摘要：我国经济的不断发展，对于电力的需求也在逐渐增加，同时对供电系统运行的安全性以及供电质量的要求也在不断提高。在实际的配网自动化系统的构建过程中，有效的提高了供电系统运行的安全性以及供电质量；配电网自动化系统实现了计算机技术、通信技术、信息技术的有效融合，提高了配电系统的总体管理水平。传统的配电网自动化水平已经不能满足我国现阶段发展的需求，因此，积极对我国配网自动化系统进行完善迫在眉睫。本文主要针对110kV配网自动化配电系统设计进行分析，依据实际情况，提出了一些意见，希望能够促进我国配网自动化的发展。
关键词：110kV配网；自动化；系统设计
引言
电能是现代社会社会生产、人们生活各类活动赖以顺利实施的主要能源种类，电能供应是否稳定可靠，对于国家经济建设、国防安全、民生保障等方面有着至关重要的影响。随着我国经济发展水平的不断提高，社会活动对于电能的需求越来越高。配电网作为电力系统中距离用户最近的一环，其建设情况一直受到社会各界的广泛关注。进入新的世纪，在高速发展的科学技术支持下，配电网络的建设也实现了日新月异的巨大变化。配电网络自动化系统就是在这样一个大环境下出现并形成的。配电网自动化系统综合了大量先进技术，建成以后，配电网络自我控制能力大幅提高，对于突发事件的抵御能力明显增强，系统运行更加安全稳定。同时，配电网络自动化为技术人员查找基处理故障提供了有效工具和丰富的参考信息，帮助技术人员在最短时间内确定故障部位和故障原因。和原有的系统相比，配电网络自动化系统故障解决周期和运行成本显著减少，供电质量得到明显改善，对于整个电力系统的运营水平都有着十分重要的积极作用
1配网自动化系统简述
配网自动化是以配电网架和设备为基础，以配网自动化系统为核心，综合利用多种通信方式，实现对系统的监测、控制，通过与相关应用系统的信息交互，实现配电系统的科学高效管理。因此在新建配电网络和升级、改造原有配电网络的同时、加强配电网络的自动化系统建设、才能不断提高供电的稳定性，保证电力系统的安全运行。配网自动化系统主要由配电网主站、配电网子站（可选，根据系统规模设置）、配电终端、通信通道等四部分构成。
1.1配电网主站
配电网主站配网自动化系统的核心部分，主要实现配电网数据采集（可以进行分层分类召测）、电网运行动态监测、远距离电网控制、人机交互、防止失误造成的闭锁、事故图形显示、故障报警、故障处理顺序记录、故障重播、电网数据采集、电网信息表格打印、在线对配电终端管理以及配电通信网络工况监视等数据采集与监控基本功能和与高级别电网协调（区域性的电网协调工作）自动化系统和生产管理系统或者相关的GIS平台进行连接，构成了配电网拓扑模型等电网运行状态分析功能；其主要由配电SCADA主站以及管理系统构成，系统简图如图1。
图1配电网自动化主站系统示意图
配电SCADA主站系统主要包括：前置服务器、配电SCADA服务器、调度站、DA服务器、GIS服务器等。在系统运行中，可实现主备服务自动切换，保证系统的正常运行。
1.2配网子站系统
配电子站主要分为通信汇集型和监控功能型子站。通信汇集型子站负责所辖区域内配电终端的数据汇集、处理、转发；监控功能型子站负责辖区内配电终端的数据采集处理、控制及应用。通信汇集型子站功能：终端数据的汇集、处理与转发；远程通信；终端的通信异常监视与上报；远程维护和自诊断。监控功能型子站功能：除具备通信汇集型子站的基本功能外；还具备当所辖区域内的配电线路发生故障时，故障区域自动判断、隔离及非故障区域恢复供电的能力，并将处理情况上传至配电主站；信息存贮；人机交互。
1.3配电终端
电网自动化系统运中，电网配电终端主要应用在：电网开关、配电工作、环网柜、变电站、柱上开关、变压器、配电线路等。依据实际的作用依据使用方式，电网配电终端包括了馈线终端（FTU）、站所终端（DTU）、配变终端（TTU）、故障指示器等。另外，电网配电终端的作用主要通过远动装置（RTU）、自动化综合装置、重合闸控制器等设备来实现。配电终端系统的功能主要包括：依据不同使用方式选择不同的类型；应用了模块设计，具有良好的扩展性；同时，还能对电网运行中的相关信息进行采集、对故障进行记录、时间校对、故障设备的诊断维护、数据保存、实时通讯等功能；另一方面，其余一些终端也能实现对设备故障的判断；还可以采用以太网或者标准串行接口，所采用通讯系统应该符合DL/T634《远动设备及系统》和DL451《循环式远动规约》标准要求。
1.4通信通道
通信通道主要包括光纤专网、配电线载波、无线专网和无线公网。
2 110KV配电网自动化发展的现实意义
2.1信息技术的应用及意义
