面向供电可靠性的配电自动化关键技术研究

(广东电网有限责任公司阳江阳西供电局，广东 阳西 529800)

0 引言

随着电网规模的持续扩大，越来越多的用户被纳入到电网的服务范围，使得电力需求呈现出持续增加的状态。为满足用户的电力需求，提高电网供电的可靠性和稳定性，提升配电的自动化程度也成为目前配电自动化系统发展的重要方向。对于配电自动化关键技术的分析，也是不断健全配电自动化系统的重要基础，可以全面保障供电的安全运行。

1 配电自动化关键技术应用

据有关建设实践显示，我国大多数的配电自动化关键技术应用中，都是依靠配电自动化系统的建设和持续规划而不断地发展和完善。结合配电自动化系统的建设，配电自动化关键技术的应用范围主要是涵盖了包括主站规划设计技术、终端与通信设计技术以及继电保护技术等在内的技术应用和系统规划设计。其主要的技术要点见图1。

图1 配电自动化关键技术的要点

1.1 主站规划设计技术

在主站规划设计技术当中，实现对于配电自动化系统的设计主要是通过选择不同的建设模式以及建设类型来做好主站的设计。在建设模式的选择与应用功能当中，通过前置延伸模式以及大、中、小模式的应用，可以实现对于不同范围的信息采集与处理。前置延伸模式应用背景下，使得主站可以达到对监控区域的前置延伸，并使得这部分的区域信息可以被完整地收集和处理。在大、中、小模式应用背景下，是以扩容平台为主要切入点，通过其他GIS系统、PMS系统以及EMS系统等功能，做到信息交互总线与线下的互联工作，从而达到整合配电网中所含信息的目的。在此模式上之上，还可以进一步构建配电网络图模，并兼顾监控和故障处理的功能。

此外，在建设类型区分当中，考虑到不同类型的主站存在不同的信息接入量承载限度，对于大型主站、中型主站以及小型主站的设计和规划也要基于其信息接入量而进行功能规划。与此同时，还需要兼顾到站点规模的不同导致软件配置以及硬件设备等差异。具体地，大型主站可以承载超出50万点的信息接入量，并且利用SCADA的软件模块作为基础配置，结合故障处理、软件应用以及信息交互界面等实现不同的处理模块引入。而中型主站为50万点以内的信息接入量，在配置上则是突出其选择性的软件应用。最后在小型主站为10万点以内的信息接入量，主要着重于故障处理、SCADA模块以及信息交互在内的功能配置。

1.2 终端和通信设计技术

在终端和通信设计技术中，主要是以设计合理性为基本原则，突出不同的终端设计要求和功能。一般而言，现阶段的配电自动化系统是以“二遥”和“三遥”终端的应用最为常见。

1)在“二遥”终端的设计上，主要功能集中于电流测定以及故障信息上报处理等方面。通过将开关革除电动操作设备的手段，可以实现更为便捷化的开关控制。但是，当终端含有本地保护的基础功能时，则需要将电动操作系统配置到终端上，实现自动化开关操作。为了使终端的功能可以顺利落实，还可以通过接入GPRS和无线专用网络的方式，有效做到联动控制。

2)在“三遥”终端设计上，其功能重点突出了故障信息上报处理，并通过将遥控、遥测以及遥信等功能接入的方式，借助电动操作设备完成其开关控制的设置。“三遥”终端与“二遥”终端存在差异的是：“三遥”终端可以借助光纤通道来实现终端和通信的非对称加密功能。

1.3 继电保护技术

对于配电自动化系统设计中的继电保护技术应用，主要是结合农村配电网以及城市配电网的继电保护特点而研究其不同的供电可靠性保障措施。在农村配电网当中，基于其配网网络存在的分散性、低容性、范围广特点，提高配电自动化系统的供电稳定性就需要突破其较长分支、较大供电半径、较小短路容量的限制，通过快速切除故障的方式，最大限度地减少供电故障带来的不良影响。同时，通过将三段式过流保护设备安装在配电网络的主干线路上，并实现断路器的效果发挥，最终做到对配电网络的自动化控制和供电可靠性的保护。

