阐述配电网自动化系统

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　　摘要：经济的发展对配电网自动化提出了更高的要求，配电网自动化也是电力系统现代化发展的必然趋势。技术在发展，需求也在提高，应参照发达国家和地区的经验，结合实际情况，综合考虑近期与远期、全局与局部、主要与次要的关系，进一步设计开发出先进、通用、标准的配电网自动化系统，对电力市场的发展具有重要意义。文章主要对配电网自动化系统进行探讨，并提出配网自动化实施中的注意问题等。
　　关键词：配网自动化，技术，供电质量，配电管理系统
　　1配网自动化的体系结构
　　1.1配网自动化的基本问题：
　　尽管我国的配电网自动化工作目前已进入试点实施阶段，但对于配电自动化的认识仍然众说纷纭，下面仅对配网自动化的概念、目标、范围阐述本文的观点：
　　1.1.1概念：配电网自动化首先表现为一种集成化自动化系统，它在在线(实时)状态下，能够监控、协调、管理配电网各环节设备与整个配电网优化运行。
　　1.1.2目标：提高供电可靠性、改善电能质量和提高运行管理效率(经济运行)。
　　1.1.3范围：以10kV干线馈线自动化为主，覆盖了400V低压配电台区自动化，延伸到用户集中抄表系统。
　　1.2配网自动化的体系结构：
　　配网自动化是一项系统工程，完整的配电网自动化系统包含了四个主要环节：供电网络、远动系统、通信系统、主站网络。目前存在的误区之一：过分强调自动化及软件功能，忽略电网的根本需求。
　　1.3实施配网自动化的技术原则：
　　1.3.1可靠性原则：实施配网自动化的首要目标是提高配电网的供电可靠性，实现高度可靠的配网自动化系统要遵循以下原则：①具有可靠的电源点(双电源进线、备自投、变电所自动化)。②具有可靠的配电网网架(规划、布局、线路)。③具有可靠的设备(一次智能化开关、二次户外FTU、TTU)。④具有可靠的通信系统(通信介质、设备)。⑤具有可靠的主站系统(计算机硬件、软件、网络)。
　　1.3.2分散性原则：①由于配电网的地域分布性特点，建立配网自动化系统希望功能分散、危险分散，采用具有智能的一次设备(如重合器)，故障就地解决。对于县级规模的配电网，复杂性并不高，提高可靠性供电，通常双电源即能满足实际要求，推荐重合器方案，并且在10kV干线适当配置开关数量，使保护配合能够实现。②为进一步提高整体系统的安全可靠性，主站软件功能分散，以SCADA为主体的实时监控功能独立运行，以GIS(地理信息系统)为主体的在线管理功能独立运行，电网分析计算功能独立运行，各功能间内核(数据库、微内核调度等)一体化设计，保证信息的可靠、高效、优质共享。
　　在实施配网自动化工程中，存在着另一误区：以GIS代SCADA(如ARCINFO)，实时处理图形，增加了计算机工作负担，人为地降低了系统安全可靠性。以提高供电可靠性为第一目标的架空网，SCADA实时监控为重点，确保主站信息处理及时，GIS在线管理为次；而以运行管理为主要目标的电缆网，应区别对待。
　　2配网自动化系统的基本构成
　　配网自动化系统是一项系统工程，它大致可分为三个子系统：配网自动化主站系统；配网自动化子站系统；配网自动化终端。
　　（一）配网自动化主站系统
　　主站系统由三个子系统组成：配电SCADA主站系统；配电故障诊断恢复和配网应用软件子系统DAS；配电AM/FM/GIS应用子系统DMS构成
