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摘要：配网是电力系统的重要结构，决定着电力系统供电作用的发挥。如今电力技术的现代化发展，使得配网运行管理也朝着自动化、智能化、现代化、综合化的方向发展。配网运行管理中，电力自动化系统的应用已日趋广泛。通过电力自动化系统的应用，实现配网的运行、优化、维护等各过程的自动化，对配网运行现状的改善，电网结构的优化，及资源利用率的提高都具有重要意义。
关键词：配电网；自动化控制
将电力自动化系统应用在配网运行管理中，即将配网数据、用户数据、电网结构、地理信息等利用现代化的计算机信息技术、网络技术集成构建为自动化系统，实现配网运行管理的整个过程的信息化、自动化。配网的电力自动化系统的主要功能在于实现电网的运行、运行计划及优化、维修及其管理、用户接口管理及控制的自动化。
1、配网自动化
配网自动化与配电管理系统密切相关，其总体结构主要包括变电站自动化、馈电线路自动化、负荷管理。首先，变电站自动化是通过计算机信息技术，代替以往的人工监测操作，对变电站实行自动数据采集、计算、处理，自动监视，自动操作开关及闭锁，自动信息交换与通信等功能的自动化系统。其次，馈电线路自动化的主要功能在于对馈电线路的监控、故障隔离、网络重构等。再次，负荷管理是包括负荷控制、用电及发电管理等在内的供需双方共同参与的供用电管理，主要应用于大用户，提供充分将电网运行安全性和经济性考虑在内的负荷控制方案。
2、配电网优化自动化系统框架
2.1上位机优化自动化控制系统，是配电网优化自动化控制系统的核心，上位机可以做到补偿器综合协调远程投切控制，当变电站每条馈线同时带多台补偿器，补偿器之间都是独立运行，所以上位机的优化自动化控制系统就可以协调和控制各个补偿器正常运行。在变电站调度自动化系统中，可以随时的对配电网运行状况和馈线出口参数进行观察和管理，变电站运行时通过网络服务器于外网进行数据传输，经过优化的自动化控制系统可以通过变电站调度自动化系统的TCP/TP协议接口，获得各个馈线的首端参数，并能够对各个补偿器进行有效的控制，使其正常运行。
2.2配电网优化自动化控制系统，应该是可变化的系统[1]，因为电力配网是经常进行结构变化的，配电网的结构变化导致补偿器的容量、参数、位置也发生变化，所以配电网优化自动化系统也会随着补偿器的变化进行灵活的调整。优化自动化控制系统具有强大的数据库信息存储和调用功能，可以将配电网的拓扑网络结构信息、电容信息、控制信息等全部存储起来，当系统连接数据库时，就可以对数据库内的信息进行调用。
3、投切控制策略
3.1策略
3.2在无功功率小于0时，发生了无功反送的状况，这说明线路的无功补偿过多，产生了过补现象，必须及时切除已投入的电容器。切除电容器按照先拆除与无功功率值最接近的电容器进行选择策略。已投入电容器按照容量递增，序号递增的原则进行排序，选择与无功功率最为接近的电容器开始切除[2]，优化自动化系统自动检测到仍有过补现象，就在下一个检测周期进行再次切除电容器，以此类推，经过多次的检测和切除，最终使电网线路达到非过补状态。
3.3 控制器投切控制方式
通过优化自动化控制系统与变电站调度自动化系统（SCADA）进行相互的联系与沟通，将各个补偿线路首端参数的有功功率、无功功率和功率因素进行检测，如果发现与所制定的投切控制参数不同时，上位机自动化控制系统会对问题线路的补偿器发送投入或者切除命令，做到安全的保障。
3.4 投入控制策略