此外，在城市配电网的继电保护当中，考虑到其密集性高、容量高以及分段性较强的特点，实现配电自动化系统的供电稳定性就要求其需要提高配电网络的短路容量、增强范围内供电保障，从而有效避免整定电流值问题。结合城市配电网发生区段故障时的电流短路差异性小、电流定值困难等供电表现方式，通过动作延时保护的方法，可以实现线路的极差配合。同时，在继电保护当中，需要从变电站设备入手，结合开关配置断流器的应用，做到配电网络各分支的断路器级别的延时级差保护。这样可以有效地避免配电网络当中不同线路之间的相互影响。

2 配电自动化的技术应用要点

在配电自动化关键技术的应用过程中，还需要遵循差异化设计和区别配置原则来完善配电自动化系统的构造和关键技术的应用环境，从而提高供电的可靠性。主要的技术应用要点有以下几个方面。

2.1 配电自动化结构规划

在配电自动化结构规划当中，主要是结合主站层、子站层以及终端设施等来完善配电自动化关键技术的应用环境，并提高技术应用的基础。对于主站层的设计侧重于配电自动化关键技术的服务器配置设备、数据存储设备、电力调度设备、通信设备以及电力服务设备在内的整体规划；并在信息交互的基础上，遵循应用语法来进行数据传输，完成信息交互工作。在主站层的结构规划中，还需要遵守整体设计、统筹管理的规划要点，实现多个层面的联动控制。

在子站层结构规划中，则是通过完善配电监控技术的应用，实现终端设备的基础通信。子站层的设计可以在一定基础上，起到中转站以及通信终端的作用，在减轻通信设备负荷的同时，达到提高通信速度和效率的重要效果。同时，子站层往往与变电站设备等相连接，可以直接收集变电站线路的传输数据。

关于终端层的结构规划是通过将配电站、变电站、环网柜以及开关控制其等设备的连接和串通，实现终端层的一体化配置和自动控制，从而发挥其终端数据传输以及主站层指令执行的效果。

2.2 配电自动化通信系统完善

配电自动化通信系统的完善主要是通过区分4G双卡通信、塑料光纤通信以及石英光纤通信的不同应用范围，突破其在配电自动化关键技术在技术和经济上的应用限制。随着配电网络数据在终端层与主站层之间的持续传输，如何进一步增强数据传输的节点数值、提高配电网络的技术运行规模也成为完善配电自动化通信系统的重要手段。

1)4G双卡通信的应用，做到了配电自动化系统更为高速的下载速度和上网速度，并同时提升了配电网络用户应用的使用感。通过将4G双卡通信与配电网络相结合的方式，可以在终端和通信设计技术应用时，做到通信设备FTU、TTU以及DTU的转换和连接，从而提高信息传输的数量，并大大提升信息交互的速率，从而保障配电网络技术的故障上报和信息处理，达到了供电可靠性的目标。

2)塑料光纤通信技术的应用使得在改善城市配电网的自动化系统应用环境时，可以提高通信的稳定性和时效性，提高单次信息传输的速率和距离，从而有效规避城市配电网存在的供电半径较短而导致的限制。在配电网络中，塑料光纤通信技术的应用，主要是通过传输GPRS信号或者光纤信号的方式，实现配电网络当中不同设备之间的信息多次传输和交互工作，并能够有效保障信息传输的稳定性。

3)在石英光纤通信技术应用中，是基于主站与终端设备之间采用的光纤自愈双环网的通信方式，实现各类型主站规划的不同光纤网络的连接和通信。同时，结合变电站的中转作用，光纤网与配电线路共同组成主光缆环路，通过不同的开关控制，做好主环路的光纤接入和终端通信接入，进而结合不同配置有效满足配电自动化系统通信需求。

3 结语

面向供电可靠性的配电自动化关键技术研究，主要是从主站规划设计技术、终端和通信设计技术以及继电保护技术出发，结合配电自动化系统的结构设计以及通信系统的功能完善等不断推动配电自动化关键技术的结合应用，从而提升配电网络的供电可靠性和稳定性。