智能配电网自动化系统在世园会中的应用

梁茜，薛斌，白

（1.西安供电局，陕西 西安 710032；2.西北电网有限公司，陕西西安 710032）

智能配电网自动化系统在世园会中的应用

梁茜1，薛斌2，白1

（1.西安供电局，陕西 西安 710032；2.西北电网有限公司，陕西西安 710032）

智能电网是将先进的传感量测技术、信息通信技术、分析决策技术和自动控制技术与能源电力技术以及电网基础设施高度集成而形成的新型现代化电网[1]。

智能电网的智能化主要体现在[1]：

1）可观测。采用先进的传感量测技术，实现对电网的准确感知。

2）可控制。可对观测对象进行有效控制。

3）实时分析和决策。实现从数据、信息到智能化决策的提升。

4）自适应和自愈。实现自动优化调整和故障自我恢复。

智能配电网（Smart Distribution Grid,SDG）是智能电网中具有新技术多、与传统电网区别大的一个重要组成部分，对于实现智能电网建设的整体目标有着举足轻重的作用[2]。在灵活、可靠、高效的配电网网架结构和高可靠性、高安全性的通信网络的基础上，具备灵活自适应的故障处理和自愈功能，可满足高渗透率的分布式电源和储能元件接入的要求，满足用户提高电能质量的要求[1]。

配电自动化（Distribution Automation,DA）技术与智能配电网有着密切的联系，是实现对整个智能配电网实时监测与控制的有效途径。因此，充分提高配电自动化技术，对于推动智能配电网技术的发展、建设坚强智能电网具有十分重要的意义[3]。

1 配电自动化

配电自动化（DA）指利用现代计算机、通信与信息技术，将配电网的实时运行、电网结构、设备、用户以及地理图形等信息集成，构成完整的自动化系统，实现配电系统正常运行及事故情况下的监测、保护、控制、用电和配电管理的自动化、信息化、互动化[4]。主要包括运行自动化和管理自动化，其中涵盖了实时数据采集和监控（Supervisory Control And Data Acquisition,SCADA）、馈线自动化（Feeder Automation,FA）、 地 理 信 息 系 统（Geographic Information System,GIS）等多方面内容[5]，主要用于提高供电质量、用户服务质量和配电网管理效率[6]。

2 世园会系统

世园会智能配电网由监控中心和7座10kV开闭所组成。园区内采用双环网供电模式，由110kV香胡湾变和世园变供电。目前的运行方式为7座开闭所由世园变主供，香胡湾变作为备用电源。

3 世园会配电自动化系统架构

图1 世园会配电自动化系统环网图Fig.1 Network of distribution automation system in Xi’an EXPO

世园会智能配电网系统的架构分为主站层和终端设备层，通过远程客户端在调度中心实现对世园会配网主站系统的数据维护和实时监控。通信模式直接采用光纤以太网接收后上送至主站系统。

智能配电网主站层位于园区内监控中心，实施对智能配电网系统的管理。主站层是整个配电网监控和管理系统的核心层，主要负责对配电网进行整体及有效的管理。在现有的一、二次设备配置的基础上，通过经济、实用的数据采集和控制手段，利用成熟的网络通信技术，实现园区内7个智能环网单元的信息采集和监控、均衡负荷、故障快速定位、自动隔离及恢复的智能自愈功能，保证整个配电系统处于最优化运行状态。

图2 配电自动化系统结构配置图Fig.2 Structure of distribution automation system

终端设备层主要实现对园区内7个智能环网测控单元的数据采集，分别采集线路和负荷开关信息，并利用光纤接入主站，经由交换机和服务器，将信息发送到监控中心的配调工作站。

4 世园会配电自动化管理系统

4.1 系统平台

配电网自动化管理系统（Distribution Management System,DMS）是一个信息集成及综合利用系统，对配电各项日常工作进行流程化管理。系统主要包括：实时数据采集和监控（SCADA）、馈线自动化（FA）、与多系统的纵向及横向集成、网络分析应用、负荷管理及控制、停电管理（OMS）等[7]。

4.2 实时数据采集和监控（SCADA）

监控中心运用智能配电自动化管理系统中的SCADA功能，对园区内配电网的运行情况进行监测和控制。包括实时监测园区总负荷情况、各开关站负荷分布情况，负荷变化曲线、各开关站运行状态、电压变化等情况。还可以查看数据报表、查询历史故障信息，以及实现对所有开关的遥控操作。

4.3 馈线自动化(FA)

馈线自动化（FA）是配电线路的自动化，它是指从变电站的变压器二次侧出线口到线路上的负荷之间的配电线路。根据配电网络拓扑现状，世园会采用了电流集中型馈线自动化模式，利用配电自动化系统的远程监控功能，实现馈线自动化。系统由安装在智能环网单元上的监控终端、通信网及控制主站3部分组成。故障发生后，智能配电网主站根据监控终端送上来的信息进行故障定位，自动或手动隔离故障点，恢复非故障区域的供电。