判断功率因数，如果功率因数小于现状所设定的补偿下限，投入当前线路特定电容器抵偿无功。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆按照线路和电容之间的拓扑，电容器可以依据电容器容量递减的方式投入，遇到了容量相同的电容器时按序号递减进行排序投入，第一次投入的电容器不能满足无功优化状态，还需要进行再次的补偿，优化自动化系统自动检测到未满足状态下，会自动从新选取新的电容器投入运行，以此类推，经过多次的检测和投入补偿，最终会使电网线路达到无功优化状态。
3.5 切除控制控制器设置有整定窗口，可以根据需要设定上下限值作为整定值，如果控制器检测电压高于整定值，切除电容器，如果检测电压低于整定值，投入电容器。执行上位机命令，命令为投入时，整定窗口上移，整定值高于实际电压，命令为切除时，整定窗口下移，整定值低于实际电压，从而将整定窗口调节到最佳优化。控制器通过GPRS与上位机联系，上位机如果发送的连接确认包没有得到控制器的反馈信息，控制器会独立工作，自动进行投入和切除，当与上位机取得联系后会再次受控。
4、通信协议规定
4.1 上位机与控制器连接确认数据包
上位机对远程控制器发送连接确认数据包，控制器接收到上位机的指令，并做出回复，这表明通信正常。如果上位机连续发送三次连接确认数据包[3]，均未得到回复，那么通信连接失败，控制器在独立工作。经对系统进行检测后，控制器可以做到回复上位机连接确认指令，表明通信已经连接。
4.2 投入与切除控制
上位机发送投切控制指令数据包，下位机得到指令数据包进行投切动作，由于是在多线程异步执行模式下进行命令下达，下位机反馈的数据包需要具有状态性，可以使上位机清楚反馈信息和控制命令所执行的操作。
4.3 电容器运行参数回复
上位机控制系统需要实时的得到电容器的运行状、现场电压等，这需要上位机发送状态参数请求，控制器得到请求后将即时状态参数信息封装发送给上位机。
5、自动化控制系统软件
5.1 架构
电力配网优化自动化控制系统是通过多线程技术和模块化架构起来的，通过GPRS通信达到上位机有下位机的通信同步，上位机通过中心模块接收远程控制器传来的数据包，并对控制器下达控制指令数据包。控制器执行投切事件的反馈数据包，通过数据库记录和读取。
5.2 控制实体及状态识别
自动化控制系统的逻辑周转中心是控制器代理器与电容代理器[4]，上位机控制决策模块，根据控制器代理器与电容代理器周转的信息进行控制指令的下达，下位机运行状态根据周转信息实现投切操作，并将状态反馈给上位机。
5.3 软件实现
软件的设计通过C++语言实现，根据补偿策略控制补偿器运行，投切控制指令下达到控制器上的通信网络保证正常[5]，所设计软件正确显示下位机运行状态。
6.结束语：
电力自动化系统在配网运行管理中的应用越来越广泛，并且日趋综合化和智能化。在计算机信息技术应用的基础上，配网运行管理的自动化使得配网运行更为科学，也使得管理更为高效，同时自动化系统的精确性、高效性也有助于降低配网运行过程中故障发生的可能性。因此加强电力自动化系统在配网运行管理中的应用，是电力系统现代化的必然趋势。
参考文献：
[1]杜辉，李莉.基于信息技术的配网自动化系统[J].科技成果管理与研究.2009，12（12）：167-168
[2]周泰富.浅析新形势下城市配网运行管理自动化系统[J].北京电力高等专科学校学报.2012，10（07）：109-110
[3]林明锐.配网自动化建设与运行管理探讨[J].科技传播.2011，50（04）：174-175
[4]杜辉，李莉.基于信息技术的配网自动化系统[J].科技成果管理与研究，2009（12）.
[5]林明锐.配网自动化建设与运行管理探讨[J].科技传播，2011（04）.
论文作者:于丹红1,包宇喆2,孙伟1,姜威达1
论文发表刊物:《电力设备》2017年第25期
论文发表时间:2017/12/30
标签：上位论文; 电容器论文; 自动化系统论文; 控制器论文; 电力论文; 变电站论文; 数据包论文; 《电力设备》2017年第25期论文;