配电终端配置数量在配电自动化系统中的规划研究

摘 要：为了更好地对配电自动化系统进行规划和设计，文章从两个方面对其进行了探讨，一方面是从供电的可靠性来分析，分析“二遥”配电终端、“三遥”配电终端等一些终端所配置的数量，另一方面是从投入和产出的角度进行思考，研究了这种情况下的最优配置数量。

关键词：配电自动化系统；配电终端；规划；数量

对配电自动化系统进行研究与分析，十分有利于快速定位故障、快速恢复供电以及保证供电的可靠性，配电自动化系统在智能电网中充当着一个很重要的角色。因此，文章从可靠性及投入产出两个角度对配电终端的配置数量问题进行了系统科学的分析，为配电自动化系统的规划设计提供了依据。

1 基本原理

1.1 配电终端

文章中所谓的配电终端模块是指对单台开关实行监控的虚拟装置。配电终端模块的分类：“二遥”、“三遥”。

“二遥”终端模块：具备电流遥测功能以及上报故障信息功能，但是不具有遥控的功能，一些相关的开关设备不需要具备电动的操作机构。通常情况下，“二遥”配电终端模块是依靠通信模块加上故障指示器来实现的，一台“二遥”终端模块配备三台故障指示器，并且这三台指示器分别安装于不一样的位置。

“三遥”配电终端模块：具备上报故障信息、遥信、遥控、遥测的功能，而且要求其所监控的开关设备具备电动的操控机构。

1.2 从供电的可靠性的方向来研究配电终端模块的配置

假设用户均匀分布，安装k个终端模块把这一条馈线分成了k+1个分块区域，每一个区域就包含了n/k+1个用户，并且馈线在单位长度上的故障率是一样的。

故障的处理时间由三个部分组成：

T=t1+t2+t3

其中t1表示故障区域的查找时间；t2表示故障的修复时间；t3表示人工故障区域的隔离时间。

1.2.1 “二遥”终端模式下

在这种模式的情况下，不需要对开关进行改造，GPRS为通信的通道，建设的费用不高，虽然可以定位故障的区域，但是不能自动地恢复供电，也不可以自动地隔离故障，这些工作都需要人工操作进行，所以会导致区域内用户受到停电的影响时间较长。一般适应的城市比较小或者是县城。

此种模式下可以认为t1=0，也就是说：

T=t2+t3

在分段开关处的k个终端的供电可用率可以近似地表示为：

供电可用率在满足条件的情况下，可得出

K≥0

从上式可以观察出，故障修复的时间和故障率、供电可靠性指标和人工故障区域的隔离时间影响了“二遥”终端模块的数量。

1.2.2 “三遥”终端模式下

要求具有“三遥”的功能，给开关建设光纤的通信通道以及安装电动的操作机构。这种模式的自动化程度较高，同时建设的费用也是比较高的，通常来说只有一些大型城市的核心区域才会使用这种终端模式。

此种模式下可以认为t1=0，t2=0也就是说：

T=t3

可以根据供电可用率的意义，推导出在分段开关处的k个终端的供电可用率可以近似地表示为：

供电可用率在满足条件的情况下，可得出

k≥0

从上式可以观察出，故障修复的时间和故障率、供电可靠性指标影响了“三遥”终端模块的数量。

1.3 从投入产出的方向来研究配电终端模块的配置

假设一条馈线包含n个用户，总的负荷达到P，并保证了开光的数量，具有n-1能力而且所有的联络开关都安装好了终端模块，故障率是F，每一个终端模块的所有费用是C，故障的处理时间用T表示，给k个分段开关配备终端，把这一条馈线分成了k+1个区域。

1.3.1 负荷均匀分配

各个不同的区域的负荷可以认为是均匀分布的，所以每个区域的负荷都近似等于P/（k+1）。k个终端的收益为：

其中，m表示单位时内单位负荷的收益大小。

从上面的表达式中可以看出收益与终端的数量成反比，也就是说，终端数量增加，会导致收益更加不明显。

投入产出比的式子为：

因此得出安装的终端数量增大会致使投入产出比降低。

1.3.2 用户均勻分配

各个不同的区域的用户认为是均匀分布的，所以每个区域的负荷都近似等于n/（k+1）。因为满足n-1的准则，k个终端的收益为：当一个地方出现故障时，其他地区不会受到故障的影响。因此，这个收益的表达式为：

其中，m表示单位时内单位负荷的收益大小。

从上面的表达式中可以看出收益与终端的数量成反比，也就是说，终端数量增加，会导致收益更加不明显。

安装k个终端模块的投入可以近似地看作为：

C1（k）=kC

投入产出比的式子为：

因此得出结论：安装的终端数量增大会致使投入产出比降低。

2 结束语

从达到供电的可靠性这一角度来说，一条馈线需要配置的“二遥”或者“三遥”终端的数量是根据供电的可靠性的指标、故障的修复时间、故障率、人工隔离故障的时间所决定的；从投入产出这一角度来分析，每条的馈线中一个终端配备两个区域的投入产出比值是最高的。文章的分析尽管有一定的条件限制，但是得出的结论依然具有一定的指导意义，可以以此为根据再结合实际经验做出合适的调整。

参考文献

[1]刘健，林涛，赵江河，等.面向供电可靠性的配电自动化系统规划研究[J].电力系统保护与控制，2014（11）.

[2]刘健，程丽红，张志华.配电自动化系统中配电终端配置数量规划[J].电力系统自动化，2013（12）.

[3]王晓勇.配电自动化系统中通信网络的规划与组建[D].南京邮电大学，2013（3）.

作者简介：金晓风（1978，11-），上海人，大专学历，助理工程师，研究方向：电气工程自动化及输配电。