基于智能电网的配电自动化系统设计

国网北京通州供电公司 李 昕 赵 薇 宋秀芳 果 然

1 智能电网的配电自动化系统概述

在智能电网中，通过设计一定的配电网自动化系统，可实现对电网各种运行故障的快速反应和分析，准确的定位不同的故障，并实现对故障的快速隔离，以减少故障对整个电网的影响，改善电能质量[1]。与传统配电系统相比较，配电自动化系统在控制功能和通信功能，以及诊断和监视功能等方面均体现出十分明显的应用优势。总体来看，我国配电网自动化系统已经在不断的研究与发展当中，但还需要重视相关的系统设计问题，以更好的提升我国智能电网的运行效率[2]。智能电网的传统配电模式与配电自动化系统的比较如下。

传统配电模式：控制。仅有一种控制模式；诊断和监视。人工检查、人工维修；通信。供给用传递模式，配电站与用电者之间处于单向交流或者无交流状态；资产性能。无；感知。使用旧式电磁表进行信息采集，采集效率相对偏低；运营服务。无。

配电自动化系统模式：控制。发电方式可采用分布或者集中的方式；诊断和监视。远程监控、自动修复；通信。配电站与用电者之间处于可相互沟通，双向可交流的状态；资产性能。应用大数据技术实施综合评估；感知。应用智能表进行信息采集，整体采集效率较高；运营服务。提供全面，人性化的运营服务。

2 智能电网的配电自动化系统设计研究

2.1 主站系统分析设计

在我国的电力系统中，10kV配网是电力系统与用户直接相连的重要环节，在本文的研究中，以10kV配电网为例分析相关的自动化系统设计问题。对于10kV配电网的自动化系统来说，主要是通过有效的去利用信息的技术，从而也是对电网系统之中的各种数据进行相应的结合，使其系统处于在较为完整的状况中。通过科学的设计，可促使系统具备故障快速定位、快速隔离功能，可实现快速恢复非故障区供电等作用，并能够大幅度提高试点区域的供电可靠性[3]。在进行设计的时候，配电自动化运行指标主要包括了以下一些方面的内容。

2.1.1 配电自动化主站系统可用率

在计算这一指标的时候，可参照相关的统计时段总时间以及配电自动化主站系统停用的总时间（分钟数）进行具体的计算。其中，在一定的情况下可能会出现配电自动化主站系统停运的状况，并持续一定的时间，引发一定的后果。导致主站系统停运的原因十分复杂，常见的原因为系统功能软件停运或者配电自动化主站系统主服务器硬件停运[4]。

停运情况的出现会影响到配电自动化主站系统的功能，导致其在一定的时间内无法发挥出配电网监视以及控制等功能。因此，配电自动化主站系统停用的总时间指的是从停运开始、导致主站系统失去上述功能的总分钟数。在这一时间段内系统不可用。计算配电自动化主站系统可用率时应用的公式为：配电自动化主站系统可用率=1-(配电自动化主站系统停用总分钟数/统计时段总分钟数)×100%。

2.1.2. 遥控操作正确率

在进行配电自动化系统设计的时候，自动化远程遥控操作是一项十分重要的设计内容。通过进行10千伏配电网自动化系统设计，可结合一定的管理和控制需求进行一定的遥控操作[5]。但在这一过程中可能会出现操作失误等问题。因此，操作正确率也成为系统设计时需要重点关注的一个指标。在对这一指标进行计算的时候，参照的公式为：遥控操作正确率=(遥控操作成功次数-遥控误动次数-遥控拒动作次数)/遥控操作总次数×100%。

2.1.3 年事故时遥信正确率及遥测准确率

智能电网配电自动化系统设计过程中，经常会使用一定的终端设备，例如馈线终端设备。这一设备功能十分强大，包括了故障检测功能和遥控功能以及遥信功能等。借助这一设备，可与配电自动化主站之间进行快速的通信，及时的传递出各种与配电系统运行相关的信息和参数[6]。这一过程中需对遥信正确率进行严格的控制，计算这一指标时需考虑年事故时遥信正确变化的情况和具体次数，具体的计算方法为：年事故时遥信正确变化的次数/年事故时遥信变化总次数×100%。

遥测准确率。在计算遥测准确率的时候，需要对总遥测点数数据信息以及准确遥测点数数据进行准确的收集，具体计算方法如下：遥测准确率=准确遥测点数/总遥测点数×100%。

2.1.4 配电自动化主站系统全停事故次数

在一定的情况下，配电自动化主站系统可能会受到一些因素的影响出现停运情况，导致导致配电网失去应有的控制以及监视功能。对于那些导致配电网功能失效的情况，筛选出其中总时长在60分钟以上的事故，统计此类事故发生的总次数，即为配电自动化主站系统全停事故次数。

2.1.5 配电终端在线率

配电终端在线率的计算过程中，需综合考虑整个系统中各种终端设备的数量，详细统计中断设备的具体数量及出现中断的总时间等，进行借助一定的公式进行计算，获得具体的数据结果。在计算过程中，可参照公式计算：配电终端在线率=(1-∑终端设备与主站通信终端套数×中断分钟数/已投入运行中断设备套数×统计时段总分钟数)×100%。

2.2 配电网自动化子站系统设计

在进行子站系统设计时，需充分考虑到不同监控对象实际情况。在配电系统的SCADA系统中，需监控对象十分广泛，包括数量众多的柱上开关及众多开闭所和环网柜等。在整个电力系统中，考虑到实际电网运行需求，无法将全部配电设备都接到配电网主站上。因此需在自动化系统设计中设计一定的中间一级系统，即配电网子站系统。通过设计这一子站系统可与配电网自动化主站系统进行配合，并与自动化终端一起构成一个较为系统和完善的整体，以更好对辖区内配网的情况进行管理和监控。如工况监测和电网优化以及对故障问题的各种处理、故障隔离和故障处理后的供电恢复操作等。

2.3 自动化终端系统设计

在智能电网配电自动化系统设计中，除主站系统和子站系统外，自动化终端系统也是不可或缺的重要组成部分，需进行科学设计。在整个系统中自动化终端系统所发挥的作用主要是监控。通过设计并应用这一系统可对相关开关的闭合情况进行持续性监控。同时，在电力系统的运行过程中会不断产生大量的数据信息，这些信息可帮助工作人员及时掌握整个电网运行状况，并通过对数据的分析及时发现各种故障问题[7]。但在突然出现停运等事故时，极易出现大量数据信息丢失的情况，影响到各项工作开展。通过自动化终端系统可保存大量数据信息，避免因为事故等引起数据失。另外在电网系统运行过程中，可能会出现电压失稳情况，需及时进行应对。通过设计自动化终端系统并予以应用可及时进行预警，提醒工作人员快速反应，采取一定的应急处理措施。之后还可借助终端系统的自动恢复功能，维持安全、稳定的拍点自动化系统运行状态。