配电自动化终端自动验收系统的研制

张贝贝，何维祥，许 笑，孙 雪，李小荣

（国网江苏省电力有限公司连云港供电分公司，江苏 连云港 222000）

1 选择课题

在“双碳”背景下，配电自动化是建设新型电力系统的有力支撑[1-2]。在配电自动化改造与新建过程中，大量终端数据须迁移、接入核对，以往通常采用人工电话核对的方式，成本高、效率低，存在信息核对不完整的风险，对后期配电网安全生产工作产生影响。

针对上述问题，小组开展调研，发现行业内以及市面上，并没有具备实现配电自动化终端信息自动验收的装置，故将课题设定为“配电自动化终端自动验收系统的研制”。

2 目标确认

调取配电自动化系统（D5200）验收记录，经过统计、计算得出，配电自动化终端的单条信息验收耗时80.18 s。小组决定研制具备信息自动验收功能的系统，有效缩短验收时间，将活动目标设为：单条信息验收时间不超过2 s。

3 提出方案

课题研究难点：如何简化接口，适应不同厂家的自动化设备；如何实现现场设备的自动加量功能；如何实现终端信号的准确传输；如何实现信息的快速比对功能。

为解决上述难点问题，小组通过查阅文献、现场调研、讨论研究，提出“配电自动化终端自动验收系统的研制”的总体方案，如图1所示。

图1 配电自动化终端自动验收系统

3.1 总体要求

现场加量装置集成化程度高，体积小，质量轻，携带方便，适应各种复杂工况。装置接口灵活丰富，接线简单，适应不同厂家设备。系统人机交互界面良好，实现自动验收，可靠性高。

3.2 功能描述

现场完成加量装置与配电自动化终端硬件连接。调度主站下发验收命令，控制加量装置对现场配电自动化终端电流、电压加模拟量及状态量，并接收现场装置传输的信息，进行比对，输出验收报告。

3.3 方案分析

本次研发的自动验收装置实现功能多，集成化程度高，适应各种复杂工况，减少人工参与，大幅提升准确率与效率，但投入的研发成本高。从长远角度看，研制的自动验收装置效益巨大，符合未来坚强智能配电网的发展趋势。

4 方案设施

系统分为硬件部分和软件部分，硬件部分核心在于检测验收接口设计，软件主要包括加量方式、数据传输、数据比对功能3个部分，如图2所示。

图2 配电自动化终端自动验收系统主要功能

4.1 模块要求

对配电自动化终端自动验收系统的组成模块进行逐一分析对比，具体如下。

检测验收接口主要比较端子接口与航空插头优缺点，端子接口具有接线灵活等优势，但接线耗时长，航空插头具有即插即用等优势，但接线方式固定。综合两种方式优点，选定为端子接口与航空插头结合方式。

加量方式有人工触发和程序触发2种加量方式，经过试验对比，程序触发具有不需要人工干预、自动触发、加量时间短、成功率高等优点，选定为程序触发加量方式。

数据传输功能中，数据的完整性在整个验收过程中尤为重要，小组经过讨论，主要比对3种算法MD、SHA、MAC。从数据传输的完整度、耗时等2个维度进行综合考量，选定MAC算法。

数据比对功能中，有大量的实时信息量与标准信息量要进行比对，小组综合考虑代码编写难易程度、程序执行正确率、信息量比对耗时等，从字典法、决策树、矩阵计算法3种方案中，决定采用决策树算法。

确定各模块方案后，对系统的各部分分别进行设计、制作、试验，最后进行联调。

4.2 模块的设计以及制作

4.2.1 检测验收接口

选购航空插头以及端子接口进行焊接，如图3所示，适应不同厂家DTU、FTU的接口设计，做到即插即用，大大缩短设备接线时间并提高接线准确性，经过测试，端子接口状态量以及模拟量的输出准确度均达到100%。

图3 端子接口与航空插头结合实体图

4.2.2 程控加量功能

编写程控加量程序，包括测试量列表和加量规则，并可通过“新增记录”“修改记录”“删除记录”来进行调整，显示测试结果，经过测试，电信号输出准确率达到100%，单个信息触发加量时间也小于0.1 s。

4.2.3 数据完整度传输

编写MAC算法程序，重点在于开发转发表校验模块，信息检测验收数据表按照名称和点号等校验设备信息，经过测试，输出数据库信息完整度100%。

4.2.4 主站数据对比功能

基于主站系统，开发信息联调验收模块，自动接收判断现场触发的信息，与主站验收系统信息点号和名称进行比较，核对加量值，如图4所示，经过测试，单位信息耗时均0.1 s，验收准确率100%。

图4 主站对比结果

5 取得效果

小组研制的新型配电自动化终端自动验收装置投入使用后，以10 kV华铝线-经II线1087开关、10 kV镇茵线H797环网等为例，结果如图5所示，单条信息由活动前平均80.18 s缩短至1.47 s，小于预定目标2 s。

图5 传统与自动验收效果前后对比图

通过本次QC活动，实现自动化终端投运率为100%，信息接入合格率为100%，“三遥”成功率为100%。同时，整体缩短检修对外停电时间3 h，缩减时间接近37%，提升了供电服务质量及供电可靠性。下一步，小组将进一步优化装置，如体积小型化等，使得装置更容易携带等，更好地服务于配电自动化终端验收现场。