提升配电自动化实用化管理的措施与建议

罗 兴，周冬旭

(国网江苏省电力公司南京供电公司，江苏 南京 210019)

0 引言

智能配电网是坚强智能电网的基石。智能配电网建设的重点工程包括：配电网网架建设和改造，配电自动化试点和实用化，相关信息孤岛的关联和整合，分布电源的接入与控制，以及配用电系统的互动应用等。

南京供电公司于2012年1月完成了一期配电自动化试点和实用化验收，并正式投入使用。截至2014年底，南京供电公司已完成配电自动化三期建设，整体运行情况良好。但是，随着配电自动化建设进度的加快，线路覆盖率的不断提高，如何充分发挥配电自动化建设工程的投资效益，已成为当前面临的一个非常迫切的任务；同时也对进一步规范配电自动化系统的建设，加强运维管理以及做好相关功能实用化工作提出了更高的要求。

1 国内外配电自动化建设现状

1.1 国外配电自动化建设现状

配电自动化的核心在于提高供电可靠性，减少停电时间，改善对客户的服务质量，增加用户的满意度。

(1) 美国配电自动化发展经历了4个阶段。第3阶段从20世纪90年代中后期开始，在该阶段，以配电管理系统、配电自动化、用户自动化为主要内容的综合自动化成为配电自动化的发展应用方向。第4阶段从2004年开始，该阶段研究高级配电自动化系统，主要是解决在分布式电源大量接入情况下的配电自动化建设。由于美国社会发展水平较高，配电网管理水平较好，对供电可靠性要求较高且效应十分明显，同时设备质量水平较高，因此可实现免维护。

(2) 德国电网结构相对稳定，电力系统供电可靠性已经达到很高的水平，客观上对配电自动化的需求较少，因此在建设配电自动化过程中，德国一些配电公司从实际需要出发，通常采用的建设方式为：在网架结构成熟区域，经过站点优化和技术经济比较后，在网络关键站点实现自动化功能，以较少的投资换取恢复供电时间的较大幅度减少。在电网结构相对稳定后，在局部区域网络关键点实施应用自动化技术，这对德国配网比较有利。

(3) 日本配电自动化系统功能少而精，中压配网普遍采用电力载波通信技术。日本与欧美国家有所不同，其供电半径小，可靠性要求高，环网供电方式比较多，变电站内多采用具有2，3次重合闸功能的重合断路器；并在变电站设有短路故障指示器，根据短路电流的大小，推算出故障距离，实现故障隔离。

1.2 国内配电自动化建设现状

我国配电自动化建设起步较晚，但是随着社会用电可靠性要求的不断提高，以及公司各个层面的高度重视，大量人力、物力和新技术、新设备的投入，配电自动化建设得到了跨越式发展。

(1) 2012年，成都供电公司实现了国内控制范围最广、线路条数最多的集中式馈线自动化(DA)功能。成都市主城区(共193 km2)372条线路全部投运DA功能，其中核心区(共13 km2)168条线路实现了DA全闭环控制运行模式。

(2) 天津城南供电公司配电自动化覆盖线路开关遥控操作均遵循“能遥必遥”的原则，并且对辖区内29条配电自动化线路部署了全自动DA，其余配电自动化线路均采用半自动方式运行。通过对配电自动化系统的深入应用，示范区用户平均故障停电时间由2011年的18.9 m in缩短到2013年的4.97 m in。

(3) 佛山供电局配电自动化采用就地控制模式，结合佛山配网实际情况，站外配电终端投保护及重合闸功能，利用时限与站内保护配合，完成了故障区域的自动隔离和非故障区域的快速恢复送电。其判断逻辑简单实用，在充分利用现有设备的情况下实现了资源的最大化利用；同时通过其故障自动研判系统，已基本实现配网故障处理、通知过程的全自动化。

(4) 南京供电公司将在2015年底前完成剩余300多条A+区域以及200多条A区域线路的配电自动化改造，并在2016年实现主城6区配电自动化的全覆盖。

2 配电自动化建设的关键点

2.1 明确配电自动化建设原则

国家电网公司配电自动化规划设计遵循“经济实用、标准设计、差异区分、资源共享、建改同步”的原则。

南方电网公司对配电自动化建设无统一规范的要求，典型的佛山配电自动化建设模式是按照“简单、实用、经济”的原则进行的。由于南方电网公司的建设模式投资小、技术成熟，在建设初期容易取得成效；但从长远来看，在持续提升供电可靠性、实现配网智能化管理以及应对分布式电源大量接入带来的挑战等方面，还是国家电网公司按照区域、重要性进行针对性建设的顶层设计能够更好地适应未来发展的需要。

2.2 加强配电自动化运行管理

佛山、上海、杭州等供电公司配网基础数据准确度非常高，可以直接向用户发送停电通知短信。但目前南京供电公司的基础数据在准确性、一致性方面还存在一定的差距，需要结合经营、配电及调度数据集成和数据清理进一步提高数据的准确性，为后续应用功能的拓展提供可靠的基础数据。

此外，分析南京供电公司2014年8，9月份的运行统计数据可知，其终端在线率已经接近99 %，而遥控使用率、遥控成功率、遥信动作正确率以及DA动作次数等指标相比部分先进城市偏低，需要切实采取措施，纳入常态化管理，进一步提高相关配电自动化设备的质量和应用相关运行指标。

2.3 超前规划配电自动化建设

中国工程院余贻鑫院士在2014-08-20的“第五届配电自动化技术应用论坛”上指出：“在配电自动化的研究中计及分布式电源大量接入刻不容缓”。美国电力科学研究院(EPRI)在其“智能电网体系”研究报告中提出了高级配电自动化(ADA)的概念。该报告将“高级配电自动化”定义为“配电网革命性的管理与控制方法”，它将实现配电网的全面控制与自动化，并对分布式电源(DER)进行集成，使系统的性能得到优化。

