲.电力系统配网自动化的技术分析[J].广东科技，2008，08（194）

[3]闫怀成.论配网自动化的应用[J].广东科技，2008，09（196）

[4]高绚，韩秀英.配电自动化系统中信息采集和通信规约的应用[J].新疆电力科技，2008.2