摘要：近年来，随着人们对电能质量和供电可靠性的要求越来越高，配网自动化技术得到了广泛的应用。配网自动化是智能电网的重要组成部分，是配电网发展的必然趋势。文章在阐述了配网自动化系统的意义及组成的基础上，提出了系统设计原则，并对馈线自动化控制方式以及含分布式电源系统故障处理技术问题进行了探讨。
关键词：配网自动化；设计原则；馈线自动化；分布式电源
前言
配网自动化系统是利用现代电子技术、通信技术、计算机和网络技术实现对配电设备进行远方监视、控制及管理的系统。其功能包括配网数据采集及监视（DSCADA）、馈线自动化（FA）、信息集成与交互总线、WEB信息发布、配电网分析与应用、停电管理、配网调度作业管理等，是一个高度集成且涵盖整个配网调度的全部业务流程的系统。
一、实现配网自动化的意义
1.有利于提高供电质量
随着用户数量的增加和供电负荷的不断攀升，配电网网络结构愈发复杂，配电网运行的安全性和稳定性也日益成为社会普遍关注的焦点。配网自动化系统利用通信网络对频率、电压、设备状态位置等信号进行采集，实现对配电网的实时监视与控制，从而能够及时对异常状态进行处理，保证配电网运行的安全和稳定，提升整个配电网的供电质量。
2.有利于提高供电可靠性
配网设备众多且运行环境复杂，极易发生各种类型的故障。如果不能及时发现并处理故障，不仅可能造成供电负荷的损失，还有可能危及人身及设备安全。配网自动化系统的应用，将对配网设备进行实时监控，当发生故障时，能够迅速查出故障区域，自动隔离故障区域，及时恢复非故障区域用户的供电，因此缩短了用户的停电时间，减少了停电面积，提高了供电可靠性。
有利于提高供电经济性
降低网络损耗一直是提高供电经济性的有效手段。一般情况下，通过缩短供电半径、合理安排配变运行方式等措施可以达到降低配电网电能损耗的目的。而配网自动化系统的应用，将为降低网损、提高供电经济性提供更为便捷且经济的技术手段，如与营销、用户集抄等系统的信息交互可以快速分析出线损偏高的线路和产生的原因，从而采取有针对性的措施。此外，通过停电计划管理功能模块，还可以有效避免重复停电带来的经济损失。
4.有利于提高电力企业管理水平
配网自动化系统，一方面，通过SCADA技术实现对一次设备的集中监视与控制，改变了以运行人员巡视、就地操作为主的管理模式，提高配电网设备管理的效率；另一方面，通过信息总线技术实现与上一级电网调度自动化系统、生产管理系统（或电网GIS平台）、营销管理信息系统、95598系统的信息交互，全方位提升对配电网业务流程的管控。
5.配网自动化系统的组成
配网自动化系统一般有两种结构，即“主站+配网终端”的两层架构和“主站+子站+配网终端”的三层架构。三层架构中子站层的设立，虽然可以分担一部分主站的功能，减轻主站的负担，但当子站发生故障时，将对系统的稳定运行的产生较大的影响，所以目前国内配网自动化系统多采用两层结构，如图1所示。
由图1可知，两层结构的配网自动化系统主要由配电主站、通信通道和配电终端组成，并通过信息交互总线与其它系统进行交互。其中，配电主站是配网自动化系统的核心组成部分，主要功能是实现整个配电网络的数据采集和监控、馈线自动化、网络拓扑分析等；通信通道是配网自动化系统信息传递的纽带，负责主站和终端之间的数据传递，包括光纤专网、无线公网等通信方式；配电终端是安装于中压配电网现场的各种远方检测、控制单元的总称，主要包括FTU(馈线终端）、TTU（配变终端）、DTU（站所终端）和故障指示器。
二、配网自动化系统的设计原则
1.配电主站设计原则
应满足系统通用性和扩展性要求，减少功能交叉和冗余；
主要设备应采用双机、双网冗余配置，满足可靠性和系统性能指标要求；
图1 配电自动化系统典型结构
