徐 兵
（国网湖北武汉东西湖区供电公司，湖北 武汉 430040）
城市经济的发展和居民生活水平的提高，使得对供电可靠性和供电质量的要求越来越高，然而配电网建设相对落后，促使供电企业大力建设配电网，配电自动化作为一项能够保证配电系统持续稳定运行的关键技术得到了广泛的应用。城市配电自动化以城市配电网为服务对象，采用计算机技术、自动化技术、通信技术等手段，实现有效控制城市配电网的正常运行和快速正确的故障处理等功能，包含了馈线自动化、配电网状态监控、 地理信息管理、网络拓扑等多个功能模块。配电自动化系统的应用使得供电企业真正具备配电调控能力，实现了配电网状态实时监视、远方实时协调和设备远方操作功能，配电网运行水平得到大幅提升，具有巨大的经济价值和社会价值，是现代配电网建设中必不可缺的一项重要环节。
本文在对我国配电网发展现状及其自动化系统应用现状充分调查分析的基础上，从配电自动化工程实际出发，针对其中涉及到的配电自动化通信、馈线自动化、配电网主站自动化系统等关键技术方案进行研究并提出相应的技术方案，具有实际应用及参考价值。
考虑到我国城市配电网自动化系统必须适应于当前城市配电网现状，也要考虑到未来城市发展的可能性，同时兼具稳定性和可扩展性。根据系统开放设计的基本原则，总体结构采用分层模式，分别为配电自动化管理层、配电自动化中间层和配电自动化基础层，各层之间采用通信将其有效地连接在一起，形成一个完整的网络系统。
1.1 配电自动化管理层
配电自动化管理层或者称之为主站层，是配电自动化系统的中枢，是整个体系的最高层，主要实现集运行监控、集中式馈线自动化和配电管理等功能于一体的配电综合自动化系统的功能，形成对城市配电网的整体控制和统一管理，确保其处于稳定、高效的运行状态。配电自动化管理层的实现方式采用“集中控制，分区应用”的模式，主站系统安装在城市供电公司调控中心，通过通信通道获取配电网的实时信息，同时控制“三遥”监控点。
1.2 配电自动化中间层
配电自动化中间层或者称之为子站层，是配电主站和配电终端设备之间承上启下的桥梁，实现所辖区域数据收集、汇总、数据及操作命令转发功能，同时履行本区内监控、管理功能。配电自动化中间层的实现方式采用网络分布式子站模式，有监控单元和数据处理单元组成。
1.3 配电自动化基础层
配电自动化基础层或者称之为终端层，是配电自动化体系的最底层，通过安装在城市配电网各处的大量的终端设备完成现场一次设备的信息采集功能，将采集到的大量相关信息上传，并根据实上一层系统指令准确可靠动作，因此，它是整个系统得以实现功能的基础。配电自动化基础层是由多种类型的终端设备组成的，主要包括供配电监控终端（DTU）、馈电线监控终端（FTU）和变压器监测终端（TTU）等类型。
2.1 配电网一次设备改造的关键技术
按照配电网网架的建设目标，电网中的配电线路应该按照N-1原则，而且负荷在线路上要均匀分布，线路上的分段开关以及联络开关的数目和位置都应该达到最优。按照电网的实际，在改造网架线路时，应该按照：
·单辐射线路进行“拉手”。按照N-1的原则进行改造，加强节点之间的联络，能够实现在发生故障时，负荷能够转移，提高其供电可靠性。如果是电缆线路应该由单辐射向着单环网方向进行改造，架空线路一般向着单联络或者多联络方向改造。
·对线路的网架结构进行优化。对联络改造和分段点的改造来简化负载的线路，简化线路结构，而且要能够满足N-1原则；对供电线路进行变更，使得负荷分布更加合理，改变联络开关和分段开关的位置，降低线路损耗的同时提高供电可靠性。
除此之外，在选用联络线路时如果条件允许应该尽可能地选择不同变电站的出线，如果条件不允许，那么也应该至少选择同一变电站不同母线侧的出线。
在对配电网设备自动化进行改造时，应该按照以下原则：
·在一次设备的终端空间内部或专业辅助安装箱内装设电压互感器、电流互感器以及配电终端，从而实现配电自动化的功能；
