探析电力系统中的配网自动化应用

傅洪全 陈曦 邵九 国网江苏省电力有限公司技能培训中心

引言

随着智能电网的持续推进，配网自动化设计和应用成为关注焦点，传统的配网模式明显暴露出滞后性，对此要采用配网自动化技术，利用其极强的环境适应性和快速的故障定位性能，较好地缓解供电压力，实现科学的用电管理。

1 配网自动化概述

配网自动化是以现代通信技术、电子技术的支撑下，对配网中的各项信息、参数进行集成和分析，实时检测和保护电网，涵盖有主站系统层、配网子站层、通信系统层、配网终端系统层等，形成完整的配电系统，满足用户的用电需求。其中：（1）配网自动化主站系统包括有配电SCADA主站系统、配电故障诊断恢复、配网应用软件子系统DAS等，面向所有配网线路、设备和用户。（2）配网自动化子站系统。该部分包括开闭站、配电室及柱上开关、配电终端设备等，实现上层主站和下层终端之间的通信数据传输。（3）无线网络通信。终端采用无线通信网或外部公用数据网的虚拟专用网络，并设置安全接入区，实现信息的实时上传、报警短信的发送等。（4）配网自动化终端。通过对开关设备的控制，实现FTU、TTU、DTU的三遥功能，进行数据实时采集和处理、现场控制及远程控制，并实现故障自动化识别和控制。

配网自动化关键技术主要包括有：（1）电网接线方式及一次设备。将开关设置于架空线路上，确保供电的持续性。并利用开关作为重合器的优势，实现故障的快速定位和隔离。同时，将开关设备与其他故障隔离设备相结合，能够确保环网供电的安全稳定性。（2）远动系统和通讯设备。通过电力线载波、GPRS、光纤等通信设备实现各站点之间的双向通信，快速实现故障定位、排查和供电恢复。

2 电力系统配网自动化设计和应用分析

2.1 主站设计

采用集成化方式进行配网主站设计，进行10千伏配网系统供电信息的实时数据采集，实现馈线的自动化，并通过IDP通信接口实现PMS平台上的数据共享。具体包括配电网运行监控和配电网运行状态监控功能，包括数据采集分析、自动化控制、馈线自动化、拓扑分析、负荷转供、配电网接地故障分析、数据质量管控、配网终端管理等。

2.2 通信方案设计

要形成以光纤为主、载波和无线为辅的配电通信网，采用光纤+载波+无线的通信方式进行设计和建设，具体来说：环网柜DTU采用光纤接入的方式，柱上终端FTU采用无线公网接入的方式，并进行骨干通信网和接入层通信网的分层设计，基于SDH骨干光纤通信网的前提组建配电数据通信专网，实现数据的实时、安全传送。对于数据监测终端而言，可以采用GPRS的方式进行故障数据采集和监测，由故障监测终端将故障监测信息传输至监控中心。

2.3 馈线自动化方案设计

配网自动化采用集中式馈线自动化设计方案，由主站对配电终端和线路实施监控，对接收到的终端故障信号进行快速故障定位和非故障恢复。并采用蚁群算法实现对故障区域的隔离及对非故障区域的恢复供电。

2.4 配网自动化终端建设

根据不同区域进行配网自动化终端的建设，其中：县城区域采用遮蔽立式终端站所改造环网柜，农村地区采用架空箱式“三遥”终端，并在线路较长、支线较多的架空线路中安装远传型故障指示器，实现故障点的快速定位。同时，变电站同一母线馈出的架空线路采用自动化终端，具有故障录波功能，实现对线路的实时监测。

在配网自动化终端建设过程中，数据采集终端子系统包括中器模块、线损模块、数据采集模块、中央处理单元和电源等，能够检查数据采集任务的执行情况，进行故障告警信息的监控。系统数据终端主要实现对电流、电压等数据的测量，自动监测故障，实现配网馈线的自动化，进行配电网络的重构，确保断电后的供电恢复。

2.5 配网自动化建设效益。通过实现配网自动化设计和建设，使配电自动化设备覆盖率达到98.5%，加强配网运行数据的实时监控、故障快速定位与有效隔离，实现了供电管理的精细化。并增强了调度控制中心、运维检修部、供电所之间的沟通和协调，促进配网管理的集约化和精细化。从经济效益来看，能够有效节约日常现场操作成本，如：负荷测量年减少次数为324次，年节约费用62万元；现场转移负荷年减少次数为93次，年节约费用48万元。并减少了故障现场检测成本，使单次故障检测成本节约0.万元/次，故障处理成本节约21.6万元。

3 小结

综上所述，电力系统中的配网自动化设计和应用日益体现出其重要性，本文从主站设计、通信方案设计、馈线自动化方案设计、配网自动化终端等方面入手，进行配网运行数据的实时采集、故障自动检测和隔离，较好地提高故障反应处理时间，提升电力系统配网自动化应用的安全可靠性，实现配网自动化的全覆盖，提高用户的满意度，为供电企业带来更多的管理效益、经济效益和社会效益。