关于自动化技术在配网设计中的应用

余健优

【摘要】配电自动化系统作为配电网建设的重要组成部分，不仅能提高电网供电的安全性、可靠性和经济性，改进和优化电能质量，极大程度为用户提供优质服务，而且还能有效的降低配电系统的运行成本，减小工作人员的工作强度。本文在阐述配电网发展现状的基础上，首先分析了自动化技术在配电网建设中的必要性，其次介绍了配电网馈线自动化技术及其常见故障处理方法，然后以CSDA配电自动化系统为例，对配电网自动化技术进行分析，最后提出加强配电网自动化技术应用的几点建议。

【关键词】配电网；自动化技术；馈线自动化；CSDA

配电自动化的发展经历了基于自动化开关设备相互配合的配电自动化阶段、基于通信网络、馈线终端单元和后台计算机网络的配电自动化阶段以及基于集配电网SCADA系统、配电地理信息系统、需方管理（DSM）、调度员仿真调度、故障呼叫服务系统和工作管理等一体化的综合自动化阶段。为了更好的发挥配网自动化系统的实用价值，加强配电网的自动化技术分析和故障处理对健全配网自动化系统是十分必要的。

1.配电网自动化技术概述

1.1 配电网发展现状

配电网是连接电能和终端用户的桥梁。随着经济的快速发展，配电网结构设置难以适应城市发展需求，如配电线路的传输线路长，能耗大，“瓶颈”现象严重、配电网技术性能落后等。

1.2 配电自动化系统的构成

配电网自动化系统主要由四部分构成，即主站系统、终端系统、通信系统和子站系统。这四部分子系统有条不紊的运行和协调是确保配电自动化系统正常运转的前提和基础。

1.3 配电网中应用自动化技术的必要性

（1）传统供电方式落后，与供电市场需求脱轨

配电网的设计不仅需要综合考虑地理环境因素、经济发展因素和地域负荷分布情况，而且还需要选取有效的供电方式和方法。我国传统的供电方式多采取环状式、网格式和放射式的配电网络，这些配电方式降低了电能输送的灵活性和传输效率，加大了供电成本，忽略了供电市场的实际需求，因此，加强配电网自动化技术的应用是适应市场、满足用户需求的必要手段。

（2）提高电能质量，降低运行成本

配电网自动化的应用一方面提高了电力系统的可靠性和电能质量，另一方面降低了系统运行成本，降低了工作人员的工作强度。从而全方面的为电力企业节约了人力、物力和财力，提升了企业的管理水平。

（3）加快电力行业的发展

配电网自动化技术的应用不仅提高了电力企业的办事效率，而且帮助电力企业实现了用户的快速定位以及对客户供电设备的远程控制，从而有助于企业根据用户需求制定个性化、多样化的供电模式。

2.配网自动化技术的基本原理——馈线自动化

2.1 馈线自动化的技术原理

馈线自动化是指对配电线路的有效运行进行故障检测、识别、定位、控制、隔离和恢复供电等一系列过程的总和。主站集中型馈线自动化的技术原理是配电终端与主站之间依据故障信息的不断反馈进行故障区域定位，从而有效隔离故障区域并恢复非故障区域供电的过程；就地型馈线自动化的技术原理是配电终端依据系统设定自动进行故障定位、隔离和恢复的过程。

2.2 馈线自动化的故障处理方法

（1）馈线终端FTU/DTU的故障处理方法

馈线终端的故障处理过程：首先，主站发布馈线终端检测指标的整定值；其次，测定馈线终端检测指标的采样值；再次，比较分析检测指标的整定值和采样值，确定故障发生类型；最后，依据采样值调整整定时间，隔离故障区域。

（2）配电网子站系统的故障处理方法

配电网子站系统是馈线终端和主站系统进行信息反馈的重要桥梁，当馈线终端发生瞬时故障时，配电网子站会将故障信息上报给主站；当馈线终端发生永久故障時，配电网子站在上报故障信息的基础上，会定位跟踪拓扑结构，进行故障区域的定位，执行故障隔离操作。

（3）配电网主站的故障处理方法

配电网主站是故障自动化处理的核心，当馈线终端的故障等级超出配电网子站的调控范围时，配电网主站会积极协调各个子站进行故障隔离，隔离工序完成后，人工控制故障恢复程序的启动；当配电网子站发生故障时，主站会对子站进行故障识别和诊断，隔离和恢复子站故障区域。

3.配电网自动化技术分析——以CSDA技术为例

3.1 CSDA配电自动化系统的技术特点

①融合了网络化配电数字载波通信技术（NDLC）、数字信号处理技术（DSP）和现场总线技术。

②充分引入智能化较高的配电自动化终端（FTU），从而增强了直连式存储（DAS）系统的抗干扰特质，并提高了运算精度。

③有效的削弱了小电流接地的因素限制，实现了小电流接地智能构架的开发额利用。

④配电网主站系统的标准化设定实现了开关技术的智能控制。

3.2 CSDA配电中心的技术分析

CSDA配电中心设计的技术优势主要表现为：配电网数据库外延性好，具备清晰的网络拓扑关系；以实时数据库作为设计重点；信息驱动和反馈机制完备；融合了多媒体等现代先进技术；通信设计具有高度创新性；软件的设计理念独特，采用跨平台式的完全开放技术。

3.3 数据采集与监控系统的技术分析

数据采集与监控系统（SCADA）是进行配电自动化设计的关键，SCADA不仅能在系统监控屏幕上实时反馈配电网各个子站的数据信息，还能够为调度员实行系统调度提供依据。SCADA的技术优势表现在：采用先进的智能优化方法，配电自动化终端（FTU）算法削弱DAS系统的干扰信号、破除了小电流接地的制约和影响等。

3.4 光纤通信系统的技术分析

（1）自承式光缆