·在每条线路上装设2～3个能够实现自动功能的分段开关；
·改造或增加电缆的分接箱，对关键设备进行更换，以此来保证网架能够适应其结构的调整；
·安装柱上分段开关、分届开关以及联络开关。
2.2 主站系统建设的关键技术方案
配电网的管理和监控中心系统的设计应该严格遵守国家相关标准，应具有安全、可靠、实用、可扩展等特点，而且要有较高的性价比。调度自动化系统也应该按照电网的实际情况进行确定，优先考虑配电自动化和调度自动化一体化的设计，进行分步实施，按照自动化管理的实践和管理经验进行实施。
在评价配电网自动化系统时，最主要的是实现功能、采集数据，以及是否能够发挥技术的支撑作用，从而为电力的生产、运行以及营销发挥相应的作用。在配电自动化试点改造时应该按照以下原则：
·在城区范围内，扩大自动化相关设备的覆盖范围，争取在当期工程内能够实现全覆盖；
·主站的功能需要升级，在升级的过程中需要增加或者完善的功能应该与设计目标对应；
·对于需要接入终端系统的设备要进行拓展，对其接入
方式以及主要功能作出明确的规定。
2.3 通信系统建设的关键技术方案
采用ZigBee等通信技术，可以实现从变电站或者有铜线条件的站点出发，无线信号能够到达每个环网柜、开闭所以及箱式变电站，这些有条件的变电站还可以通过MESH进行联网，变电站中心会汇聚设备向各个方向的无线链路，进而实现信号的汇总。
信息交换总线也是调控一体化集成的关键技术，它能够实现各个系统信息的交换，为调控构建完整的信息。各个系统间的信息交换也是通过信息交换总线来完成，主要包括调度自动化（EMS）、配电自动化系统、生产管理（PMS）、主站管理系统、营销管理和“95598”等；其主要的技术支持架构如图1所示。
图1 技术支持架构
为了实现信息的集中优化，一般停电计划需要按照风险分析的结果进行安排，对电网中的每一次事故停电，也都需要分析原因，对相关的故障情况进行共享而且应用，为配电网调控的一体化提供相应的技术支持。
2.4 馈线自动化建设的关键技术方案
配电自动化建设的主要设备有集中型开关以及电压型开关、用户分界开关3种。
集中型开关一般为电流型开关，只有当故障电流流过时才会发出过流或者速断信号，而且只有在主站进行遥控或者进行就地操作的时候才能实现开关的分合，所以故障处理过程中需要主站进行配合。
电压型开关有来电延时合闸、失电分闸的特点。如果主站有二次重合闸功能，则可以实现故障的自动处理，此时并不需要主站参与。
分界开关会在用户侧有单相接地的时候立即分闸，并不会给其他用户造成影响；用户侧发生相间短路故障时，变电站出线开关会跳闸，此时分界开关会跳开而且闭锁，在1 s后变电站会恢复供电。
在进行馈线自动化建设时，需要遵循的原则是：
·集中型的自愈模式是主要模式，分布和集中式的自愈模式可以在部分线路上实现；
·分界开关用在线路上能够实现用户的自动故障隔离；
·对故障指示器检测系统的加强和完善，能够准确有效地实现每一条线路迅速准确的定位故障；
·加装开闭锁的备投装置，能够实现不同电源之间的有
效切换，提高供电的可靠性。
当前配电自动化系统已经成为国内外研究的热点，在我国的很多供电企业也都已经进行了相应的试点实验，这项工程建设对于提高供电可靠性有着重要的应用价值，而且能够显著提高供电企业配网运行管理的水平，也是智能电网建设中必不可少的一环。
参考文献：
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［5］ 郑毅， 刘天琪， 洪行旅， 等. 中心城市大型配电自动化设计方案与应用［J］. 电力系统自动化， 2012， 36（18）: 49-53.
（责任编辑：贺大亮）
DO I：10.13882/j.cnki.ncdqh.2016.01.015
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