摘要：随着社会的不断发展，特别是物联网的发展，各行业对动力源的要求，即对供电质量的要求将不断提高，电力系统配电网的安全和稳定运行会越来越重要，电力系统配电网开展自动化和智能化建设是必然的发展趋势。
关键词：电力系统；配电网自动化；改造方案
1电力系统配电网自动化模式和发展现状
1．1分析配电网自动化模式
在电力发电，输电和配电各个环节当中配电网属于关键环节，处于电力消费和电力系统的交互环节，因此配电系统在电力系统发电输配送环节当中具有重要作用。在建设和管理配电网时需要全面应用现代化技术，这样才能够合理应用建设资金，实现配电网现代化建设。在此期间需要加强管理配电网运行情况，全面借助自动化的核心技术。在现阶段的电力系统自动化模式具有较强的科学性。其中最常见的就是馈线自动化配电自动化模式，在实际应用期间能够实现远程监控馈线联络开关状态和馈线分段开关等，能够显著提升故障处理效率。馈线自动化密切关联着配电网站一次设备开关和系统网络结构，能够实现环网供电张开环运行和馈线开关远程操作，全面发挥出馈线自动化的系统作用。该模式能够科学设计网络架构，合理选择设备容量，灵活运行开关设备。
1．2电力系统配电网自动化发展现状
我国从20世纪90年代开始出现电力系统配电网自动化发展，迅速实施城网改造工程，某些城市电网也开始应用自动化配电系统。随着经济和科技的快速发展，我国城农配电网改造力度也持续增大，能够快速诊断故障，及时恢复电力供应。全面实行理性化的配电自动化工作，务实发展思路，从根本上推动我国配电网自动化发展。我国在对配电网自动化发展有明确指导意见，并且制定了智能化电网建设发展目标，给予电网自动化发展机遇。
然而，现阶段电力系统配电网自动化发展期间还存在较多问题，表现在城网供电能力不足，市场需求得不到满足。在改造配电网时没有协调城市发展，因此在配电网自动化改造速度上比较落后，这样就出现了线路走廊紧张问题。其次，缺乏合理配电线路布局，没有明确主次网架的结构。在应用期间出现较高的线损程度，导致电能质量无法满足需求从，存在严重的用电高峰超负荷运行情况，在电力系统运行期间需要及时处理该项问题。
2典型改造方案
电力系统配电网设备在安装地点分布上有着极为分散的特性，其变压器和开关等电气设备分散在配电网所供电区域的各个地方。为了便于管理，供电部门将配电网按一定的标准划分为A+、A、B、C、D、E共6类区域。在此以某地区配电网为例简述典型的改造方案。
2.1项目背景
该地区主要有A、B、C、D四类供电区域，有若干10kV线路，其中电缆线路和混合线路若干，大部分为联络线路，少量单一辐射线路。配电网设备主要为公用配电变压器、柱上开关、配电开关站、环网箱、电缆分支箱，因为之前未开展配电自动化建设的缘故，配电网线路及其设备大多不具备二次设备扩展的条件，比如一次设备无PT、CT，不具备电动操作功能、未预留安装位置、无配电自动化接口等，同时通信系统也缺少统一规划。
2.2改造方案总体原则
主站建设原则：采用“配电主站+配电终端”两层结构，按照“地县一体化”构架、标准化、通用型软硬件进行系统升级部署。终端改造原则：1）线路中的关键性节点设备配置“三遥”终端，包含B类供电区域主干联络、重要分段、进出线较多的开关站或环网柜，以及C类供电区域重要负荷集中的联络开关、重要分段开关。2）一般性节点配置“二遥”终端，包含B类供电区域一般分段环网柜、分支开关、无联络的末端站室，以及C类供电区域主干开关和大分支开关。3）对于C类供电区域，在大分支中5公里左右加装故障指示器，D类供电区域利用故障指示器为主实现配电线路故障区间的判断和定位。通信改造原则：1）“三遥”站所终端建设光纤通道。2）“二遥”终端采用无线公网，选用4G数据通信技术的无线通信模块。
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2.3具体建设原则和方案
