（上海艾能电力工程有限公司 上海 200023）
摘要：随着上海电网的发展，10kV配电站自动化规范化设计变得十分必要。本文从总体规划建设、D-SCADA系统配置要求、配电站自动化的模式及配置原则、通信方式及规约的配置原则、新建及改造的实施原则等方面进行了阐述。
关键字：配电自动化 D-SCADA 规范 通信
随着上海电网的不断发展，10kV配电站的建设规模也在不断扩大。根据《上海电网若干技术原则的规定》（2004年版）的有关规定，上海电网10kV配电站类型分为K型开关站、P型环网站及W型户外站三种，同时还配置有杆变。由于配电网的规划有所不同，这些类型的配电站的一次设备（包括管线类型）及继电保护的配置各不相同，因此在自动化的配置及应用方面也应有所不同。为了规范上海电网的配电站自动化技术，统一各种类型配电站的信息采集，并在上海电网建设中得到推广与使用，，需对上海电网10kV配电自动化进行规范化设计。
1 总体规划建设
从上海电网的总体规划考虑，配电网自动化信息的采集对于电网调度的负荷监视及控制非常重要，因此应进行各种类型配电站的信息采集，并应相应配置配电SCADA系统（以下简称D-SCADA）。现有的配电自动化信息首先考虑接入各供电分公司的D-SCADA系统（包括经有关部门的经济技术评估，并认为可用的现有的配电自动化系统），同时要求D-SCADA系统必须通过实时数据平台与输配电生产管理系统具有数据接口。
根据《上海电网10kV配电自动化技术原则》要求，配网自动化可根据地区配电网特点、负荷性质和供电可靠性要求，选择具体的实现方式。一般K型站采用自动化监控装置（配电终端）,保护与测控合一；P型站采用故障诊断自动化装置（配电终端）；自切（备自投）、低压电容器的投切等功能原则上由成熟的装置独立完成。新建KT或PT站构成的环网，配置不依赖于配电主站和子站的智能型分布式馈线自愈(FA)功能的配电自动化，并采用光纤通信方式。
2 D-SCADA系统配置要求
D-SCADA系统主要完成配电自动化信息的采集、处理与存储，并实现对配电网的控制。它由前置采集服务器、历史数据服务器、SCADA 服务器、电网分析应用服务器、信息交互服务器、Web 服务器，以及调度员工作站、维护工作站、 报表工作站、物理隔离装置、防火墙、局域网络设备、对时装置及相关外设等构成[ ]。其中信息交互服务器通过网络交换机或路由器，完成与调度SCADA系统以及其它信息管理系统的接口与互联。
上海电网D-SCADA主站系统由两部分组成：实时监控子系统和准实时监测子系统。实时监控子系统是对10kV的 K型和纯电缆进线的P型、W型配电站进行实时监控，通过专用的通道（光纤、音频电缆、电缆屏蔽层载波等）接入安全一区网络（即调度网络），同时在一区构建实时监控子系统[ ]。D-SCADA主站系统通过接口服务器来实现安全性，并负责对实时数据进行传送。准实时监测子系统是对非纯电缆进线的10kV的 P型、W型和杆变进行实时监测，通过公共无线网络（如GPRS或CDMA）接入安全三区网络（即MIS网络），同时在三区构建准实时监测子系统，进行数据的采集汇总。此主站系统只负责数据采集并不进行遥控，且数据采集是准实时的。采集系统也是通过接口服务器完成对外数据接口和数据传送。
在满足电网二次系统安全防护要求的前提下，D-SCADA系统与上海市电力公司PMS系统相联，通过统一、高效的图形转换软件，实现将上海市电力公司PMS系统中的各种图形自动转换成可供本系统各类应用使用的图形，并在转换过程中自动建立图形上设备和本系统数据库中数据的对应关系和根据接线图上的连接关系自动建立整个电网的网络拓朴关系，此图形转换处理过程要求保证转换前后图形、模型、数据库及相关联接的正确性、一致性
3 配电站自动化的模式及配置原则
配电自动化实施一般采取以下模式：
（1) 分布型（即就地型）：不需要配电主站或配电子站控制，通过终端相互通信、保护配合或时序配合，在配电网发生故障时，隔离故障区域，恢复非故障区域供电，并上报处理过程及结果。此模式通过分布式自动化监控装置来实现。
（2) 集中型：借助通信手段，通过配电终端和配电主站/子站的配合， 在发生故障时，判断故障区域，并通过遥控或人工隔离故障区域，恢复非故障区域供电。集中型馈线自动化包括半自动方式、全自动方式等。此模式通过故障诊断自动化装置来实现。
在测量和控制功能上,具备光纤通道的K型站、P型站和W型站原则上配置配电监控装置和电度表，其遥信、遥测和遥控等信息由D-SCADA系统处理，电度由电能量采集系统处理。K型站高压侧采用保护与测控合一的装置，配变低压侧采用配变负荷监测仪；P型站采用故障诊断自动化装置，PT型站的配变低压侧、W型站、杆变均采用负荷监测仪。
3.1 分布式自动化监控装置
分布式自动化监控装置主要可由站控主单元、间隔层设备（保护测控单元、公共单元等）组成，如下图所示：