配电主站应有安全、可靠的供电电源保障；
应满足电力二次系统安全防护有关规定，符合“安全分区、网络专用、横向隔离、纵向认证”的安全策略；
信息交互宜遵循IEC61968的标准构架和接口方式。
2.配电终端设计原则
应采用模块化设计，具备扩展性；
应具有运行信息采集、事件记录、对时、远程维护、通信等功能；
支持以太网或标准串行接口，与主站之间通信宜采用符合标准的通信规约。
3.通信方式设计原则
应具有良好的可扩展性，满足配电自动化系统的不断升级的需求；
具有遥控功能的配电自动化区域宜采用专网通信方式；
采用无线公网通信方式时应满足相关安全防护和可靠性规定要求。
四、配网自动化技术问题的探讨
1.馈线自动化控制方式
馈线自动化是配网自动化技术的核心，是指利用自动化装置或系统，监视配电线路或馈线的运行状况，及时发现线路故障，迅速诊断出故障区域并将其隔离，并快速恢复对非故障区域的供电。馈线自动化控制方式主要有主站集中式、就地分布式、主站集中式和就地分布式协调配合三种方式，其中主站集中式又分为全自动方式和半自动方式，如图2所示。
主站集中式：主站根据网络拓扑模型以及终端采集的故障信号，分析判断得出故障区域，然后下发遥控命令，将故障周围开关控分隔离故障，再将联络开关控合转移非故障区域负荷。主站集中式的特点是整个处理过程全由主站控制，准确率高，但该过程对通信要求较高。当遥控操作由调度员完成时，该种方式即为半自动方式；当所有操作均由系统自主完成时，该方式为全自动方式。通常情况下，对于主站与终端之间具有主从通信条件且所有开关均具备远方遥控条件的手拉手线路，可以选择全自动方式，否则，选择半自动方式。
就地分布式：故障隔离和恢复供电均由开关自身完成，无须主站参与，其特点是故障处理时对通信系统要求不高，且处理速度较快。对于不具备通信条件的手拉手线路可以选择就地分布式控制方式。
主站集中式和就地分布式协调配合方式：该方式集中了两种方式的优点，既可以让就地分布式负责隔离故障，主站集中式负责转移负荷，也可以将所有控制操作都由就地分布式完成，主站集中式仅起到监视和后备的作用。
2.含分布式电源系统故障处理
随着分布式电源的接入，配电网的网络结构将更加复杂，当发生故障时，会出现故障难以定位的情况。为了准确定位故障区域，建议增加保护方向信号的采集。当恢复供电时，由于分布式电源的存在，策略也需要加以调整，如：为了保证供电稳定性，优先选择主电网电源作为转供电源；待故障恢复完毕后，再考虑分布式电源是否需要恢复并网运行；分布式电源并网时宜采用黑启动方式。此外，对于故障隔离操作形成的孤岛，可采用事先选定的部分分布式电源恢复对非故障失电区域的供电。
图2 馈线自动化控制方式
结语
本文对实现配网自动化的意义及配网自动化系统架构进行了概述，并从配网主站、配网终端和通信方式三个方面分别总结了配网自动化系统的设计原则，最后探讨了馈线自动化控制方式和含分布式电源系统故障处理两个技术问题，为配网自动化系统设计和建设提供了一定的参考。
参考文献：
[1]王海燕,曾江,刘刚.国外配网自动化建设模式对我国配网建设的启示[J].电力系统保护与控制 ,2009，37(11)：125-134.
[2]洪海强.配网自动化及其三遥功能的实现探讨[J].中国高新技术企业 ,2016，(5)：121-122.
[3]姜庆密,亓富军,等.基于SCADA的智能配网自动化系统应用[J].华北电力技术,2014，12：1-5.
论文作者:张娜娜
论文发表刊物:《电力设备》2016年第16期
论文发表时间:2016/11/8
标签：主站论文; 方式论文; 故障论文; 分布式论文; 自动化系统论文; 终端论文; 系统论文; 《电力设备》2016年第16期论文;