农村智能电网配电自动化技术研究

陈希泉++孙艺博

摘要：在介绍农村配电网自动化系统结构的基础上，总结其主要功能及实现方法。根据农村配电网自动化系统建设的总体要求，提出具体的升级改造措施及方法，为实现农村智能电网配电自动化提供技术参考。

关键词：智能电网；配电自动化；主站系统；升级改造

中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1674-1161（2016）09-0056-02

受自然条件、供电特点、历史背景等诸多因素影响，农村电网发展水平与城市电网相比存在着较大差距。因此，应加快农村电网智能化建设，使农村电网朝更加高效稳定的方向发展，切实满足广大农村用电需求，为农村经济社会发展提供有力保障。

1 农村智能电网配电自动化建设的总体要求

农村智能电网配电自动化建设要遵循的基本原则和总体要求有：1） 符合村屯规划和整个地区电网建设规划要求。2） 规划设计和施工建设标准要高、要求要严格。既要充分考虑当前实际情况，又要着眼于未来发展前景，合理使用已有电网资源，科学合理制定规划和改造方案。3） 建设和改造步骤要科学合理、有序安排，近期、中长期、远期目标统筹协调推进，在保证功能实现的基础上，适当兼顾成本问题，使各个环节能够充分满足未来负荷增长需要，适应长远发展要求。4） 在农村智能电网建设过程中，既要注重实效，也要考虑长远，实现智能化、自动化的基础和前提是提供安全稳定可靠的电源，充分保障用户的用电需求。5） 规划设计方案兼顾先进性、前瞻性和可操性。

2 农村配电网自动化系统的结构

2.1 主站系统

农村配电网的特点是规模较小、信息比较集中。在充分考虑电力系统的维护性、扩充性等方面的基础上，通常为其设计两级组成框架：主站层和终端层。配电自动化主站系统负责收集处理数据、隔离故障、恢复供电，一般设置安装在调度中心。这样进行分级，一方面经济适用、灵活性较强，另一方面遵循整体规划、逐步施行的原则。

2.2 主站层

将配电自动化主站系统设置安装在调度中心。主站系统要获取电网各部分的实时信息，必须有通信网络和配电终端为其提供支持。主站系统可以对电网进行全面监控，科学分析电网运行状态，有效保障终端配电网运行、故障隔离和负荷分配等功能准确发挥作用。配电主站与区域调度自动化系统主站能够通过通信系统进行信息共享，及时转发配电网信息。

2.3 配电终端层

配电终端有以下几种类型：配变监测终端、开闭所、配电所监测控制终端。另外，还包括配电站、开关站等设备。配电终端的主要作用是采集分析数据、发出控制指令及对处理故障信息进行检测。

2.4 通信系统

通信系统包括三级框架，分别是主站通信层、通信子站通信层和终端通信层。如果采用B/S模式，在变电站和农电所分别安装通信子站和配电工作站，无法实现遥控变电站开关设备功能，但是可以遥控配电网开关站中的开关设备。

3 农村配电自动化系统的主要功能

3.1 SCADA

通过SCADA系统可以实现对农村配电网的调度和监控，结合农村实际情况适当扩充系统功能，可以实现数据采集、数据处理、系统管理、系统安全、数据库管理、遥控和遥调等功能。

3.2 线路故障处理

农村配电网线路故障处理主要有以下几个方面：一是分析判断瞬时、永久性故障，相间短路，断路等；二是参照配电终端故障信息自动迅速定位故障区段，并在接线图上显示出来；三是支持拓扑结构故障分析；四是对配电网不同线路故障和线路多点故障进行综合处理；五是根据配电线路重要程度划分确定优先级别，共同处理多个故障；六是在不受设备检修、保护调试影响的情况下，机动设置故障处理闭锁；七是通过故障定位结构决定隔离方法；八是自动对未发生故障区段恢复供电，确保其它线路在此过程中发生过负荷问题；九是参考历史数据库信息对故障进行科学分析。

