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摘要：本文主要深入研究了中心城市大型配电自动化设计的方案，此次方案符合智能电网的发展趋势，完全满足配电自动化的相关标准。本文首先对中心城市大型配电自动化的规划进行概述，介绍了配电网的基本条件以及原则，然后具体阐述了中心城市大型配电自动化设计方案，最后阐述了中心城市大型配电自动化设计方案实施的初步成果，希望能为我国未来中心城市大型配电自动化的普及提供重要参考。
关键词：中心城市；大型；配电自动化；设计方案；应用
一、引言
自从世界上出现智能电网开始，它就能为电网技术发展的重点方向。未来的智能电网将会朝着更加智能化的趋势发展，其灵活性和友好性将会更强。智能电网中的智能配电网可以将各种新型配电技术融合在一起，极大优化了原系统的性能。但是长时间以来，我国配电网的调度仍然处于比较低的水平上，变电站10kV出线开关需要由上级调度自动化系统对其进行控制，而且配电网日常运行和维护的自动化水平也比较低，大多数还得应用人工进行操作，导致管理效率低下。在新形势下，传统的电网运行方式已经不能满足时代发展的需求，配电自动化技术也就顺势出现。配电自动化技术能在显著提高供电能力的前提下保证供电的稳定性和安全性，是促进我国国民经济发展和改善人们生活质量的重要手段。我国国内很早就开始建设配电自动化工程，但是由于技术上的限制和管理水平不高导致实际效果没有达到预期，可见配电自动化工程设计和建设的技术要求比较高，难度比较大。未来的配电自动化体系应该以新技术以及新标准为基础，满足其对专业多样化的要求。
本文的中心城市大型配电自动化设计方案以配电自动化的技术标准为基础，并充分结合了配电网的主要特征以及电力通信领域应用的现状。设计方案涉及的专业面比较广泛，其应用的技术和理念都比之前先进很多，实现了配电网日常运行和调度的自动化，极大的促进了我国电力行业的发展。中小城市配电自动化的功能相比中心城市可以进行部分简化，因为中小城市的电力需求以及配电网的规模都较小。
二、中心城市大型配电自动化设计概述
1.配电网规划建设的需求
中心城市大型配电网需要满足以下几点要求才能充分发挥出作用。第一，配电网网架结构具有比较高的科学性和稳定性，供电的可靠性指标要无限接近于100%。第二，配电网各条线路的供电具有比较高的安全性，满足N-1安全标准。第三，所有配电设备质量良好，可以满足长时间运行的要求。第三，扩建的配电网也应该按照配电自动化的技术要求进行建设。第四，配电网站房节点的空间要足够大，能够满足配电自动化和通信终端建设和维修的要求。
2.配电自动化规划设计的主要原则
首先，主站系统的规划尤其是建设规模应该符合配电自动化及其阶段发展目标的要求；主站支撑平台的设计应该遵循一次性原则；基本数据采集功能和监控功能应该率先实现；对操作系统安全性的要求比较高。其次，配电自动化终端设计的原则主要有以下几点：呈现出模块化的发展特点，具有可扩展的优势，在低功耗的前提下提高了可靠性；箱体的结构应该具有较强的适应性，不受湿度、温度以及电磁的影响；箱体的内部结构具有合理性；配电终端的供电模式实现多样化，电压等级满足各方要求，后备电源容量充足；具有自我故障诊断功能，能自行收集诊断信息并且上报。最后，配电通信规划原则为设计规划满足技术标准和用电需求；骨干通信应该具有能够支持虚拟局域网的能力，所以最好采用光纤传输网络方式，符合配电网建设的要求；在合适的时候能将上联电网骨干通信资源进行共享；控制指令应该应用加密技术，提高其安全性；由通信网络管理平台进行统一管理。此外，中心大城市配电自动化系统还有电流、电压互感器以及机房等辅助配套措施。
三、中心城市大型配电自动化方案设计
