摘要：10kV-0.4kV配电网作为中、低压供配电的主要支撑，其布局广泛，且随着用电量的不断激增，网络架构日趋复杂、损耗性高、可靠性差，影响了供电质量，亟待通过配电网的自动化监控和检测来改善这一现状，针对此，本文将结合配电网自动化设计的基本要求，阐释自动化的内容和功能配置，并据此给出了各功能模块的设计方案，以此提升供电的可靠性及服务质量。
摘要：配电网自动化；远程中断；实时监测；设计要求
引言
电力需求规模的急剧上升，驱动了电力建设的加速进行，而配电网作为电网的主要构成，是直接面向用户的能源载体支撑，但是可靠性、高品质化的供电服务要求下，传统的配电网结构、能力已经无法满足现实需求，智能化水平较低，这使得电力供给的矛盾性逐渐凸显，并成为阻碍电网建设的主要瓶颈。而配电网自动化通过信息化设计，依托于计算机技术可实现在线监测发电、输配电设备的数据信息，并经由通讯网络完成数据上传、分析，以实现各级电网的协同合作和调节，对于提升供电可靠性、实效性等均具有重要的影响，而10kV-0.4kV低压配电网是用电营业系统中的主要网络，是监测、控制各负荷节点的关键所在，为此，以其为对象分析配电网设计的基本要求、功能配置，将推动整个配电网系统的深化应用和发展。
一、10KV-0.4KV配电网自动化设计的基本要求
1配电网自动化设计的内涵界定
配电网自动化设计是一次网架和设备为基础，主要针对供电可靠性、设备故障检测、负载转移及配电网安全运行与管理等要求，利用现代计算机网络技术、电子技术、通信技术等，将用户、电力及设备运行数据、网架结构、地理图形、在线及离线数据等进行集成，以此构建配电网自动化系统，实时监控、采集和管理配电网的运行数据，以便在配电网故障或正常运行状态下，准确定位故障，并及时采取措施进行故障隔离、处理和功能恢复，确保供电的可靠性，且可根据用户的反馈信息进行用电负荷的控制和经济调度，进而最大限度的改善供电服务质量、提升用户用电体验。
2配电网自动化设计的基本要求
配电网自动化系统是一个分层分级设计的系统，其主要由配调中心层、变电站层、中压网层、低压网层构成，其中10KV-0.4KV配电变压器低压侧的低压数据网是低压网，由各配电变压器的低压侧出发，至各负荷节点结束，该配电网主要面向低压用户，其融合了负荷监、用户管理及抄表等多种功能于一体，设计过程中应该遵循的基本要求为：
（1）能够实时监测、采集低压配电网中各设备及主要构件的运行数据。
（2）可实现良好的人机交互，且能够与传统的配电网监测控制和管理方法互补、协同运行。
（3）能真实、完整的保存配电网运行检测数据，以便根据既往和当前数据进行运行状态判定、故障诊断及负载调配，以有效支撑高负荷低压配电网的高效、可靠性供配电。
（4）应遵循经济、实用、标准化设计的规则，采用统一化的技术和平台进行自动化设计，以统一、标准的数据结构进行数据存储，并实现不同功能模块之间数据的无缝对接、分析和处理，提升整个配电网系统的使用性能。
二、配电网自动化设计的功能定位
1配电系统监控和数据采集功能
配电化自动化设计首要功能是监控和数据采集，也即可利用采集终端、网络通信技术等对配电及馈线自动化设备状态监测、遥控、数据采集、报警、事故追忆等，除此之外，还应该预留与EMS、负荷管理系统的准入接口，以便远程遥控馈线自动化设备的开关，对用户端的相关参数进行实时采集；同时，还可对10KV-0.4KV开关柜主接线图、配电GIS系统中动态网络着色、地理接线分析等信息进行远程监控和在线集成采集。
2配电网故障诊断与负荷调配
配电网中的架空电路和电缆网络是故障频发部位，其故障诊断与处理方法存在一定差异，在馈线出现相间或单相短路故障是，现场设备分段和联络开关将自动对馈线故障区段进行定位和诊断，隔离故障，以保证非故障区段的正常供电，而在电缆系统出现故障时，将经由通讯网络向主站传输故障信息，对故障进行诊断，并在判定负荷转移后通过远方操控现场开关进行故障处理。
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3配电网线损耗及电压管理
