配电自动化系统改造方案的研究

顾玲莉

【摘要】21世纪以来，人们的生活水平得到了很大提高，用电量也随之逐渐增加。人们对于电的需求越来越高，安全高效的供电是我国电力系统的发展趋势。随着科学技术的不断发展，在确保供电系统科学高效的运行发挥着至关重要的作用，所以，我国不断对城市电网进行技术更新和技术改造，在很大程度提高了配電网络的安全等级和效率。而随着网络技术高速发展，网络复杂程度也变得更加复杂，要提高配电网的各项经济运行指标，必须结合新技术建立配电自动化系统。电力系统技术和设备的应用是我国城市配电网自动化技术发展的必要条件。

【关键词】自动化技术；配电系统；信息通信技术

一、配电自动化系统的概念

配电自动化系统是指通过应用现代计算机网络技术、电子电工学、以及通信技术等，将配电在线数掘和离线数据、配电和用户数据、电网结构和地理图形进行信息集成[1]，形成一套结构完整的自动化系统。配电自动化系统不仅能够保证配电系统的运行过程中的安全稳定，还可以促进对于故障情况的监测、保护、控制等系统管理的现代化。配电在正常情况以及事故情况下的监测、保护、控制等工作通过配网自动化技术可以很好地相互协调运行，可以有效提高供电效率，确保供电网络的安全，而且可以节约电力企业的成本，从而降低用电价格，让用电用户感到满意，以不断保证了供电经济安全性最好，从而实现供电侧和需求侧的双赢局面。

二、配电自动化系统的现状分析

在济南电网中，历下区配电网位居核心地位。历下区配电网经过多年技术更新和设备改造，配电网形成了三个电压等级，己初步建成了主网架为110kv的配电网，结合IOKV和O.4KV的配电网的供电网络。随着社会经济的发展，使得人们生活水平得到了很大的提高，并且对于生活的方方面面提出了很高的要求。而历下区配电网在很大程度上能够满足人们的这些需求。在2009年供电量达到11亿KWH，2009年最高用电负荷达到ZOOMW。[2]配电自动化系统存在的主要问题：第一，配电主站硬件系统技术落后，我国的大部分配电线路和供电站建设时间都比较长，随着科学技术的发展，对于电力配套系统建设估计不足，没有充分考虑配电主站的硬件扩展能力，所以，目前很多的配电主站和配电线路的设备都难以满足配电自动化系统的建设需求。同时，由于设备检修的问题，很多配电设备都出现了老化，供电能力下降的问题，有些设备甚至超过了使用年限，所以，要想实现配电自动化系统的建设，就必须重建主站硬件系统。

第二，主站功能不能满足新标准要求。随着科学技术的不断进步，配电自动化系统革新换代速度越来越快，很多原来建设的配电自动化系统只是依照当时的供电需求进行建设的，与现代化的配电自动化系统并不能配套应用。随着配电自动化系统技术的不断发展，供电系统的建设方针和原则对配电自动化系统的应用提出了更高的要求，但是目前的配电自动化主站系统并不能满足这些要求，因此，主站系统需要进行修正完善。

三、配电自动化系统设计总体方案

配电自动化系统需要根据供电实际情况进行总体规划设计综合考虑多种方案，，需要科学合理的研究分析配电网物理特性。调度自动化（EMS）与配电管理系统（DMS）是有很大区别的。调动自动化是一种远程控制实现输电和变电管理的自动化系统。但是输电设备和变电设备等系统设备主要建设在变电站内，所以在变电站内通过信息自动化技术控制设备运行；然而，配电网自动化系统的设备（如：联络开关设备、分段设备、公用区变压器等）却具有地理分布特性，一般采取沿街装设，大多数装在室外杆塔上。由于配网设备种类多，数量大，因此测控点要求要比输、变电网多出一个数量级。10kV的配电网馈线分支比较多，结构复杂多变，很多的配电网线路直接与用户连接，为了确保配电网的运行安全高效，其管理工作就需要很多的部门共同努力。因此，配网自动化设计在纵向上可以进行纵向分层，而在横向上则需要进行横向分布。如果运用这个原则的话，首先信息传输一般情况下所具有的瓶颈效应就可以得到避免；第二为了避免系统运行太过复杂，功能一般可以分散在纵向或者横向层次上；第三可以保证系统的可扩展性和可维护性，从而实现配电网络自动化系统的长远发展。[3]