3 对策及建议

3.1 优化配电自动化系统建设模式

目前南京供电公司馈线自动化处理模式仍存在以下问题：

(1) 故障处理策略只判断拓扑，不区分配电网的接线模式，不利于发挥各种典型接线模式的优势；

(2) 存在多种接线和转供方式(南京配网部分线路的联络点达到了6个)，导致全自动DA处理策略复杂；

(3) 在配电自动化没有覆盖的区域，还需要人工进行故障隔离和恢复供电；而为了确保操作的安全性和可靠性，也需要固定的处理方案。

建议在分析梳理南京配网典型接线方式的基础上，优选简便、经济、可靠的运行方式作为网架的主要运行方式，以简化网架运行的复杂程度，实现配网的规范化、模式化接线。系统拓扑规范、简化，不仅可以提高配电自动化的运算速度和网络拓扑的纠错能力，而且还为配网故障的模式化处理创造了条件，实现各种典型接线配电网在主干线或者电源点发生故障后的模式化故障处理。这些配电网包括辐射状网、手拉手环状网、多分段多联络网、多供一备网、互为备用网、4×6接线网、双射网、对射网、双环网。通过模式化故障处理，可充分发挥模式化接线网架结构的优势。

3.2 加强配电自动化设备的运维与分析

(1) 严格执行运维制度和消缺流程。明确配电自动化运维职责分工，并在OMS系统中开发相关消缺管理流程；进一步落实运维力量，保证运维工作流程及缺陷处理流程正常流转，实现缺陷处理响应速度满足要求，从而确保终端在线率、遥控成功率等实用化运行考核指标处于较好水平。

(2) 做好配电自动化系统分析评价工作。按时分析配电自动化应用指标情况，并对配电终端按照不同类型、不同厂家、不同批次等进行统计分析。对于出现的批次产品问题、家族类缺陷等进行重点分析解决。对于缺陷严重且消缺不力的设备厂家，后期系统招标、建设时需要慎重考虑和选择。

3.3 推进配网一、二次设备运维管理一体化

建议配电运检单位在配电自动化职责划分上实现开关设备一、二次部分的统一运维，即负责一次设备运维的班组及专职同时负责二次设备的运维管理。配电二次设备运维由设备运检班组按片区进行管理，理顺配电终端投运、退役、变更的业务流程，实现二次终端设备与一次设备同步投运，将配电自动化建设工作固化在配电网生产建设中，有效提高配网相关工作的协同能力。

3.4 加快配电自动化系统实用化应用

3.4.1 深化配、用电数据信息资源的共享

目前，江苏省电力公司正在对用电信息采集系统公变信息的采集进行改造，数据刷新周期为15 m in，最快约10 m in即可实现现场信息的准实时上送。如果后期能进一步获取专变的准实时信息，实现配电自动化系统采集的实时数据和营销用电采集系统采集的准实时测量数据互补，则可展现配电网的完整运行方式，为开展“基于多源信息融合的配网故障处理”、“智能配电网高效运行”提供有效的数据支撑。

3.4.2 拓展多种通信方式的应用

以太网无源光网络(EPON)技术光纤通信是目前遥控操作的首选。建议对因敷设困难等原因而导致光纤达不到的站点，综合采用无线公网等通信方式实现摇控操作。

3.4.3 完善馈线自动化功能

建议进一步完善配电自动化系统馈线自动化功能，具体包括如下功能：

(1) 单重、多重故障准确定位，自动生成故障隔离和健全区域恢复供电策略；

(2) 对于多供电途径配电网，可以根据负荷分布和电流极限约束优选健全区域恢复供电策略，包括区域负荷转供路径、区域负荷自动分解转供以及最小甩负荷供电恢复等；

(3) 对于故障信息漏报等非健全故障信息的情况，故障定位应具有一定的容错性；

(4) 对于开关拒动的情况，故障处理策略能够自适应进行调整；

(5) 在生成故障处理策略时，应综合考虑检修、保电、禁止操作等多种因素；

(6) 当故障修复后，可自动生成返回正常运行方式的开关操作策略。

3.5 开展高级配电自动化功能研究与试点

在深刻理解高级配电自动化内涵的基础上，建议结合配电自动化三、四期以及相关科技项目，开展高级配电自动化功能的研究与试点应用工作。包括：开展配电网“大数据”分析；开展智能分布式与集中式馈线自动化协调试点；研究考虑分布式电源大量接入的配电自动化系统；开展配电网快速仿真与模拟技术研究。

4 结束语

配电自动化作为“一流配电网”建设的重要组成部分，在提高供电可靠性方面具有非常重要的作用。为更好地发挥配电自动化投资建设的效益，及时发现目前配电自动化系统应用工作中存在的问题和薄弱环节，需要重点围绕配电自动化基础数据的完善和运行指标的提升，推进集中式馈线自动化应用以及开展高级配电自动化功能研究等工作，进一步规范和优化配电自动化系统的全生命周期管理，以更好地支撑电网企业的各项配网业务，实现安全、经济、优质的运营目标。

1 黄汉棠．地区配电自动化最佳实践模式[M]．北京：中国电力出版社，2011．

2 徐丙垠，李天友，薛永瑞．智能配电网与配电自动化[J].电力系统自动化，2009，33(17)：38-42．

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4 刘 东．智能配电网的特征及实施基础分析[J]．电力科学与技术学报，2011，26(1)：82-85．

5 徐丙垠，李天友．配电自动化若干问题的探讨[J]．电力系统自动化，2010，34(9)：81-86．