保障国民用电的安全是现代电力行业发展的首要要求，而信息技术在电力领域的应用，有利于对现代电力系统进行实时监测，有利于在电力系统发生故障时，及时发现问题并解决问题。在电力系统运行中，电力的绝缘系统直接关乎着整个电力系统的安全，而电力的绝缘系统在长期不间断的运行中，很容易发生老化或者缺陷问题，所以发挥信息技术在对电力绝缘系统的监测尤为重要，在电力运行过程中，加强对绝缘系统的监测，一旦发现线路老化或者其他故障，可以及时发现并及时解决。
2.2配电监控终端在配电网自动化中的运用
配电网监控终端是指利用计算机技术和信息技术等对电网进行监控，配电网监控终端由联络开关和开闭开关等组成。监控终端在配电网中的应用，主要是指可以进行信息采集、执行遥控命令、进行时间记录以及对电源失电进行保护等。监控终端在110KV配电网中应用体现在进行信息的采集和交流，对配电网的电压、电流、功率因素以及有无电功率等数据信息的采集和分析，有利于促进配电网自动化发展。
2.3智能技术在配电网自动化中的运用
智能技术可以让通讯线路实现自动化发展，而智能型开关可以对电网中的线路故障进行自动诊断，有利于其和通电系统的连接，进而对自动化系统中的自动分站和主站进行远程遥控控制。而分段模式开关又有利于对线路进行分段控制，其有延时关闭、时限闭锁和脉冲闭锁等重要功能，这也有利于对配电网的线路进行智能管理，有利于对配电网的自动化管理，促进110KV配电网的自动化系统发展。
3 110kV配网自动化中配电系统设计分析
3.1配电网主站
在110kV配网自动化中，配电网主站是其中较为核心的组成部分，其一般负责电网运行动态监测、配电网数据采集、人机交互、远距离电网控制、事故图形显示、故障处理顺序记录、电网数据采集、防止失误造成的闭锁、电网信息表格打印、故障报警、故障重播、配电通信网络工况监视、在线对配电终端管理等功能，而且还能够实现与生产管理系统、高级别电网协调自动化系统相关GIS平台进行连接，有效的构建了配电网拓扑模型，实现了对110kV配网网运行状态的分析。配电网主站主要由管理系统及配电SCADA主站以构成，具体如图2所示。
图2 110kV配网自动化配电网主站示意图
3.2配网子站系统
配网子站系统主要分为监控功能型和通信汇集型子站。监控功能型子站一般负责对辖区内所涉及到的配电终端数据进行采集、处理、控制和应用；通信汇集型子站主要负责对辖区内所涉及到的配电终端的的相关数据进行汇集、处理、转发。实际上，通信汇集型子站所具有的功能包括：终端数据的处理、汇集与转发；终端通信异常的有效检测和上报；远程通信；远程维护和自诊断。而监控功能型子站所具有的功能包括：通信汇集型子站的所有功能；对所辖区域内出现的配电线路故障进行自动判断、隔离，并确保非故障区域的正常供电。
3.3配电终端
在110kV配网自动化中配电系统中，配电终端一般在电网开关、变电站、变压器、环网柜、配电工作、柱上开关、配电线路等环节得到了广泛的应用。根据不同的使用方式可以将其划分为站所终端（DTU）、馈线终端（FTU）、故障指示器、配变终端（TTU）等部分。另外，110kV配网自动化中的配电终端所具备的主要作用是借助自动化综合装置、远动装置（RTU）、重合闸控制器等来进行配电系统的正常运行。配电终端系统的基本功能是：借助模块设计可以提高其扩展性能；对电网运行过程中所涉及到的相关数据进行采集，对故障进行记录、故障设备的诊断维护、实时通讯等功能。
3.4通信系统
110kV配网自动化中所采用的通信方案主要包括主站对现场单元、主站对子站、子站对现场单元、子站之间、现场单元之间的通行。目前，在我国应用比较多的110kV配网自动化通行方案一般是主站对子站、主站对现场单元。在110kV配网自动化中，通信系统是一项比较重要的部分，由于使用条件不同、区域不同，可以选择的通信方案就不同，常见的通信方案有：光纤、有线电缆、电力载波、微波等。但实际上，借助混合通信方案是较为实际的。
4110kv配电网自动化系统的应用
4.1传递数据，实施监测
配电网的自动化系统的应用，通过计算机通讯技术对各类数据进行采集、整理并传输，通过对这些数据的整理传输，有利于对整个110kv配电网的监测，为配电网提供数据传输，进而有利于促进配电网自动化发展，达到对配电网的监控作用，为配电网自动化的安全运行提供保障。
4.2对配电网的故障进行检测
配电网的监控有利于及时了解配电网的线路运行情况，通过自动化终端控制对配电网进行检测，有利于及时发现用电传输线路的故障，并及时反馈到控制系统总部，进而方便工作人员及时发现问题，并及时解决。此外，配电网自动化系统可以及时的整理客户的投诉信息，并根据系统所提供的相关通讯装备，进行断电自动化管理系统诊断，这样也有利于对配电网配电容器的实时监测，并对电容器进行投切的控制，进而将故障路段有效隔离，些有利于通知电网工作人员对故障点及时维修、恢复，维护整个配电网电路的安全、平稳运行。
4.3促进配电网的高效运行
