地区配网自动化系统的建设和应用

万文华赵娴张万博

(1.石家庄供电公司电力调控中心,河北石家庄 050051;2.石家庄供电公司运维室,河北石家庄 050051)

地区配网自动化系统的建设和应用

万文华1赵娴1张万博2

(1.石家庄供电公司电力调控中心,河北石家庄 050051;2.石家庄供电公司运维室,河北石家庄 050051)

随着我国经济的发展对电能需求进一步增加,对配电网的安全性和可靠性提出更高的要求,地区电网需要建设配电自动化系统。文章阐述了石家庄配电自动化系统的建设和应用情况,该系统实现了配网线路故障分析及处理、状态估计、潮流分析、合环潮流、网络重构、信息集成与共享等应用功能,建设网络坚强、结构合理、安全可靠、运行灵活、节能环保、经济高效的配电自动化系统,不断提高电网的供电可靠性和运行效率,以满足社会经济发展、电网运行和优质服务的需要。

馈线自动化 信息交互总线 冗余 风险评估 故障隔离

1 引言

石家庄配电自动化系统采用的是国电南瑞科技的OPEN3200系统，全面遵循IEC61970/61968国际标准，实现了配电自动化相关基本功能的应用；建立了配网信息交互总线，实现了与公司EMS、GIS、95598系统、电能量信息采集系统、营销业务系统等的信息集成与共享，是应用“主站/终端”二层模式建设的大型配电自动化系统。

截止目前，石家庄配电自动化覆盖面积约22平方公里，位于A类供电区，区域内共有10kV 线路108条，线路总长 496.2km，配电自动化覆盖率4.04%。配电终端共1188个，其中DTU619个，FTU425个，故障指示器(一遥终端)144个。区域内实现馈线自动化方式的线路全部采用全自动集中式。通信系统光缆长度 239公里，光通信设备282套，无线公网373套。

2 系统的配置

2.1 硬件配置情况

石家庄配电自动化系统硬件配置按照大型主站结构配置。配置4台前置采集服务器组成前置采集集群，具备系统冗余扩展能力，可实现数据流量的均衡。其它硬件设备包括配置2台数据库服务器，1台磁盘阵列，2台SCADA服务器，1台通信接口服务器，2台WEB服务器，2台高级应用服务器，10台工作站以及交换机、防火墙、正反向物理隔离装置等设备。

2.2 软件配置情况

石家庄配网自动化系统软件包括应用支撑平台、配网SCADA、WEB发布软件、配网模型图形管理软件、配网线路故障分析及处理功能软件、配网分析应用软件(含状态估计、潮流分析、合环潮流、网络重构)、停电管理分析、分布式电源接入研究、公网数据采集、信息交互总线等。

3 系统建设的关键应用

3.1 信息交互应用

配电生产相关信息系统包括调度自动化系统、生产管理系统(PMS)、电网GIS系统、配电自动化系统、营销业务系统、电能量信息采集系统，这些系统都已经在生产、运行以及管理中得到了良好的应用。通过信息交互总线，实现与地调EMS系统、生产管理系统(PMS)、电网GIS系统、95598系统、用电信息采集系统的信息交换和数据共享。

3.2 运行状态监测功能

依据实用化指标测试工具对系统所采集配电网电流、电压及各类遥信、遥测状态进行综合分析，并优化展示界面。系统运行实用化检查指标应包括：①三项电流平衡度分析；②电压、电流及功率合法性分析；③配网线路平衡度分析；④遥测不变化分析；⑤遥信遥测匹配分析；⑥遥信与SOE对应分析；⑦遥信抖动分析；⑧遥控成功率分析。通过上述功能进一步强化对配电自动化系统运行状态的实时监测。

3.3 指标统计功能应用

实现了配电自动化系统各项运行统计检测结果定时向省公司PMS系统的传送功能，实现指标报送时间和统计范围的灵活设置。运行统计指标包括：参与考核终端数量、馈线自动化启动次数、遥控成功率、终端在线率、主站在线率、馈线自动化投入线路数量以及遥控使用率等。

3.4 馈线自动化辅助评估功能应用

在配电自动化系统中完善馈线自动化模拟操作功能，实现故障辅助评估，以验证馈线自动化在故障处理过程中的真实性和可靠性，进而实现馈线自动化的“全自动化”方式，实现最短时间内恢复可靠供电。另外，对于未接入配电自动化系统的线路，还可通过馈线自动化辅助评估功能提前预知故障信息不健全线路的故障处理方案，满足调控人员在事故处置过程中的应急需求。

