配網自動化實用化模式建設及系統運行

程永健

摘 要：文章結合實際工作經驗提出在系統建設階段注重規劃，系統運行階段注重維護，建立和完善管理制度和管理流程，推進配網自動化系統應用水平的提高。

關鍵詞：配網；自動化； 建設；規劃； 運行維護

引言

電力系統配網自動化建設不僅能夠保證電力系統的可靠穩定安全運行，而且還使得配電系統實現了自動化運行，切實提高了配電系統的智能化水平。為了實現社會效益和經濟效益的統一獲取，供電企業應該重視并做好電力系統配網自動化建設的工作，圍繞電力系統的運行對自動化技術進行科學分析和研究。

1 系統建設模式

配網自動化系統主要由配網主站、配網終端以及通信信道等部分組成。

配網主站系統作為配網自動化系統的核心，主要功能為實現配電網的實時監控、故障信息處理和用戶管理等。主站系統采集開關位置、量測數據等信息，將控制命令傳送給終端，實現對柱上開關等一次設備的控制。此外，主站系統提供與 EMS、MIS、GIS 等系統接口，充分利用 GIS 系統的圖模信息，為 MIS 等應用提供配網實時數據、歷史數據和配網描述數據。

配網終端設備包括開閉站終端設備 DTU、饋線終端設備 FTU、配變終端設備 TTU 及故障指示器等，主要安裝在聯絡開關、主干線分段負荷開關和分支線分界斷路器等位置，實現對具備隔離故障、轉移負荷功能一次設備的遙信、遙測和遙控功能。系統從層次結構上具備一定的擴容裕度，根據地區配網自動化系統規模，可以考慮配網主站和配網終端設備之間建立配網自動化子站。配網自動化的通信功能主要為實現主站與子站、子站之間、現場單元之間的通信，由于通信目的不同，通信方式也靈活多樣。兼顧可靠性、經濟性和實用性原則，一般情況下配網自動化通信系統采用雙網結構的主干以太網和獨立的采集網，鑒于地理條件、終端類型等因素使用的通信方式也不同，目前主要采用光纖、電力線載波、微波、無線通信等方式，由于配網自動化的通信技術仍在不斷發展，制定統一標準的通信解決方案目前尚難實現。

2 實用化模式

根據故障處理的具體形式，配網自動化可以分為分布智能模式和集中智能模式 2 種。

2.1 分布智能模式

分布智能模式下主站與通信系統的作用并不突出，主要依靠具備自動故障判斷隔離及網絡重構能力的終端設備，常用 FTU 結合負荷開關或斷路器構成的具有重合功能的分段器。分布智能模式繞開了主站和通信系統，成本方面存在一定優勢，但故障處理及恢復供電時間較長，且容易對系統及用戶造成頻繁沖擊。由于同一線路上、下級重合器動作缺乏選擇性，需要對變電站出線開關保護定值及重合閘次數進行修改，網絡重構后也需重新整定，多電源多分支的復雜網絡，其參數配合困難。分布智能模式對通信條件的要求較低，適合于“手拉手”線路等結構相對簡單固定的網架，應用于配網自動化剛剛起步、基礎建設相對滯后地區。

2.2 集中智能模式

集中智能模式下，主站采集終端上報的監測和故障信息，根據配電網的實時拓撲結構，經過分析計算判斷故障區間，并下達命令給相關的開關跳開以隔離故障區域。故障隔離后，主站考慮網損、過負荷等情況再次計算，確定最佳恢復方案，控制相應開關完成負荷轉供。集中智能模式將網絡約束和實際負荷考慮在內，對包括多重故障在內的特殊情況也能夠正確反映和處理，可極大提高網絡重構情形下的電壓質量。

3 建設中存在問題分析

配網自動化建設主要表現在預期與實際達成的效果相距甚遠； 投資后效益不明顯，系統設備運行維護力度不夠等。因此在配網自動化建設運行過程中，應做好“規劃”與 “維護”2 項工作。