1.配电网主站建设方案
配电网馈线采用集中型自动化设备，主站根据各配电终端检测到的故障报警，结合变电站、开关站等继电保护信号、开关跳闸等故障信息，启动故障处理程序，进行故障类型判断和发生位置定位，自动推出故障区域的配网单线图，采用动态拓扑着色的方式明确地表示出故障区段，并辅以声光、语音、打印事件等报警形式。对于核心区域根据网络拓扑结构分析出故障位置两侧的开关，自动进行遥控操作实现故障区域的隔离，以及自动或人机交互方式实现非故障区域恢复供电。对于一般区域，主站进行故障定位，确定故障区段，同时给出故障处理方案，由人工现场处理。
3.配电网终端建设方案
配电自动化系统有多种建设模式，其终端设备的类型也很多，但同类建设模式中终端应统一设计标准，统一的结构形式、外形尺寸和标识标准，统一的功能配置、端子排定义，统一的安装、接线方式，以达到安装简单、维护方便、配置灵活、易于扩展的效果。对于开闭所、环网柜运行年限在10年以上的老旧设备采用更换方式，新设备需具备自动化接口，与DTU配合实现“三遥”或“二遥”功能。对于线路重要分段和联络点等关键位置的开闭所，设为“三遥”节点，每间隔配置1套电动操作机构，其操作电源取自开闭所直流母线，且每间隔配置三相CT，同时根据间隔数量加装16路组屏式DTU或者8路组屏式DTU，每台DTU对应1台ONU完成通信。
对于不满足自动化要求的柱上开关，进行整体更换并加设PT，通过与FTU配合实现“三遥”或“二遥”功能，其中主要分段和联络开关配置“三遥”自动化，非重要分段和分支开关配置“二遥”自动化。对于C类供电区域的架空线路，以联络开关、大负荷分段开关、重要负荷分支开关为主，在重要负荷处平均每2-3公里建设1个自动化终端，分支处平均每3公里处建设1组故障指示器。对于D类供电区域的架空线路，以故障指示器为主，平均每4-5公里处建设1组故障指示器。将可靠性的“三遥”配电终端优化配置视为基础条件，进一步把支路功率可观的配电终端配置方法视为媒介，然后将与位置安装“二遥”配电终端寻找出来，这样不但能够对“三遥”配电终端的开关遥控功能加以应用，同时还能够将“二遥”和“三遥”配电终端的实时遥测功能发挥出来，使配电网的整体性及可观性得到有效体现，从而体现配电网终端配置的经济、可观及可靠等特征。
4.配电通信网建设方案
配电通信网在早期因配电网在整个电力系统中的定位性质的原因，普遍存在缺乏统一规划和建设的问题，大多为根据用户实际需要而分散建设，未能形成统一的网络架构和规模。要达到现有配电自动化系统的需求，满足数据采集的可靠性、安全性、实时性，要充分利用现有通信资源，与配电网一次网架同步规划、同步建设。配电通信网的所有设备应具有标准的通信接口，并支持101、104、CDT等多种标准通信规约，可以随时与各种通信设备、配电成套设备完成通信连接，并能随电力线路的调整以及配电自动化系统的功能升级而方便的调整和升级，以及适应未来系统的大规模扩展和与其它网络的互连。
结束语
对于电力系统配电网而言，以往传统的建设方式不包括自动化监控系统，全部由人工进行监控以及调节，在供电线路发生故障时，往往对故障点的查找需要花费大量时间，也经常导致停电范围过大，缺少对电网运行状态监控的实时性。为了解决这一问题，配电网自动化技术得以逐步发展，并且其快速应用极大的提高了配电网的供电质量，同时也提高了电力企业的经济效益。
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论文作者:马向晖,陈丽婷,吴天飞
论文发表刊物:《电力设备》2018年第24期
论文发表时间:2019/1/8
标签：配电网论文; 终端论文; 电力系统论文; 故障论文; 区域论文; 线路论文; 设备论文; 《电力设备》2018年第24期论文;