3.5 配网生产抢修指挥平台应用

配网抢修指挥平台整合配网生产、抢修业务，并进行智能化现场作业延伸，采集多源停电事件，实现报修管理和故障辅助研判，智能分析与停电事件关联，通过供电路径分析、数据召测等手段，快速定位故障点，自动分析停电范围；实现抢修资源(人、物资、工器具)管理和科学调配，监控抢修过程人力、物资投入，节约抢修成本；实现智能现场抢修作业、抢修车辆、抢修人员、抢修物资统一调度，及时采集、反馈抢修进展情况，为抢修决策和过程监督提供数据支撑。

3.6 配网地县一体化管理的深化应用

通过县域配电自动化的建设可以满足新农村电气化建设、农网范围能源优化配置和智能电网发展的需要。同时配网地县一体化的实现可以改善供电质量，降低损耗，降低运行费用，提高企业经济效益，给用户提供更加优质的服务。选取周边四县为试点区域进行县域配电自动化系统建设，实现石家庄配电网的地县一体化管理。对于试点县域配电自动化主站建设采用广域分布式数据采集及一体化SCADA模式。即将石家庄市区所属的主干网延伸到县域，在县域当地配置前置/SCADA服务器。当市属配电自动化系统出现异常或地县之间的通信中断时，县域的子系统自成一个小系统独立运行，不影响本地配电网的监控。

4 系统应用的创新点

4.1 配电网故障隔离方案

随着石家庄配电自动化实施范围的逐步扩大，各类大用户出线、分布式电源的接入等都会对馈线自动化既有的研判功能带来影响，需进一步完善馈线自动化有关故障隔离方案。在原有六大类配网故障(出口故障、环网柜故障、线路末端故障、电缆/架空线路故障、负荷侧故障、联络设备故障)处理的基础上，增加了对分布式电源的故障处理功能、多电源环网运行方式故障处理功能以及故障信号不健全的故障处理功能，满足故障隔离方案优化的需求。

4.2 配电网运行风险评估功能应用开发

随着管辖区域的扩大，线路数量也将不断增加，原有配电自动化系统在环网图、联络图上查询线路运行状态的模式已经不再满足现在的需求。开发一种线路运行状态监测工具实现配电网运行风险的评估。可通过实时数据查询和历史数据查询两种手段快速查询系统内所有电流承载率超载的断路器相关信息，包括断路器名称、厂站名称、电流采样值、电流限值及保护允许电流等信息。对查询结果可以进行导出文本，方便调控人员阅览，并及时对存在运行风险的线路采取相应措施。

4.3 负荷监视与负荷特性分析功能应用开发

利用配电自动化系统快速定位所接入线路的负荷特性，并进行有效监视尤为重要。开发负荷监视与负荷特性分析功能可实现重要用户负荷监测、用电负荷统计、重/过载负荷信息管理、重要用户电源追溯、重要用户信息查询、保供电管理、负荷缺口预测、有序用电管理、负荷预测等负荷监视管理功能。

5 效益分析

5.1 安全效益

系统建设中一区与二区加装了硬件防火墙，与三、四区加装了横向隔离装置，与配电终端通信加装了纵向认证装置。符合国家电网公司二次系统安全防护原则，保证了配电网调度控制系统的安全稳定运行。

5.2 管理效益

配网自动化系统建成，能够实时监控配电线路的运行状态，对配网设备故障和异常能够及时发现和处理，减少了配电设备故障造成的临时停电，同时为配网调度管理提供了强大业务支持，工作效率显著提高，资源利用效率大幅提升。

5.3 经济效益

石家庄配网自动化是大型配网自动化系统，可以延伸到石家庄所辖县，实现配电网的地县一体化管理，县域无需安装独立的配电自动化系统。大大减少了软硬件资源的重复建设，从而节省了可观的资金投入。

6 结语

通过配网自动化系统的建设，提高了配网事故处理的工作效率和管理水平，保证了配网安全稳定运行，提高了供电可靠性与运行效率、改善供电质量。通过试运行对发现问题逐步完善，按照“总体规划、分布实施、试点先行、逐步推广”的建设思路，不断推进具有良好适用性和可扩展性的配电自动化系统建设，争取早日达到实用化。

[1]顾锦汶,罗玉孙.配电自动化技术发展及应用.全国配电网自动化高级论坛论文集,2000.11,p36-50.

[2]梁玥峰,张子仲,陆巍巍,顾锦汶.配电管理系统中地理信息的一体化处理方法.配电网自动化分专委会第二届学术研讨会论文集,2000 年11月,p143-148.

[3]毛传洲,周英树.城市配电系统自动化的规划.电网技术,2001.7, p72-81.

万文华(1963-),女,本科,高级工程师,主要从事电力主网、配网调度自动化系统的规划、运行、管理工作;赵娴(1987-),女,研究生,技术员,主要从事配网调度运行、管理工作;张万博(1989-),男,本科,技术员,主要从事电网运行、管理、维护工作。