浅谈电力系统配网自动化建设

付启刚

(重庆市电力公司运维检修部，重庆 400014)

1 某地区配电网现状分析

目前该地区配电网具有以下几个特点：一是该地区城市建设还处于高速发展阶段，城市规划不稳定，配电网规划实现率不高，网络结构不完善；二是配网网络还未有明确的目标网架；三是配调集约化管理刚刚起步，管理水平仍有待提升；四是虽然具有与配网管理相关的各类信息系统，但对生产运行实时数据的关注度不够，自动化水平不高。

1.1 配电网和配电设备情况

该地区配电网10kV线路共3133回，其中公用线路2856回，专用线路277回；线路总长度17355km，其中架空线路10130km，电缆7225km。全网环网率为58.51%，可转供电率47%。在联络线路中，单联络线路占线路总数的62%。10kV开关设备29031台，包括压气式开关、真空开关、SF6开关等。10kV负荷开关占10kV开关总数的79.6%，断路器5929台，占10kV开关总数的20.4%，主要用来保护较大容量的变压器或作为重要线路节点的开关设备。

1.2 配网相关信息系统

(1)配网GIS系统。该系统建立了统一的空间数字配电网络模型，为配电网工作管理、配电网规划等提供图形拓扑和数据支持；对全局10kV配电线路及设备的数据进行集中管理，并实现覆盖全地区范围的图形操作、配网设备管理、图纸打印、单线图自动生成、辅助停电管理、辅助转供电方案设计等功能。

(2)配网MIS系统。配网MIS系统实现了工作计划、设备管理、巡视、缺陷、故障、两票、停电、预试定检、调度日志、定值、班务管理等配网生产业务的信息化管理。

(3)电力营销系统。该系统功能包括业务扩充管理、计量管理、抄表管理、电费管理、用检管理、线损管理、购电管理、工作质量、营业稽查、客户服务、辅助决策等11个子系统，为其它配网信息系统提供客户及其设备基础数据，但其数据依赖人工录入，数据质量还有待进一步提高。

(4)计量自动化系统。计量自动化系统涵盖全网各种计量点及采集终端，通过统一的主站系统，完成对电厂、变电站、公变、专变、低压集抄等发电侧、供电侧、配电侧、售电侧的综合性统一的数据采集监控，并在此基础上开展线损四分分析、供售电量统计、供电质量统计、客户节能评估等应用。

(5)主网EHS。主要通过远动系统实现数据采集，通过计算机系统实现数据处理与存储，通过人机联系系统中的屏幕显示(CRT)与动态调度模拟屏，对电网的运行工况实现在线监视。在实现监视的基础上，通过计算机、远动与人机联系系统，对断路器、发电机组与调相机组、带负荷调压变压器、补偿设施等实现遥控与遥调，以及发送时钟等指令。该系统可提供变电站10kV出线开关状态、电流和电压。经过多年的应用和完善，系统已经成熟，其提供的数据准确、迅速。

(6)故障检测系统。配网故障检测系统，也称信号注入故障检测系统，由信号源和若干故障指示器组成。故障指示器安装在线路的分支点出线上，信号源安装在变电站内与母线相连接，发生故障时，故障指示器就地动作，并将信号通过GPRS传送至后台系统。该系统设备成本低，建设周期短，经过近2年的试运行，故障检测准确率高，能迅速实现故障定位，适宜大规模推广应用。

(7)电压型就地馈线自动化系统。电压型馈线自动化系统，可通过电压型自动化开关就地实现故障快速定位、隔离和非故障区段自动转供电。同时，通过为自动化分段开关(含用户分界开关)配备通信终端，将电压、电流、开关状态等信息上传至后台，具有监控、报警、实时及历史数据管理功能。电压型馈线自动化系统虽然可以自动定位、隔离故障并实施负荷转移，但故障隔离过程需要变电站10kV开关重合闸配合，对系统形成多次冲击，对变电站10kV出线开关机构要求较高。

2 某地区配网自动化建设方案

结合该局配电网现状以及国内外先进供电企业的成功经验，该地区配网自动化的建设应以配网调度为应用主体，以覆盖整个配网为基本考虑，以配网GIS为基础，采用各种措施和手段。尽可能利用现有资源，实现系统运行数据的采集和分析应用，并逐步向配网自动化过渡，支撑配网生产指挥、运行管理、客户服务和规划建设需求，提高配电网科学管理水平，进而提高供电可靠率和客户满意度。

2.1 建设配电主站

(1)面向整个地区配电网，通过计量自动化系统提供的负荷数据、故障检测系统提供的故障数据实现负荷管理和故障定位等功能。

(2)在城市建设成熟区域(或具有合理、严谨的区域规划)，规划建设配网自动化。

(3)对于负荷稳定的联络线路、长距离单辐射以及故障频发架空线路，采用就地馈线自动化形式，并通过GPRS／CDMA接入配电主站。

配电主站通过"准实时数据平台"(PI数据库)与调度自动化、计量自 动化系统、配网MIS系统、营销系统等其他系统交互数据。系统结构如图1所示。

配网自动化系统应具备的基本模块和功能包括自动绘图AM与设备管理FM的配电图纸地理信息系统(AM／FM／GIS)。自动绘图利用数字化仪手工录入地图，经过矢量化操作，将其转化为矢量图。设备管理包括设备技术档案和设备运行工况的管理，同时将变电所、用户作为设备管理相关的参数，不仅具有录入设备技术档案功能，记录运行工况变更情况，并具有设备技术档案与设备运行工况的对象查询和区域查询功能。配电设备管理是以电压等级及线路组织设备。变电设备是以变电所组织数据，管理变电所及其所辖设备。用户表计管理是以用户组织数据，管理用户信息及其所属表计。

GIS功能主要包括地理信息、设备信息、适应配网运行管理和建设的分层管理、图纸任意缩放、图纸自动漫游、图纸导航、地图管理、地图编辑和距离自动测量。电网SCADA包括数据采集和发送、数据处理、计算功能、信息报警、数据转发。

3 效果分析

该方案通过建设配电主站，采集计量自动化终端数据和故障指示器终端数据，近期实现覆盖全网的负荷和故障管理；实现对配网调度集约化管理、快速复电机制以及客户服务的有效支撑；实现配网监测、方式管理、应急指挥、作业管理和故障快速定位等功能，满足客户信息需求，指导电网规划建设。以计量自动化数据和故障指示器数据为基础建设配网管理技术支撑系统是覆盖范围最广、建设周期最短、实施难度最小、资金需求较少的方式。

同时，考虑到配电网的长期发展，规划建设配网自动化主站，在农村地区和工业园区建设就地型馈线自动化；在城市建设成熟或规划成熟地区全面实现"三遥"甚至"智能化"；在其它区域有计划地建设或预留通信通道，按照配网自动化、馈线自动化要求配置配网设备，优化运行环境，待区域发展成熟、配网网络结构完善时，由故障监测系统逐步向馈线自动化系统过渡，再逐步过渡到标准型的配网自动化系统。

结语

配电网作为发输配电的最后一级直接面向用户，其供电质量和供电可靠性对电网和用户有重要意义。因此，在城市规划成熟地区做好配电网规划，逐步形成完善、稳定的配电网结构，在此基础上建设配网自动化才有实际意义。

[1]裴文.浅探电力系统中配电自动化及管理[J].科学之友，2011.

[2]苏俊斌.城市电网配电自动化系统技术分析[J].广东科技，2011.