选择基于重要度排序的配电自动化终端优化布局方法

选择基于重要度排序的配电自动化终端优化布局方法

曲维杰

内蒙古电力（集团）有限责任公司包头供电分公司 内蒙古包头 041030

摘要：随着中国经济的快速发展，日常生活中对电力的需求也逐渐提高，因此，发展配电自动化，保证配电自动化系统的可靠性是配电网发展的必然举措。然而，由于不同厂家生产的终端设备及配套软件均不统一，给系统集成带来了巨大困扰，会极大地影响配电自动化系统的稳定性。基于此，本篇文章对选择基于重要度排序的配电自动化终端优化布局方法进行研究，以供参考。

关键词：选择基于重要度排序；配电自动化终端；优化布局方法

引言

配电网直接关系到我们客户的日常生活，停电可能会对正常的生产和环境造成严重影响，因此，近年来，随着配电网的数字、智能和信息水平的提高，配电网将使用配电自动化、智能集成配电终端(distribuční terminály)等技术来优化配电终端的安装位置，并在配电网的可靠性和公差之间取得平衡是非常重要的。 构建配电网自动化是智能配电网的重要组成部分，是提高配电网供电可靠性、提高电能质量和安全可靠运行的关键要素。

1配电网自动化采集内容分析

近年来随着社会经济的飞速发展，居民的用电负荷呈现不断增长的趋势，电网负荷越来越大，因此对电力系统运行的安全性、稳定性与经济性均提出了更高的要求。配电系统是电力系统面向用户的关键一环，和用户息息相关。配电网的自动化技术水平对配电网的发展有决定性作用，因此加强对自动化技术的应用具有重要意义配网自动化实现了对多项先进化信息技术的应用，主要包括计算机网络技术、通信技术以及电子技术，对配网中的相关数据，如用户数据、实时数据以及电网结构、地理信息等多类信息进行整合、分析、处理，实现对配电网的全面监控，如果发生故障问题能够及时对故障定位，隔离故障区与非故障区，避免发生大规模停电，及时恢复供电，为用户提供良好的用电服务。配网自动化建设并非一蹴而就，而是长期发展的过程，同时自动化的建设需要结合配电网实际情况以及城市功能区域的发展建设情况，根据配网网架、相关设备、运行管理具体要求等制定科学合理的建设方案。随着负荷的增加，配电网的规模也呈现持续增加的趋势，因此配电网结构处于持续变化的状态下，为了确保配网自动化具备远程遥控等先进功能，需要加大资金投入力度，但是收获效益并不理想，因此配网自动化大规模开展难度较大，处于“试点”阶段。所以对全网来说，首先可以考虑逐步实现“一遥”“二遥”的功能，有效解决负荷分布不合理以及故障难以及时、准确定位等问题，随着城市发展步伐加快以及区域规划完善逐步开展“三遥”功能。为了确保配网平台上能够充分反映负荷的分布状况，相关工作人员首先需要实现数据的实时采集以及在线监控。因为现如今计量自动化系统能够全面覆盖全网各类计量点以及采集终端，通过对主站系统的统一，能够实现对相关数据的全面采集和监控，如电厂、变电站、公变、专变等发电侧、供电侧、配电侧及售电侧的数据，所以仅需要利用计量自动化系统中的相关数据，如功率、电压、电流等，通过主站进行有效处理便能够直观反映负荷的分布状态。

2配电自动化常见故障及解决方案

2.1终端离线率高、通信延迟高

由于存在通信条件、地理位置、成本以及其它因素的限制，许多自动化终端与主站的通信方式为无线专网或无线公网。无线专网在实际建设中存在很多的问题，导致自动化终端收到的信号强度很弱或网络延时很高，严重时自动化终端无法上送信息，自动化终端离线率较高。这种现象的解决办法通常合理选择专网基站的地理位置，采用“多撒网，广布点”的方式提高区域内网络通信质量。在实际应用中，某些地区的自动化终端常在高温或梅雨季节出现成片掉线的情况，经过运维人员核查发现尽管专网基站有专用的空调设备为通讯设备降温、除湿，但是在气温较高时，通讯机房温度仍然过高，会导致通信装置死机，这就需要优化散热条件和增加空调设备降温。从实际应用的效果来看，无线通信方式易受干扰，存在通信延迟高、掉线率高等特点，严重影响了自动化设备的使用成效，增加了运维人员工作量，因此在自动化规划应尽量采用光纤通信方式，对终端成片掉线的区域将通信方式由无线改造为有线。此外，自动化终端电源模块的可靠性普遍不高存在投运不久电源模块烧坏导致终端离线的现象。

2.2终端频繁死机、重启

自动化终端在运行过程中会持续采集数据，这些数据要经CPU处理得到各种电气量信息，同时CPU还承担着处理通信数据的功能。部分终端CPU性能较差，在运行中或者线路发生故障时需要处理的数据较多，会发生CPU过载导致装置死机或自动重启的现象。经过一次自动重启，终端既要处理之前没有上送主站的通信信息，又要处理当前的实时数据，可能会导致装置CPU再次过载而陷入不断重启的死循环之中，此时需更换性能更好的CPU或直接更换自动化终端产品。

3选择基于重要度排序的配电自动化终端优化布局方法

本文假设熔断器、出线断路器和联络开关均装有“三遥”端子，主要用于10分段开关的端子配置。计算中，“三药”终端及其配套通信设备单价为54000元/组，“二药”终端及其配套通信设备单价为10500元/组。设备使用寿命为10年；年运维成本占投资成本的3%；发电量比率法和平均电价换算倍数法的权重系数分别为0.36和0.64；发电倍率k设定为6.652元/kw . h；单位停电电价设定为11.25元/kW.h，故障处理时的时间参数见表1。本文假设系统中的所有变压器在发生故障时直接更换。在没有任何终端的情况下，系统的供电可靠性指标为99.988%，供电可靠性指标的约束值ASAIe设置为a类供电可靠性要求值的99.99%，在不限制输入输出比的情况下，利用该方法和遗传算法对系统进行了优化，其参数设置为种群大小50、最大迭代次数200、交叉率0.8和变异率0.2，在表1中给出了遗传算法分布的结果，表1中的遗传算法分布的结果基于20个计算的最佳解决方案，如表1所示，计算时间为平均20， 港口布局的结果与20x遗传算法计算的最佳方案相同，但该算法只有0.0529s，遗传算法计算时间为4.3s，遗传算法计算时间约为81倍。

表1RBTS－BUS2终端布局优化结果

若要验证此方法在大型配电网中的适用性，请在原始ieeerbsbus 2中添加10个饲料，负载从22个增加到86个，总负载从12.291兆瓦增加到40.9964MW，并且可以配置端点从10个增加到44个，这种算法和遗传算法的基本参数是:种群大小500，最大迭代次数500，其他参数与聚酯随机选择的6组遗传算法的结果相同，如表2所示。

表2扩充模型终端布局优化结果

采用遗传算法求解终端布局得到的六组随机解中，有两组解与本文算法的求解结果相同，其余四组解均劣于采用本文算法的求解结果，六组解的计算时间均为本文算法的六十倍以上，其余指标的均值也不如本文算法。可见本文算法在保证求解质量的同时，求解效率得到了显著提升。

结束语

总而言之，给出了关于配电终端数量、类型、配置方案、布点位置的解决方案，有效提升了配电网系统的供电可靠性与经济效益。

参考文献

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