提高配电网管理水平的配电自动化系统

改造者：王兴财 石 鑫

提高配电网管理水平的配电自动化系统

改造者：王兴财 石 鑫

配电自动化以一次网架和设备为基础，综合利用计算机、信息及通信等先进技术，实现对配电网的监测与控制，并通与过相关应用系统的信息集成，实现配电系统的科学管理。葫芦岛供电公司在总结现有配电设备管理经验基础上，分析研究有必要为配电网开发一套“配电自动化系统”，紧跟国家电网公司设计原则“统一规划、优先设计、因地制宜、分步实施、合理联网、信息共享”。大大提高配电网运行的可靠性和效率，提高电能的供应质量，降低劳动强度和充分利用现有设备的能力，从而给用户和葫芦岛供电公司均能带来可观的收益。

葫芦岛供电公司配电线路事故跳闸后，仍采用人工手动操作，送电时间长，给用户造成极大的不便，另外对于配电线路上的运行设备，如隔离开关、真空断路器等，不具备远方操作功能，配调人员无法实现远程监测、实时采集运行数据，另外葫芦岛没有配调自动化主站系统，无法满足对配电网的管理要求。目前这种运行管理模式，浪费了人力和物力，配电网自动化水平没能体现出来，另外实现配网自动化，是国网公司提出的建设智能电网的需要，也是配电网发展的必然趋势。因此，葫芦岛公司需要结合电网改造实现配网自动化，建立与配调自动化主站系统，提高配电网的管理水平。

工作原理

配网自动化系统是实现配网运行监视和控制的自动化系统，具备SCADA处理、数据采集和控制、故障处理、高级应用等功能，主要由配电自动化主站系统、配电自动化终端和通信网络等部分组成，调度人员通过监视配电网运行工况，可以优化配电网运行方式，另外当配电网发生故障或异常时，调度人员可以迅速查出故障区段，快速对故障区段进行隔离，减少停电面积，缩短停电时间，并可以对配电网电压进行监视，合理控制无功负荷和电压，达到改善供电质量，降低电网线损目的。

配网自动化系统的建设

配网终端及配网一次设备建设

配调自动化建设的重点是，更换线路真空断路器，安装智能配电终端控制器，安装配电线路视频监控以及无线通信终端设备等。确保配调人员实现远程监测、实时采集运行数据，进行遥控操作，并能通过视频监控线路上的断路器，满足配电网的运行管理需求。如图1。

配电通信设备建设

通信方面，葫芦岛配网自动化系统建设采用光纤通信和无线通信结合的方式。对于市区光缆覆盖的变电站，采用光纤通信，每个配网终端通过光缆将通道信信息汇聚到与它最近的变电站，再通过变电站站内的调度数据网设备与调度主站系统进行通信，光纤通信方式可靠性较强，对较偏远区域由于通信光缆没有覆盖，葫芦岛公司使用无线GPRS通信方式对这个问题进行了解决。配电网终端通过GPRS与葫芦岛供电公司调度主站的GPRS服务器进行通信，这样完成了对配网信息的传输。

图1　配网自动化系统一次开关设备

图2　配网自动化系统通信拓扑图

配电自动化主站建设

葫芦岛配网自动化主站系统包括、SCADA服务器、前置采集服务器、报表服务器和工作站，前置采集服务器完成对配网数据的采集，SCADA服务器对数据进行处理并实现对开关的控制功能、报表服务器可以为配调人员提供报表数据，并方便查询。配网自动化主站通过配电线路图，展示线路运行状态数据。提示线路运行异常情况。方便配调人员对配电网进行监视。

图3　配网自动化系统主站界面图

创新点

葫芦岛配网自动化系统的建设按照统筹规划、分步实施的原则，在规划初期便充分考虑系统的安全可靠、实用和易于扩展。按照辽宁省电力有限公司的远期规划，葫芦岛公司建设大配调、实现调控合一，下一阶段逐步将葫芦岛市连山区、龙港区、南票区、杨家杖子区、兴城市所辖66kV变电站10kV侧信息接入配调自动化主站系统中，与地调主站系统66kV变电站信息共享并且通过CDMAGPRS独立接入连山地区、龙港地区、杨杖子地区、南票地区、兴城地区10kV变台及相关10kV配线柜电网信息，从而为配电调度人员提供监视、控制、高级电网分析服务，实现的创新功能如下：

配网自动化系统的实现，完成了对配电网设备包括开关状态，保护动作信息、运行数据的采集，使调度人员能够实时掌握电网的运行状态，解决了长期以来“盲调”的现状。

可以实现对10kV环网开关、分歧线路的监视，当配网发生故障时，通过配调自动化主站能够快速完成对故障区域的定位，极大的缩短事故的处理时间。

与配电地理信息系统（GIS）进行集成：使调度人员对配电线路所处的地形地貌有了直观的了解。3.4配电网的高级应用功能如网络拓扑、状态估计、潮流计算、网络重构、无功优化、仿真培训等。

为调度员提供辅助决策。

经济效益分析

缩小停电面积，减少负荷损失，经济效益明显

配网自动化系统建成后，调度人员能够对配网分歧线路进行监控，能及时准确地找到故障点，缩小停电范围，减少用户停电时间，减少了用电负荷的损失，一般一条10kV线路平均有4条分歧线路，一条线路上至少有用户为40户，平均每条10kV线路每年停电5次，恢复时间平均大约需要3h，没有配网自动化系统时，10kV分歧线路故障，需要将整条线路停电，大约造成160户用户停电，每年停电15h，配网自动化系统建成后，分歧线路故障时，直接将该分歧切除，其余用户不需要停电，极大的提高了供电可靠性，取得了极其可观的经济效益。

实现了配电网的精益化管理，提高了配电网设备的管理水平

配网自动化系统建成后，葫芦岛供电公司能够对整个配电网的运行状态进行有效监测，通过对负荷的监测，可以了解到负荷分配情况，为电网规划提供基础数据，通过对配网的电压的监测，可以了解配电网的电压情况，从而控制无功补偿设备的投、切，达到减少线损，提高电压水平的目标。

能够实时监视配电网的运行状态，及时发现事故隐患，有效地保证了配电网的安全、稳定运行

配网自动化系统建成后，通过在配电自动化主站系统设置过负荷告警、主变油温告警等信息，有效的避免了事故的发生，葫芦岛供电公司将每条10kV线路的最小载流量输入到系统中，当10kV线路的电流超过最小载流量时，系统自动报警，通过这种手段有效的避免了电网中最小在流元件的损坏，通过对主变设置油温高告警信息，使主变温度控制在合理区间，保障了变压器的安全稳定运行，避免了主变烧毁的事故发生、达到增加企业经济效益的目的。

结束语

配网自动化系统的建设提高了葫芦岛地区的供电可靠性，带来了巨大的社会效益。拉动了经济发展，促进了产业提升。实现配网自动化后，葫芦岛地区的电能质量得到了极大的改善，有效地降低了线损，产生了可观的经济效益。

实现配网自动化后，葫芦岛公司的工作效率得到了提高。调度人员可以利用配网自动化系统各个应用功能，自动分析和处理各项管理事务，如报表统计、缺陷统计、停电管理等等，大大减少了人工参与量，极大地提高了工作效率，具有广泛的应用前景。

10.3969/j.issn.1001-8972.2015.21.035