城区智能（自动化）电网规划研究

何维

摘 要： 本文主要针对城区智能电网规划进行研究与分析，在分析智能自动化技术的基础上，解析配网自动化规划设计实证以及配网自动化规划配置要求。

关键词： 城区；智能电网；自动化；规划

1.配网自动化技术概述

1.1电压电流型馈线自动化

以电压时间为主判据，故障电流为辅助判据，通过变电站开关两次重合，线路上开关电压电流动作逻辑的一种就地式馈线自动化。

1.2基于对等通信电压电流型馈线自动化

基于4G无线公网，采用对等通信“IEC104”通信规约的一种就地式馈线自动化。当线路发生故障时，变电站出线开关切除故障电流，相邻配电自动化终端共享故障信息，故障两侧开关断开隔离故障，变电站出线开关重合，恢复故障区前段供电。

1.3基于对等通信智能分布式馈线自动化

基于光纤以太网或高速无线通信网，采用对等通信“IEC61850+GOOSE”通信规约、网络式面保护的一种就地式馈线自动化。当线路发生故障时，线路上所有配电自动化终端采集到故障电流幅值和故障电流方向信息，相邻配电自动化终端共享故障信息，确定故障两侧最近的开关，两侧开关带方向速断保护动作，开关跳闸，隔离故障。

1.4馈线自动化技术方案比对

2.配网自动化规划设计实证分析

2.1配电自动化主站

采用“集中采集、分区应用”系统架构。在地市供电局部署配电自动化主站，集中采集、处理地区范围内所有配电网设备的运行数据。在各区/县供电局部署远程工作站，实时监控所管辖区域配电网设备的运行状况。

遵循《南方电网一体化电网运行智能系统技术规范》，采用集成型配网自动化主站系统，建设完善配网自动化主站平台与分析应用功能。实现与“6+1”系统、调度自动化系统、计量自动化系统互联互通，实现数据“一方采集、多方应用”，提升配网自动化系统实用化、智能化水平。

2.2配电网通信规划设计

遵循“因地制宜、适度超前、统一规划、同步建设”的建设原则，统筹考虑各类业务发展要求，各地区制定统一的配电通信网规划，并对各类通信技术应用于配网通信进行专业化的统一管理。

配电通信网以地市供电局为单位规划，形成统一的地区级网络。配电通信网包括骨干层和接入层。骨干层汇聚接入层通信终端的数据，并将其传送至业务主站系统；接入层接入各配网业务终端的数据，并将其传送至骨干层。

2.3馈线自动化规划设计

A+、A类供电分区电缆线路实现智能分布式馈线自动化，其它供电分区电缆线路实现电压电流型馈线自动化。各供电分区架空线路实现电压电流型馈线自动化。

改造线路具备条件的按照目标技术方案进行建设，不具备条件的按照过渡技术方案进行建设。如A+、A类供电分区电缆线路不具备改造条件，实现电压电流型馈线自动化。

B类供电分区实现电压电流型就地馈线自动化，采用电压电流型就地馈线自动化架空方式，最终实现电压电流型就地馈线自动化。对于架空以及电缆改造而言，采用无线公（专）网。

3.配网自动化规划配置要求分析

3.1架空线路配网自动化终端设置

主干线：每个分段内中压用户5至30户，低压用户不超过2000户，分段内线路长度不宜少于2千米。当一个自动化分段内线路的长度超过3千米时，可在分段内设置一遥故障指示器，2-3千米左右设置一组。自动化分段开关和自动化联络工关均选用柱上负荷开关自动化成套设备，配置电压电流型馈线自动化和三遥功能

第一级分支线：当分支线中压用户达到10台或低压用户达到1000户以上时应在分支线首端设置1台柱上自动化断路器成套设备。第一级分支线在与主干线T接处可设置一遥故障指示器。通常情况下自动化断路器配置速断、零序过流保护、重合闸和三遥功能，在电源侧配置单侧电源PT，当分支线接有小水电时，自动化断路器应增加配置过电压、高频解列、检同期重合等保护功能，配置双侧电源PT。

第二级分支线：在与第一级分支线T接处装设不具备自动化功能的普通故障指示器。

配变：在公变应用计量自动化系统配变监测终端，专变应用计量自动化系统负荷控制终端，实现对配变运行状态判别和遥测数据的采集。

3.2电缆线路配网自动化终端设置

优点：供电可靠性高，接线简单，运行方便，可满足N-1安全准则。

缺点：线路利用率较低，仅为50%。

优点：供电可靠性高，满足N-1安全准则，设备利用率较高，可达66.7%。

缺点：联络点受地理位置及负荷分布等因素的影响较大。

应选取主干线上户内开关站、配电房作为分段或联络环网节点，不宜选用户外开关箱、环网箱变作为主干线环网节点。应通过网架调整将支线层户内开关站或配电房调整至主干线，作为主干线环网节点。

主干线上分段点选取：选取两个环网节点作为分段环网节点，该节点的环出开关设置为自动化分段开关。每个分段内中压用户宜5-10户，低压用户不超过2000户。

分段、联络环网节点配置：①分段环网节点、联络环网节点选用自动化断路器柜成套设备，配置母线PT、双进线PT和直流电源。②成套设备所有开关间隔配置三相CT、零序CT和保护测控单元。其中环出开关间隔和环网点联络开关间隔的的保护测控单元投入电压电流型馈线自动化和三遥功能，出线开关间隔保护测控单元投入速断、零序过流保护、重合闸和三遥功能，环进开关投入三遥功能。③各开关间隔的保护测控单元通过以太网交换机与综合测控通信单元（DTU）实现内网通信，并由综合测控通信单元（DTU）与主站进行通信。

普通环网节点配置：A类供电分区具备改造条件的，技术要求与分段环网节点一致。其他供电分区普通环网节点设置1台配电自动化终端，实现对环网节点内全部开关的运行数据采集和监控。

非环网节点的电房配置：支线开关装设具备一遥功能的故障指示器。

配变：在公变应用计量自动化系统配变监测终端，专变应用计量自动化系统负荷控制终端。

环网节点配置：①所有环网节点均具备自动化功能，开关选用断路器自动化成套设备，配置母线PT、双进线PT和直流电源。②成套设备所有开关间隔配置三相CT、零序CT和保护测控单元。所有开关间隔的保护测控单元配置智能分布式就地馈线自动化（网络式面保护）、电压电流型馈线自动化、速断、零序过流保護、重合闸和三遥功能③各开关间隔的保护测控单元通过以太网交换机与综合测控通信单元（DTU）实现内网通信，并由综合测控通信单元（DTU）与主站进行通信。

配变：在公变应用计量自动化系统配变监测终端，专变应用计量自动化系统负荷控制终端，实现对配变运行状态判别和遥测数据的采集。

结论

目前，城市内现有的配电网已经无法满足经济增长的需要，既不能适应分布式电源的大量接入，也不能满足人们对高供电可靠性的需求。因此，建设结构完善、技术领先、高效互动、灵活可靠的智能配电网是电网企业急需的战略部署。

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