正常状态下，需要远方监视和控制馈线、杆上及箱式变压器等的电流、电压、有功及无功功率等内容，并可依据检测点的无功及电压情况，对电容器进行运行控制，以实现无功就地平衡，控制配电网线路的损耗；同时还应结合配电网电压、无功电流、功率因数等参数，对无功补偿电容器投切和变压器有载调压开关分接头的档位进行自动控制，以完成电压、无功自动闭环控制。
4配电网运行的自动化管理
配电网运行管理涉及自动制图、设备管理及配电GIS系统，这些功能构成一个具备空间地理属性和配电网基础信息的分层管理的数据库，便于数据存储、管理和查询，为配电网运行管理提供有效支撑。单线图以地理图为基础进行绘制，线路、变压器、断路器及隔离开关等信息均可分层显示，可提供能够支撑数据动态更新和管理的动态图层，以确保监测数据的实效性，能提供实时操作画面，辅助进行预警、故障停电显示及事件记录；同时为确保系统数据与图形信息的抑制性及精准性，为配电网运行管理提供有效支撑，需要能够依据地理接线图自动转换为调度用线接线图电系图和各电压等级的系统框架图，以便实用中，地理接线图与电系图可自由轮换应用。
三、配电网自动化设计的模块规划
结合配电网的地理布局、网架结构及用电规模等，可将配电网自动化系统划归为主站、子站、通信系统及远方终端，设计中应该着眼于全局和实用性，进行分层规划。
1主站系统
主站是配电网自动化监控和管理的核心，主要负责数据采集、传输、处理、事件报告、故障诊断等功能，为更好监控配电网的运行状态，化解配电网“盲调”的问题，应构建全新的自动化主站，对于10KV-0.4KV这种小规模的配电网而言，可选用“主站+终端”的两层架构进行区域一体化的设计，将主站布置在供电局配调中心，并根据配电网实时信息量确定主站建设规模。
2子站系统
子站是进行系统层次构建、便捷信息传输及通信功能的中间层，其集成了自动化区域的监测信息、故障处理及功能维护等信息，应秉承实用性，在确实需求的状态下，根据配电网结构、通信条件选用监控功能性或通信汇聚性的子站，并将其布设在满足通信、运行条件的变电站或大型开关站内，采用与配电终端一致的通信规约；同时，应支持多种通信模式，可根据应用需求灵活配置、扩充通信端口。
3通信系统
配电自动化的实施依赖于通信系统，其基于传输机制进行信息的实时传输、交互和转换，可支撑不同部门及应用系统之间的信息沟通和共享，实现功能集成，设计中在应选用IEC61968的标准构架和接口方式，根据电力二次系统安全防护的要求，采用安全隔离措施来确保信息的传输安全性，利用信息交互总线形式，遵循源端数据唯一、系统信息共享的规则，进行配电自动化系统各功能模块的通信连接。
4远方终端
远方终端是位于10KV-0.4KV中低压配电网现场中的监测、控制设施，涵盖了配电变压器监控终端、馈线终端、开关站及用户配电所的监控终端，该功能模块设置中应该尽量选用可扩展性强、功耗低且模块化的产品，并依照配电网运行现场的安全规范进行安装，以系统供电和蓄电池两种供电模式的电源为基准，配置通信、遥信等状态指示装置。
结束语
配电网自动化设计作为实现智能化电网建设的基础和前提，随着电力负荷的不断增大，配电网建设和运行的安全性、可靠性得到了前所未有的重视，而鉴于配电网自动化建设是一项复杂的工程，其设计过程需要融合国内外研究成果，并结合实践经验，细化其要求，并根据其功能定位进行细化设计，由此才能显著提升配电网的自动化程度，为配电设备的检测与管理、故障诊断等提供有效支撑，从而在最大程度上确保配电网运行的安全性。
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基金项目：佛山供电局职工技术创新项目（030600KK52180172）
作者简介：
林东濠（1991.02-），男，广东汕头人，研究方向：配网自动化。
论文作者:林东濠
论文发表刊物:《河南电力》2018年11期
论文发表时间:2018/11/30
标签：配电网论文; 系统论文; 终端论文; 数据论文; 低压论文; 功能论文; 故障论文; 《河南电力》2018年11期论文;