将中心城市的规模设计成拥有1000万人口、1.3万km2占地面积，在总面积中主城区为将近200 km2，其中核心区面积为15 km2。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆此中心城市电网的日常运行和维护以及调度和监控大部分都依靠人工进行操作，配电自动化水平非常低，急需设计一个大型配电自动化方案。
1.方案设计目标
中心城市大型配电自动化系统设计方案中，新建设施主要有以下几种：其一是配电自动化主站系统，其二是配电自动化终端，其三是信息交互总线，其四是配电通信系统，这样就能极大提高中心城市主城区配电自动化的遥控功能。需要改造的设施主要有以下几方面：其一配电网柜箱体，其二是柱上开关，要在上面安装电操机构，其三是电压互感器和电流互感器等辅助设备。在以上基础设施不断完善的基础上，实现中心城市主城区核心区的馈线自动化。整个规划设计方案分步骤具体实施。此次配电自动化工程能将城市主城区的所有配电网进行覆盖，固定区域内的柱上开关以及用户分界隔离装置都能实现三遥（即遥测、遥信和遥控），电缆分支箱可以实现二遥（遥测和遥信）。信息交互满足三点需要：首先是配电调控一体化管理机制，其次是配电网信息集成化综合管理，最后是生产运行检修管理。
2.主站系统设计
中心城市大型配电自动化主站系统应一次性建成，其配置能满足三万信息量接入的需求。主站系统选用的模式是支撑调控一体化模式，能适应光纤通信、公网通信等多种通信方式，可以对无人值班变电站进行全面监控。 配电自动化主站系统支撑平台的系统结构是分层分布式。为了满足将来日新月异的变化，主站系统计算机硬件平台以及数据库应该具有较强的可扩展性以及可操作性。主站系统虽然在独立在信息安全I区运行，但是可以通过信息交互总线与其他应用系统连接起来。整个主站系统的设计应该以电力二次系统安全防护总体方案为基础，提高信息搜集、传输和存储的安全性，将外来的非法信息隔绝在外，从而建立完善的网络安全防护体系。
3.信息交互设计
IEB是配电自动化各个应用系统进行信息交流的重要媒介，因为IEB采用的是松耦合集成方式，所以配电自动化通过IEB就可以实现信息共享。IEB的主要特征为具有较强的可操作性而且安全性较高等。信息交互应用IEC61970公共信息模型或者IEC61968公共信息模型就可以实现对电网资源数据的一体化设计。
4.配电自动化终端和通信系统设计
中心城市大型配电自动化终端规划的首期规模是有50座公网开关站，40台柱上分界开关以及300条主线路等。配电变压器信息采集通过IEB实现全覆盖。
中心城市大型配电自动化通信系统的导向是智能配用电需求，其配电通信网要能满足主城区配电自动化遥测、遥信以及遥控功能。如果配电终端光缆敷设施工难度比较大，就可以采用中压电力线通信。
四、中心城市大型配电自动化设计实施成果
按照以上参数和要求进行设计的中心城市大型配电自动化设计方案已经在试点正式运营，其主要实施成果如下，第一，配电自动化设计方案满足中心城市配电自动化的设计要求一次性建成包含1000余个终端的自动化系统。第二，建成的IEB可以为配电自动化中多个业务系统提供信息集成。第三，整个系统中需要运行超过1000km的配电通信光缆。
五、结束语
综上所述，中心城市规模大、电力需求较高，建立大型配电自动化是时代发展的必然。在前期规划阶段应该明确自身的建设目标，能配合远期电网的发展，主站和信息交互总线的设置要满足电力二次系统安全防护的要求，同时还应该促使配电自动化维护与工程建设同步进行。
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论文作者:王禹衡1,朱烨2,吴长鹏1,李海宽1
论文发表刊物:《电力设备》2017年第25期
论文发表时间:2017/12/22
标签：中心城市论文; 配电网论文; 系统论文; 电网论文; 主站论文; 设计方案论文; 终端论文; 《电力设备》2017年第25期论文;