（一）配电网纵向分层设计

1.配电自动化主站系统。在整个配电自动化系统中，主站系统处于最高层。主站系统一般是从宏观上对配电网进行监测控制，针对其运行状态从整体上进行分析，在宏观层面上协调各个配电子网之间的关系。主站一般能够对于整个配电系统网络积极进行控制和管理，来确保整个配电自动化系统安全高效的运行。主站系统是送电、变电的管理系统，也是配电网监控系统。它是人和机器交流的窗口，功能包括电力状况显示、管理设备、打印报表、维护系统、与其他系统进行信息交流，同时，主战系统还能及时准确的调控系统中的可控装置。2.配网子站。配电网中的监控设备一般呈现出点多面多的特点。这样就很难将每个端口进行监控的配电设备与主站进行连接，为了提高效率，需要在配电网中间位置增设一级配电终端，如将变电站作为分站使用。变电站一般负责采集信息，并将采集来的信息传达上去。一般站控终端都位于变电站或者开闭所之中。站控终端可以采取多种通信方式与配电网主站系统进行通信。监控子站一般还可以对故障情况进行及时诊断、隔离与恢复。3.配电网终端测控设备。电网终端测控设备属于系统基本层。主要作用为实现对环网柜、配电变压器、箱式变电站、分段开关、集抄器系统等设备信息进行采集、分析处理和实时监控。配电网具有物理分层结构。这个层次体系恰恰吻合了这些。

系统的监控功能的分布原则是：主站系统负责在变电站内进行采集信息，馈线上测控点的信息也要进行采集，这些一般通过分站系统来采集，通过网络技术实现实时监控电力系统信息和通过自动化控制信息。变电站分站系统位于变电站内，主要采集信息，并将这些信息进行汇集和转发、数据预处理、规约（库）转换、当地局部监控；较低的层次一般通过局部信息的局部监督控制功能来实现，较高的层次通过全局信息全局监督控制功能来实现。对于信息数据处理首先由低层次进行处理，低层次无法处理再通过高层次进行处理。终端测控设备一般用于对某一测控点进行测量控制。

（二）配电网横向分布

配电网主站自动化管理系统运行十分复杂。随着逐渐进入电力系统市场化的运营，的时代，很多电力系统管理部门开始重视对DMS各种功能进行完善。配电网运营管理也应该按照分布式进行设置的方法，主要技术特点体现在：1.配网网运行的监控功能；2.用户供电系统及用电管理：包括集抄系统、95598综合服务系统的管理、用电需求侧的管理等；3.配电网的设备管理。三部分系统的数据信息之间是相互协调，相互融合的，又分别来自不同的数据集合。所以，要想通过分析比较选择出最佳的配电网自动化系统设计方案，就必须充分考虑设置三个局域子网，并且通过路由器连接路由器子网，实现资源共享，完善对系统数据的访问功能，确保配电自动化系统安全、稳定、高效的运行。[4]

参考文献

[1]李霞，范听林.配电自动化系统的发展与展望[J].黑龙江科技信息，2007：33

[2]马浩.配网自动化系统的研究

[3]陈佳编著.信息系统开发方法教程.北京：清华大学出版社

[4]陈堂，电力出版社，照祖康，陈星莺，胡大良.配电系统及其自动化技术.北京：中国2003

[5]叶世勋，刘煌辉.配电自动化规划要先行电网技术，2000，24（4）：19一2

[6]中国电力企业联合会配电自动化系统功能规范.北京：中国电力出版社2002，2一6