在故障处理中，系统提供了自动方式和人机交互方式。选择交互方式，系统会迅速做出故障判断，提供处理方案，为实际操作提供有效依据。假如选择自动方式，系统将自动完成这些操作。

图3 故障处理决策方式Fig.3 Strategy of fault processing

通过系统模拟方式，举例说明系统对故障的自动处理过程。

图4 故障处理过程模拟Fig.4 Simulation of fault processing

若系统某处发生故障，处理过程将分为3步：

1）查找故障。系统显示世园变I母出线保护跳闸，世园变I母出线保护信号、世园南门开和创意开的4个联络开关信号均告警，由此系统将故障定位在创意开与长安塔开之间的联络线路上。

图5 查找故障Fig.5 Fault location

2）隔离故障。系统将断开创意开和长安塔开之间的2个联络开关，从而将故障隔离出来。

图6 隔离故障Fig.6 Fault isolation

3）恢复非故障区域供电。通过合上世园变I母出线开关和系统开环点，即游客中心开至香胡湾变I母的联络开关，使故障的上游区域由世园变供电，下游区域则由香胡湾变供电。

图7 恢复非故障区域供电Fig.7 Recovery of non fault area power supply

为了检验功能的可靠性，利用此系统的仿真状态界面，模拟出园区内可能发生的各种故障情况，系统均能迅速隔离，正确动作。

5 结语

目前，世园会智能配电网自动化系统的全面运行，不仅保证了配电网正常运行，而且成功实现了智能配电网的智能化。自动化系统具备了严密监控、快速自愈的功能，以及事故时的监测、保护、控制。同时将故障损失降到最低，处理时间降至最短，减少运行维护费用和各种损耗，提高电网供电可靠性，为世园会提供了优质的电力服务，为配电自动化系统工程积累了实用的经验，也为西安智能配电网的发展起到了积极的推动作用。

[1]刘振亚.智能电网技术[M].北京：中国电力出版社，2010.

[2]余贻鑫.面向21世纪的智能配电网[J].南方电网技术，2006,2（6）：14-16.

YU Yi-xin.The Smart Distribution Grid Facing 21st Century[J].South China Power Grid Technology,2006,2(6):14-16.

[3]徐丙垠，李天友，薛永端.智能配电网与配电自动化[J].电力系统自动化，2009,33（17）：38-41.

XU Bing-yin,LI Tian-you,XUE Yong-duan.Smart Distribution Grid and Distribution Automation[J].Automation of Electric Power Systems,2009,33（17）：38-41.

[4]金湘力.GPS对时功能在电力自动化中的应用 [J].电力科学与工程，2010，26（4）：41-44.

JIN Xiang-li.Practice of Transformer Substation Automated System on GPS Comparing the Time Function[J].Electric Power Science and Engineering,2010,26（4）：41-44.

[5]张敏，崔琪，吴斌.智能配电网馈线自动化发展及展望[J].电网与清洁能源，2010，26（4）：41-43.

ZHANG Min,CUI Qi,WU Bin.Development and Prospect of Intelligent Distribution Network Feeder Automation[J].Power System and Clean Energy.2010,26（4）：41-43.

[6]李天友，金文龙，徐丙垠.配电技术[M].北京：中国电力出版社，2008.

[7]陈竟成，张学松，于尔铿.配电管理系统（DMS）及其应用功能[J].电力系统自动化，1999，23（18）:45-48.

CHEN Jing-cheng,ZHANG Xue-song,YU Er-keng.Distribution Management System and Its Application Function[J].Automation of Electric Power Systems,1999，23（18）:45-48.

白 （1985—），女，本科，助理工程师，现从事配电网自动化专业工作。

Application of Distribution Automation System in EXPO2011

LIANG Qian1，XUE Bin2，BAI Jing1
（1.Xi’an Power Supply Bureau,Xi’an 710032,Shaanxi Province,China；2.Northwest China Grid Company Limited,Xi’an 710032,Shaanxi Province,China）

This paper introduces the concept and functions of distribution automation,and analyzes the construction of distribution automation system in International Horticultural Exposition 2011.Based on the investigation of distribution management system,the paper explores the application of SCADA and feeder automation in EXPO2011distribution automation system.

smart distribution grid;distribution automation,SCADA;feeder automation

从配电自动化的定义、功能入手，介绍了在世园会智能配电网中，配电自动化系统的结构，并在分析配电网自动化管理系统平台的基础上，深入探讨了配电SCADA和馈线自动化在世园会配电自动化系统中的应用。

智能配电网；配电自动化；SCADA；馈线自动化

1674-3814（2011）12-0049-04

TM 734

B

2011-10-20。

梁 茜（1985—），女，硕士，助理工程师，现从事配电网自动化专业工作；

薛 斌（1982—），男，硕士，工程师。现从事电力系统调度工作；

（编辑 董小兵）