　　2.1配电SCADA主站系统由前置机服务器（RTU服务器）、SCADA服务器、调度员工作站（MMI）、报表工作站、DA服务器、GIS服务器等组成。前置机服务器：它包括若干台前置机服务器。其中一台为主前置机服务器，当服务器出现故障时，从前置机服务器中的一台自动成为主前置机服务器，以保证系统的正常运行，这是由nap来完成的。主前置机服务器通过dater接收子站通过交换机发送来的数据，由vcterm经过规约解释存入当地内存，形成生数据实时共享内存。主前置机服务器通过rawd向若干从前置机服务器发送生数据，各从前置机服务器通过datsrv接收主前置机服务器发送来的生数据形成自己的生数据实时共享内存。
　　SCADA服务器：它包括若干台SCADA服务器。其中一台为主SCADA服务器，当服务器出现故障时，从SCADA服务器中的一台自动成为主SCADA服务器，以保证系统的正常运行，这是由nsp来完成的。主SCADA服务器通过datsrv接收主前置机服务器发送来的生数据，经过处理形成熟数据。将形成的熟数据存入内存，形成实时库。同时将形成的熟数据存入硬盘，形成历史库，历史库全系统唯一只有一个。需要历史数据时，从历史库取数据。取数据的方式有：polling方式；stream方式；sql方式。整个主站系统为一个局域网，通过交换机或HUB连接在一起。
　　2.2为保证配网自动化系统投运后，能够完全满足本系统的技术要求，必须对本系统起至关重要作用的配电故障诊断和恢复功能（即DA功能）进行联调测试。在进行DA联调测试前，必须保证以下条件完整无误：
　　（1）主站置库完毕并经反复检查无误；
　　（2）主站、子站和FTU之间的通讯正常；
　　（3）对要进行DA测试的FTU进行遥测、遥控、遥信调试，并保证其功能正常；
　　（4）恢复无故障区段的供电时，必然涉及到变电站出口断路器，因此要对变电站的出口断路器进行遥控测试。另外，在DA测试中采用继电保护测试仪模拟故障引起开关跳闸的方式启动配电自动化系统的DA功能，完成一次设备的实际动作。实现故障的自动隔离、非故障区段的恢复可以采取多种方法，取决于自动化装置的技术特点和整体方案。一般有就地控制和主站远方控制两种方式。就地控制以馈线终端单元（FTU）之间的配合为主，不需要通信通道，通过对线路过流或过压的检测，以及对开关分合闸的逻辑控制实现故障区段的隔离和非故障区段的供电恢复；主站远方控制方式需要有可靠的通信通道，通过主站软件对FTU上传信息的分析判断，制定合理的隔离策略和网络重构策略，远方控制配电开关实现故障区段的隔离和非故障区段的供电恢复。
　　3突出的问题
　　(1)户外运行：配电线路设备的户外运行环境，对开关主设备、远动设备、通信终端设备等提出了更高的要求，主要是保证温度、湿度、抗凝露、抗老化、抗风沙等指标，在开关的外绝缘材料、电子设备的设计、元器件筛选等方面特殊考虑。
　　(2)通信可靠性：配电网自动化系统主要担负着实时监控配电网安全可靠运行的职能，电网的供电可靠性首先由供电方案决定，在线路开关的自动化、智能化程度较低的配电网中，整个系统性能对主站与通信的依赖性强，而配电网的广域地理分布性，使通信传输的可靠性成为建设可靠的配电网自动化的难点之一。对于供电网络采用重合器方案，解决了对通信的强依赖性问题。
　　(3)电源：配电线路上的电源用于提供开关、监控单元的工作动力，其来源有二：在线路正常供电条件下，由电源变压器从线路取电；线路失电时，启动后备电源(UPS)供电，对于操作开关的大电流可通过大电容储能放电提供动力。存在的难题是不间断电源(UPS)户外运行问题，尤其高低温对蓄电池工作的影响。
　　4结语
　　经济的发展对配电网自动化提出了更高的要求，配电网自动化也是电力系统现代化发展的必然趋势。技术在发展，需求也在提高，最终目的都是为了扩大供电能力，提高供电可靠性，优化电力服务。从目前的应用情况，有些内容只限于开发、研制和试用阶段，因此，应本着从实际出发，统筹安排，循序渐进的原则，综合考虑近期与远期、全局与局部、主要与次要的关系，进一步设计开发出先进、通用、标准的配电网自动化系统，对电力市场的发展具有重要意义。