3.3 配电自动化系统与其它系统数据交互

农村配电自动化系统需要与实时数据平台、计量自动化系统、配电生产管理系统、调度自动化系统进行数据交互。要想实现数据交互，必须具备标准数据接口服务，SOA软件系统符合IEC61968及61970的CIS服务标准，不同系统模型导入导出符合XML/SVG方式，提供标准SVG图形服务，支持E模型描述语言。

4 农村智能电网配电自动化建设的方法

4.1 优化网络结构

4.1.1 建设数据远程传输系统 数据信息远程传输系统是指在输电线路中安装电压监测设备，并运用GSM公众无线通信网络短信服务系统进行数据传输。使用微机系统对不同馈线中的电压进行实时监测。如果馈线难以达标，可以根据实际情况，适当增加配变布点数量或安装低压无功自动补偿，在必要情况下，可以在高压线路上加装无功自动补偿设备。

4.1.2 应用负荷管控系统 以GPRS和GSM移动通信网络系统为基础建立通信平台，进行远程管理，一方面能够提高服务效率，另一方面能够安全有序用电，自动抄表、负荷监控、监测电能质量等能够实现远程操作。对用户实时用电情况进行全面测，有效避免窃电现象发生。农村智能电网配电自动化系统对提高用电管理水平、提升系统自动化程度具有重要作用。

4.1.3 设置安装监测终端 基于监测终端监控平台进行数据信息采集，有效掌控变压器实时运行情况，结合实际合理进行三相平衡和无功补偿，依据数据信息进行配电网运行优化管理。在发生异常情况或出现故障时及时发出报警，并对故障点进行妥善处理，及时恢复非故障区域供电，确保农村电网正常供电。

4.2 改造主站自动化系统

对农村智能電网配电主站自动化系统进行升级，需要对农村配电网中的SCADA主站系统、电网配电软件系统和电网配电系统进行改造。电网配电数据采集系统（配电网的SCADA主站系统）作为整个电网控制系统中最重要的部分，对整个配电系统运行有深刻影响。配电网数据采集监控系统主要由配电网远程终端设备服务器、地理位置监控服务器、调试和报表工作站、数据采集与监控报务器等组成。前置机服务器作为电网配电系统的远程终端设备服务器，在电网配电系统中安装多台，如果其中一台出现故障问题，配电系统会将有关数据转移到其它前置机服务器中，确保配电系统整体正常运行。从系统运行过程看，电网配电主站系统中的配电网子站系统服务器装置是针对配电系统前置机服务器进行数据信息传输的，通过配电系统前置机对子站服务器数据信息进行接收，处理完后再进行存储，最后实现共享。在配电主站系统中，电网配电系统经过自动化改造升级后，应用软件系统可以对配电系统运转情况进行技术诊断，并对系统故障进行维护。通过以上技术，可以实现农村电网配电系统自动化。

4.3 建设终端系统自动化

为实现对农村电网配电系统中的相关设备进行实时监控，必须对配电终端系统进行自动化改造升级。在实现遥控、故障识别检测等功能的基础上，帮助主站系统和子站系统对整个配电系统运行进行实时监控，确保电网系统安全稳定运行。在终端系统中，变电站开闭所自动化终端通过光纤以太网连接技术与服务器进行连接，并进行数据采集。终端系统通过无线连接或使用光纤连接进行数据采集和交换。这样的终端配置相对灵活，应用范围也较广，但为满足系统运行中的多样性需求，也可以针对相关系统配置进行改造。

参考文献

[1] 曲毅，魏震波，向月，等.智能电网配电自动化技术的发展[J].南方电网技术，2013（5）：56-60.

[2] 赵禾杰.智能电网环境下配电自动化技术的发展和应用[J].中国科技成果，2015（18）：69-71.

[3] 张婷婷.探讨配电自动化技术在智能电网中的发展[J].中国厨卫：建筑与电气，2015（3）：11-12.