浅析城市配电自动化技术方案

丛真

摘 要：文章结合我国城市配电自动化技术发展现状，提出了城市配电自动化整体技术方案，可取得良好的经济及社会效益，具有一定的实际应用借鉴意义。

关键词：城市配电自动化；主站；终端；馈线自动化

随着我国经济的快速发展以及人民生活水平的不断提高，对供电质量提出了更高的要求，提高供电可靠性成为了电力企业现代化发展过程中所追求的重要目标之一，因此，城市配电自动化技术作为保证电力系统持续稳定运行的关键技术受到了深入的研究和广泛的应用。城市配电自动化以配电系统的电能传输、用电过程为主要研究对象，集自动化技术、通信技术、计算机技术等于一体，涵盖监控系统、馈线自动化、网络拓扑、地理信息图等多个模块。

一、考虑城市配电自动化系统的稳定性和可扩展性，宜采用分层分布式结构

1.主站层

城市主站系统可采用“集中采集，分区应用”的模式，在城市供电局调度大楼安装主站系统，拟采集全市范围内配电设备的信息，并对“三遥”监控点进行控制，实现对配电网络的运行监控、集中式馈线自动化、运行方式优化等功能。

2.子站层

配电子站可采用网络型分布式子站，由数据处理器单元和监控单元组成。配电子站主要实现所辖区域数据收集、汇总、数据及操作命令转发。

3.终端层

对于方便安装采集及测控信息装置，有就近交流电源的户内配电结点，配电终端为DTU 装置。而对于无法安装较大采集和测控装置，亦无就近交流电源的户外结点，通过多功能故障指示器来采集相关信息。

4.通信网络

目前城市10kV线路普遍没有同线铺设光缆，因此，若全部采用光纤通信网络是不现实的，可采用了EPON与载波、EPON与ZigBe无线专网相结合的综合通信方案，以实现配电自动化系统接入层网络通信全覆盖。

二、城市配电自动化主站系统方案

1.集中采集维护，分层分区域应用

在区供电局远程监控工作站上，实现基于各个供电区域的信息监视、操作管理和设备控制。

2.大数据量处理

随着城市的不断发展，对配电自动化主站系统平台稳定性和大数据量处理能力提出了较高的要求，软件系统支撑平台应能够满足城市电网未来8a～10a的发展需要。

3.灵活扩展

随着城市经济的快速发展，城市电网处于高速发展阶段。配电自动化主站系统必须考虑将来配网监控模式改变的可能性，支持扩展配网二级监控主站的技术能力。

4.集成互联

配电自动化主站系统必须采取有效的技术措施实现与调度自动化系统、大用户负荷管理及配变监测系统、GIS系统、配电MIS系统、营销管理系统、电能量计量遥测系统及实时数据中心的信息交互、共享，保证配网设备参数模型的唯一性。充分利用现有配电GIS系统，按照IEC61968/61970标准，从配电GIS系统导入配网设备参数和模型参数，统一建模并确保数据的唯一性。在配电自动化系统建设初期，要首先实现配电GIS系统与配电SCADA系统的参数模型统一，这是后期实现二者数据及图形共享的首要条件。

三、城市配电自动化终端方案

城市配电自动化的终端选点是关键，节点“一遥”、“两遥”、“三遥”点需根据不同供电区域可靠性分类、用户负荷等级类型及一次设备现场条件的优劣来确定，其中“三遥”为遥控、遥测、遥信；“二遥”为遥测、遥信；“一遥”为故障指示器的故障定位等遥信信息。

1.“一遥”选点

除“二、三遥”外的有助于故障定位的节点；一次设备无法进行“二、三遥”改造节点。

2.“二遥”选点原则

主干线路上的重要节点，以后可能升级为三遥点；综合考虑环网节点、负荷大小、线路距离等因素，合理选点；能使主站全面观察到配电网络的基本信息的节点。

3.“三遥”选点

能显著提高其供电可靠性的重要用户的节点；具备快速转供电条件及转供电能力的节点；具备实施条件及技术经济合理的节点。

四、 城市配电自动化馈线自动化方案

1.集中式饋线自动化方案

具备可靠通信网络的区域，宜选取集中式馈线自动化方案，实现“三遥（遥信、遥测、遥控）+远程遥控隔离故障复电”功能。配网自动化主站系统根据各配电终端设备上传的故障信号，结合10kV 出线的保护跳闸信号，启动故障处理程序，进行故障定位，提供故障隔离和非故障区域恢复供电的方案，供调度员选择最优化的方案执行。

2.就地式馈线自动化方案

在集中式馈线自动化方案的基础上，根据馈线主干线路实际情况合理地逐步加装分段断路器、在分支线上设置用户分界负荷开关（看门狗），自动隔离用户侧单相接地故障。通过合理配置保护装置，在分段断路器后段发生的故障，变电站出线开关将不会跳闸，有效减少非故障区域的停电时间。本方案涉及的主要设备为配电主站系统、馈线出线断路器FCB、分段断路器FB、分段负荷开关FS、联络开关LS、分支分界开关PS。 ⑴当线路某区段发生故障时，FCB 或者FB 保护动作，线路失压；线路上的各智能设备FB、FS 等立即将故障信号上传配网主站；配网主站根据线路上智能设备上送的故障信号定位故障区段，遥控分闸故障区段上下游的开关，成功隔离故障； ⑵通过配网主站令FCB 或者FB 合闸，恢复故障区段电源侧非故障区段的供电；再遥控合闸联络开关LS，恢复故障区段负荷侧非故障区段的供电； ⑶故障检修完毕，通过配网主站遥控合闸故障区段上下游的智能开关，恢复因线路故障而停电区段的供电。

该方案中要特别注意分段断路器和分界断路器的装设，主干线根据线路线路长度和负荷密度宜设置1～3个分段断路器；分支线用户超过2个或变压器超过3台时，在支线首端装设分界断路器；主干线每一分段内分界断路器不超过2个；新接入用户宜在产权分界点装设分界断路器。

五、 结语

文章所提出的城市配电自动化整体方案来源于对我国多个配电自动化程度较高城市的经验总结，实践证明，该方案的应用不仅保证了配电网生产、调度、运行的稳定性，还提高了电力企业的经、社会效益，可为我国多数城市的配电自动化建设提供借鉴。

参考文献：

[1]彭晖.城市配电网自动化主站系统功能研究[D].厦门：厦门大学，2009.

[2]汪童志.馈线自动化的几种实现模式[J].供用电，2000（4）.