3.1 規劃階段前瞻性與經濟性并舉

配網規劃首要是一次系統的規劃，同時做好配網自動化的規劃，在規劃中既要考慮系統功能完善，又要考慮應用價值的實現。配網自動化建設的目標是提高供電質量和管理效率，如果在一次網架不夠完善的情況下，增加自動化功能實現上的投入，不僅無法保證供電可靠性的提高，反而造成大量無效用的投入。因此系統建設前應做好配網結構和負荷情況調查，且結合本地區配電網規劃，進行自動化系統建設。

3.2 系統建設運行抓好管理維護

配電網的結構和運行有其自身的特點，應堅持“簡單、可靠、實用、經濟”的建設原則，統一設計、分步實施，必須從實際出發，有計劃、有步驟地分階段、分區域實施，試點實施工作應根據各地區配電網的實際情況確定。系統運行過程中堅持建設和管理并重，結合配網自動化系統建設目標，建立和完善配網管理制度和管理流程，推進配網管理水平的提高。

3.3 促成不同廠家、型號設備兼容通用

由于配網自動化點多面廣的特點，往往同一公司使用終端設備涉及不同廠家，實際運行中，各廠家設備存在上送信息不一致，核心部件無法通用等問題，導致主站端需重復提出信號上送需求，設備故障后也只能等待相應廠家人員維修處理。在配網自動化運行穩定，掌握設備運行規律后，有必要對終端設備的相關問題進行統一，提高不同廠家設備的兼容通用性，減小維護難度。

4系統運行建議

配網自動化是一項涵蓋電網運行管理與自動化、通信等新技術的工作。配電網本身具有點多面廣、涉及人員多、線路結構不穩定等特點，加上計算機、信息技術更新換代快，因此配網自動化系統運行維護工作的開展成為決定系統應用水平的關鍵。本文結合所在單位配網自動化運行情況，對系統應用提出建設 “三個班組”的建議。

4.1 主站維護班組

配網自動化涉及到通信、自動化、一次設備、調度運行等一系列相關工作，人員培養和管理就是一項復雜的系統工作。由于人員編制等方面原因的限制，目前在一些地區調控中心主站采用主網、配網合用 1 套班組的模式。該模式下，班組成員維護工作壓力大，當工作出現沖突時，鑒于主網事故的影響程度，工作重心轉移，導致配網專業非緊急故障難以得到及時解決。為此，建議成立專門的配網主站維護班組，利用系統培訓和工作積累培養 1套了解配網運行特點，掌握相關業務技能的班組成員，及時解決配網主站系統運行過程中出現的問題，保障系統穩定運行。

4.2 GIS 繪圖班組

遵循 “源端統一、全局共享”原則，目前多地配網自動化系統使用的圖模依靠 GIS 系統導入，由熟悉現場接線情況的繪圖人員根據 PMS 系統數據繪制沿布圖或環網圖，再通過數據總線接口對接到配網自動化主站系統。由于配網改造更新頻繁，圖模異動情況十分普遍，繪圖環節成為決定圖模質量的關鍵，為此建議成立專門的 GIS 繪圖班組，有效提升圖模質量?？紤]到配網終端設備點多面廣，多數情況下需各供電公司自行繪制所轄區域范圍內的沿布圖，成立繪圖班組存在一定困難，建議對各片區繪圖人員組織經常性的培訓，結合配調使用需求，統一繪圖標準、規范，減少主站端后期對圖模的維護工作量，提高圖模應用水平。

4.3 終端設備維護班組

配網終端設備大多安裝在戶外，承受的運行環境較惡劣，且隨配網一次設備分布在各個區域，這種情況一方面要求終端設備有承受惡劣環境的能力，另一方面也意味著加大設備維護人員的工作強度。在配網自動化開始建設階段，應考慮到日后設備維護責任問題。有些地區在配網自動化進入實用化之前將終端設備的維護、消缺等工作劃分到變電檢修工區，但未成立專門的維護班組，相應的維護人員實際上面臨和調度主站主、配網1套班組相似的情況，不利于配網工作的開展。為此，建議有關部門牽頭成立專門的設備維護班組，提高配網設備異常、故障處理的時效性。

5 結束語

綜上所述，社會經濟及各項事業的發展需要有充足可靠的電力能源作為基礎保障，為了有效的解決因負荷日益增長而引發的電網故障多發的問題，必須要對電力系統配網自動化建設技術予以高度的重視和深入的研究。

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