在整个配电网的自动化系统中，地理信息技术业应用于其中，在地理信息的收集整理和传输上发挥着重要作用。利用GIS技术对变电装置、用户的环境进行定位和环境特点信息的收集，这有利于有效的配合配电的设备来优化分析各种数据信息，进而促进配电网自动化系统中的各类工作。此外，配电网自动化系统设计要结合整个电网特点让其实现对其它工作的自动化管理。比如，可以根据GIS技术收集的相关数据信息进行整理后，形成一套科学、合理的配电网工作方案，在其指导下实现配电网自动化的高效工作，提高服务水平。4.4不断提高供电服务水平
配电网的自动化系统在供电网中应用，有利于为用户提供高品质的用电服务。比如，可以专设投诉电话项目，用户在用电过程中对配电网的意见和建议，可以通过此项目实时反馈。而用户在用电中遇到问题，也可以通过此来反馈，进而为配电网故障查找提供有利信息，提高工作人员在故障检测过程中提高工作效率，进而提高配电网的服务水平。无线通讯技术的在配电网中的应用，有利于用户及时享受更加高质的供电服务，提高用户的用电体验。而且用户也可以直接、全面的反映用电中遇到的问题，方便及时查找故障，这也有利于提高供电服务水平。
5 110kV配网自动化系统工程应用实例
5.1总体规划
近年来，某省电力公司积极在全省部分县市进行配网自动化系统试点建设工作，某县供电公司作为试点之一，积极参与了配网自动化系统建设工作，根据某县供电线路和配电管理的实际情况，建设110kV配网自动化系统。系统主要由管理主站、馈线自动化、光纤通信系统和配电网变压器检测等构成，在线路沿线铺设通信光缆并组成双环自愈网接入配网主站，以便各类信息实时传输和处理。首先，对现有110kV线路进行馈线自动化、ＳＣＡＤＡ系统和配电变压器监测等建设，在线路供电区域内实现故障定位、隔离等功能，对全县的配电网实现监测自动化。其次，建设以太网光纤通信网、地理信息系统，实现信息的实时传输和定位，帮助配网系统实现馈线的故障定位／隔离、用户电表的远程集抄和非故障区域的自动恢复供电等功能。
5.2工程实施
根据某县配电网现状和规划，110kV配网自动化系统设计为分层分布式体系，采用三层结构构建，三层结构间的通信主要采用光纤通讯方式。第一层：配电主站层，主要负责所有110kV及以下线路、设备及用户的运行监控和配电运行管理。第二层：配电子站层，主要负责各个110kV馈线下的终端装置的信息采集和处理，并且上送给主站系统；将主站层的控制及调度命令下达到配电终端。第三层：配网测控端设备层，架空线FTU主要负责对110kV线路、分段开关、联络开关进行数据采集、状态监测、控制、故障判断及处理。
5.3应用成效
110kV配网自动化系统在稷山供电公司应用以来，一直运行稳定，为保障稷山县经济发展和人民安居乐业发挥了显著成效，主要体现在以下几个方面：（1）对原电网内的开关设备与监测设备装设接口，并接入光纤通信网，实现了遥测、遥信、遥控功能，充分提高了系统的自动化管理水平。（2）110kV配网自动化系统安装应用后，实现了对配电网的设备升级和优化，充分提高了配网系统的安全性和鲁棒性，降低了配电网的故障概率，减少了配电网故障所带来的损失，同时大大减少了因设备故障、检修和维修而停电的时间。（3）通过配网自动化系统的安装应用，大大缩短了故障排查时间，能迅速确定故障发生位置，并由相关技术人员迅速前往维修，大大提高了工作效率；同时可以确保维修技术人员在监控保障下进行维修，确保了工作人员的安全性。（4）110kV配网自动化系统安装应用后，配电网的各项相关运行参数都在运行监测中，实现了对配电网整体运行状态的动态控制和无功补偿，同时提高了配电网的功率因数，达到了降低网损、提高电能利用率的目的。（5）110kV配网自动化系统安装应用后，大大减少了稷山县电网的停电次数和停电时间，以及电力客户因停电而遭受的经济损失和时间损失，为广大电力用户提供了更为优质的供电服务。
结束语
综上所述，110kV配网自动化系统的实现可以减小故障引起的停电现象，并且有效减短停电时间，同时对用户现有的用电环境以及相关条件也都有很大的改善和调整，使得供电系统的工作更加符合社会整体的发展与需求，不断提高系统运行的稳定性以及可靠性，为人力物力的使用减小压力，提高检查工作的效率和质量，为人们创造更好更安全的用电环境。在这一系统的有利带动下，能够将资源能源得到最大限度地应用，降低损耗，提升售出用电量，增加企业的经济效益，所以这一举动对配网系统自动化的实现具有重要意义。
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论文作者:文立新
论文发表刊物:《电力设备》2018年第19期
论文发表时间:2018/10/17
标签：终端论文; 配电网论文; 故障论文; 自动化系统论文; 电网论文; 系统论文; 主站论文; 《电力设备》2018年第19期论文;