间隔层设备（主要指保护测控合一装置）安装于开关柜上与一次、二次设备组合成一体，公共单元、站控主单元及智能接口装置集中组屏。由站控主单元收集全站各间隔层设备信息，其通信方式可为现场总线、串口方式或网络方式，对配电站信息进行处理，每个单元故障不影响装置的正常运行。数据采集与控制功能主要由带测控功能的继电保护装置和公共测控单元与站控主单元通过数据通信直接获取。MCB跳闸、微机保护故障信号等公共单元信息优先接入本间隔的保护测控单元（在不增加I/O摸板的前提下），也可相对集中后接入公共单元与站控主单元通信。站内不设GPS对时装置，站控主单元由D－SCADA主站系统进行对时。
配电站所有断路器等设备采用有二级控制模式：就地控制模式和远方控制模式。控制权在设备就地的称为就地控制模式，为第一级控制模式，最高优先级。当设备处于第一级控制模式时，远方／就地切换开关在就地位置，闭锁所有远方遥控功能。远方控制模式的控制权在调度，此模式下设备就地的远方／就地切换开关在远方位置，调度可遥控配电站的所有断路器。当装置重新开机、装置初始化或用户修改数据库时，系统控制输出应被自动锁住，以避免产生误操作控制。
3.2 故障诊断自动化装置
通过在运行电缆两端加装检测设备，达到采集和诊断电缆故障的功能，并且由调度运行人员人工判断故障区段。检测设备有三相流变和故障指示器两种，故障指示器带带信号输出，如下图所示：
故障诊断自动化装置能采集所需数字量，对交流采样的数据进行越限判断产生虚拟信号通过遥测自动判断故障，并以遥信方式上传的功能。并保持故障指示器产生的瞬间信号和故障电流产生的越限虚拟信号。
4 通信方式及规约的配置原则
4.1 通信方式配置原则
D-SCADA系统与配电站/杆变自动化装置的通信可按以下四种方式配置：利用光纤通信方式、利用电力电缆屏蔽层载波通信方式、利用音频电缆通信方式、利用无线公网通信方式。
在不单独建设专用光纤的前提下，具备光纤通信条件的配电站/杆变优先采用光纤通信方式。针对不具备光纤通信条件的配电站/杆变，纯电缆进线的K型、P型和W型站采用以电力电缆屏蔽层载波通信方式；非纯电缆进线的K型站采用音频电缆通信方式；非纯电缆进线的P型、W型站及杆变则采用无线公网通信方式[2]。
纯电缆进线的K型、P型和W型站通信分两级配置，如下图所示：
D-SCADA主站系统到110KV或35KV变电站的通信网络作为一级通信网络；110KV或35KV变电站出线到其相对应供电区域配电站的通信网络作为二级通信网络。110KV或35KV变电站作为通信中继，起到集中和转发的作用[ ]。K型站通过光纤、电力电缆屏蔽层载波或音频电缆通信方式，纯电缆进线的P型和W型站则通过光纤、电力电缆屏蔽层载波通信方式，将配电站信息上传至110KV或35KV变电站，变电站集中后向D-SCADA主站传送数据。
5 新建及改造的实施原则
5.1 D-SCADA系统主站
对于现有D-SCADA系统，可以进行功能完善改造，以达到国家电网公司实用型要求为目标，即利用光纤、 载波、 无线公网 / 专网等多种通信手段，以实现遥信和遥测功能为主，并可对具备条件的配电一次设备进行单点遥控的实时配电SCADA监控系统。
对于试点区域或达到改造要求的D-SCADA系统，可以进行升级改造，以达到国家电网公司集成型要求为目标，即是在实用型的基础上实现完整的配电SCADA 功能和集中型馈线自动化功能，能够通过配电主站和配电终端的配合，实现配电网故障区段的快速切除与自动恢复供电，并可通过与上级调度自动化系统、生产管理系统、电网GIS平台等其他应用系统的互连，建立完整的配网模型，实现基于配电网拓扑的各类应用功能，为配电网生产和调度提供较全面的服务[ ]。且在配电自动化系统和相关基础条件较为成熟完善的条件下，结合开展分布式电源/储能/微电网建设，或有配电网安全控制和经济运行辅助决策的实际需求，逐步推进智能型建设。
5.2 集中式和分布式馈线自动化
对于达到国家电网公司实用型要求的D-SCADA系统所管辖区域，原则上可以以小区为范围，以配电环网为单位，且在此区域具备光纤通信条件的前提下实施分布式馈线自动化功能。
对于达到国家电网公司集成型要求的D-SCADA系统所管辖区域，若具备光纤通信条件，原则上可视配电网特性和要求选用集中式或分布式馈线自动化功能。
参考文献
[1] 陈兴.dscada系统在上海徐家汇地区的成功应用[D].大连.大连理工大学. 2007
[2] 胡翀.上海市城乡配电网数据采集与故障诊断系统研究与设计[D].杭州.浙江大学. 2008
[3] 范寅秋,弭娟.无线专网技术在智能配网中的应用[M].电脑知识与技术,2011，07（5）:1103-1104
[4] 黎鹏,徐剑,王学仑.智能型配电自动化建设实施方案研究[C].京津冀晋蒙鲁电机工程(电力)学会第二十一届学术交流会论文集.北京:北京电机工程学会,2011
论文作者:王留萍
论文发表刊物:《电力设备》2017年第3期
论文发表时间:2017/4/27
标签：电网论文; 方式论文; 系统论文; 装置论文; 通信论文; 故障论文; 上海论文; 《电力设备》2017年第3期论文;