配电自动化系统中配电终端配置数量规划

胡航帆（国网哈尔滨供电公司经济技术研究所，黑龙江 哈尔滨 150000）

配电自动化系统中配电终端配置数量规划

胡航帆
（国网哈尔滨供电公司经济技术研究所，黑龙江 哈尔滨 150000）

配电终端配置数量的规划影响着配电自动化系统的运行质量，在规划设计时，规划人员应从投入产出的角度，合理确定配电终端配置数量。在规划的过程中，需要保证供电的可靠性，在配电自动化系统中，规划人员应可以引入分界开关分析法，规划的目的是保证配电终端投入产出比的最佳性。确定配电终端配置数量，可以实现配电自动化系统的稳定运行，有利于减少系统出现故障的概率。

配电网；自动化系统；配电终端；规划

配电自动化系统是电力行业不断发展的产物，其可以实现电力系统的稳定运行，可以检测到故障位置，有利于提高故障检修的效率。实现配电网的自动化运行，可以提高供电的可靠性，我国配电网自动化技术在不断发展的过程中，技术越来越完善，但是配电自动化系统规划设计却存在较大的问题，规划人员在配电终端配置数量方面，存在配置不合理的问题。为了实现电网的稳定运行，规划人员应综合考虑影响因素，合理确定终端配置的数量。

1 基本原理

1.1 配电终端模块。配电终端模块是指对单台开关进行监控的虚拟装置，其有着两种类型，一种是二遥终端模块，另一种是三遥终端模块。二遥终端模块具有故障上报、电流遥测的功能，但是不具备遥控的功能。二遥终端模块中安装了故障指示器，一个模块对应了3台故障指示器，其类型有着一定差别，有架空型，也有电缆型，架空型多安装在柱上开关的位置，电缆型多安装在环网柜上。三遥终端模块具有遥测、通信及遥控的功能，其功能的实现需要借助馈线终端单元（FTU）。三遥配电终端模块一般对应一个馈线终端单元、一个站所终端单元。馈线终端单元具有监控的功能，对配电自动化系统的运行有着促进作用。

1.2 配电终端模块配置。在一条馈线上，设有多个用户，设用户的数量为n，馈线的总负荷为P，配电终端模块上安装了足够多的开关，在配电终端模块安装了具备N-1能力的开关，设馈线故障率为F，故障处理时间为T，维护模块的费用为C。现拟选取k个分段开关安装配电终端模块，馈线可分为k+1个区域。当配电自动化系统的某一区域发生故障，其他区域维持供电，电力系统的收益可以用以下公式表示：

所以，当配电终端数量增加后，收益增加反而会愈加不明显。不同区域的电力系统负荷并不均匀，假设各个区域负荷分布均匀，负荷的大小为P/（k+1），则安装k个配电终端模块的收益可以表示为：

由上式可知，配电终端数量增加，配电系统的收益增加反而不明显。从投入产出的角度出发，分段开关安装配电终端模块的数量最好是1，这样可以保证投入产出比的最大化。在规划配电终端模块的数量时，应以保证供电的可靠性为原则。从供电可靠性的角度分析配电终端模块配置，假设配电系统不同区域的用户分布均匀，馈线安装k个终端模块，将其分为k+1区域，每个区域中有n/（k+1）用户，故障处理的时间为T。

T=t1+t2+t3

t1表示区域查找故障的时间，t2表示人工故障区域隔离的时间，t3表示故障修复的时间。在配电自动化系统中，一般安装会安装三遥终端模块，其功能比较多，可以实现遥测，有利于提高配电系统的自动化程度。通过实践证明，采用三遥终端模块后，供电的可靠性大大提高了，故障修复的时间也大大缩短了。如果配电自动化系统安装的是二遥终端模块，则不需要改造开关，其通信功能是靠GPRS技术实现的，这种安装方式可以降低电力系统的建设费，有利于及时恢复配电网的正常运行。在故障修复时，花费的时间比较长，区域内停电的时间比较长，影响了用户的正常用电，所以二遥终端模块比较适合规模较小的电网。

1.3 安装电流型用户分界开关。对于故障率比较高的配电自动化系统，规划人员为了减少故障带来的影响与损失，可以采用安装电流型用户分界开关的方式，这可以减少大面积停电现象的出现。有的配电系统，用户侧故障率比较高，这容易造成馈线停电，在安装用户分界开关后，可以实现对电网的保护，在发现故障后可以及时切断，不会影响其他用户的正常用电。在保证供电可靠性的同时，有效减少了馈线故障率。在配电自动化系统中，还可以采用二遥与三遥结合的终端模块，这比较适合规模较大的电网，可以实现配电系统的自动化运行。采用这种混合的模式，还需要安装分段开关，由于二遥终端模块不具遥控的功能，所以，在选择配套设施时，需有所区分。混合模式应满足供电可靠性的要求。

表1 60条大主干布置全电缆馈线在2种典型配置方案下的总投入

2 算例分析

2.1 从投入产出比的角度分析

从投入产出比的角度分析，除了联络开关全部安装配电终端以外，每条馈线仅安装一台配电终端，将其分为2个区域的投入产出比是最高的。但是，这样的规划却不能全面满足供电可靠性的要求。

2.2 从供电可靠性的角度分析

假如在每个由“三遥”终端模块划分出的区域分别安装1个“二遥”终端模块，每条馈线需要不少于2个“三遥”终端模块和3个“二遥”终端模块。对于大主十布置的60条电缆馈线，由于每台DTU对应1个“三遥”终端模块，因此其在2种典型配置方案下的总投入见表1。

结语

通过分析发现，每条馈线配置1个配电终端，并将馈线分为2个区域，可以实现配电终端配置投入产出比的最大化。为了保证供电的可靠性，规划人员可以采用三遥配电终端的方法，确定供电可靠性指标，缩短故障修复的时间，降低故障率。对于故障率比较高的配电系统，可以安装分界开关，这可以有效的切断故障的干扰，可以降低故障的影响。本文对配电自动化系统中配电终端配置数量规划方法进行了介绍，只有合理确定配电终端配置数量，才能保证电网运行的稳定性，才能保证电力企业正常运行，降低配电自动化系统运行的成本，提高电力企业的经济效益。

[1]刘健，赵树仁，张小庆.中国配电自动化的进展及若干建议[J].电力系统自动化，2012（19）.

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