马猛猛
（平顶山中选自控系统有限公司 河南省平顶山市 467000）
摘要：在电力自动化技术的持续发展下，电网供配电自动化程度越来越高，并且出现了相应的自动化系统，为实现对电力系统的高效、集中监控以及配网自动化保护等均发挥了重要作用。本文将通过结合相关研究资料与真实案例，在阐明电网供配电自动化系统的基本结构与关键子系统设计的基础上，探究电网供配电自动化系统技术应用。
关键词：电网供配电；自动化系统；自动化技术；技术应用
引言
受以往传统人工模式效率低、误差性较大等因素的影响，导致电网供配电运行及管理的有效性始终无法得到切实提升。通过将电力自动化技术应用其中，设计应用电网供配电自动化系统则可以有效弥补传统工作模式的不足，为实现电力系统的长效、稳定运行提供重要帮助。本研究旨在为相关研究人员给予一定理论参考，并为电网供配电自动化系统的优化设计与实践应用提供相关实践依据。
一、电网供配电自动化系统设计分析
（一）主站系统设计
电网供配电系统的主站系统中，其主要构成部分除了配电SCADA主站系统这一核心子系统外，同时还包括自动诊断与恢复配电故障系统、配网应用软件子系统DAS等其他系统。其中配电SCADA主站系统，由包括RTU与SCADA服务器、调度员与报表工作站、DA服务器等共同构成。作为该主站系统中的核心，前置机服务器中设置一台主机，其余多台服务器为备用，一旦主服务器发生运行异常或其他故障问题，将会在nap的作用下，迅速由一台原备用前置机服务器转为主机，从而有效避免影响系统整体正常运行[1]。所有关于供配电系统与电网运行的信息数据，将统一交由主前置机服务器负责发送。但该服务器需要利用dater接收子站并在交换机的作用下才能够实现数据发送功能，vctern在对接收的各项系统数据进行规约解释后统一存储至本地内存中。其余备用前置机服务器将经由rawd从主前置机服务器处接收各项系统数据，并由此生成生数据。在datsrv接收子站的作用下，主前置SCADA服务器件利用交换机完成生数据的发送，在对其进行相应处理后自动生成熟数据，并统一将其存储在本地内存中，形成实时库。
（二）子站系统设计
在电网供配电自动化系统中，子站系统也是其中至关重要的组成部分之一。由于电网中配网监控设备众多、监控覆盖面较广，且配电SCADA系统中，作为测控对象的开闭所与环网柜等也存在柱上开关数量众多、分布广泛以及开关柜等本身容量较大等特征。因此将全部站端监控设备和配电主站进行直连的难度较大，为此本文在设计电网供配电自动化系统中的子站系统时，采用中间增设一级的设计方式，即在各站端监控设备和配电主站进行相互连接的中间位置，设置配电子站。由配电子站负责对周围开闭所与环网柜等柱上开关、配电站端监控设备等进行集中管控。子站系统在实现馈线或本地自动化监控等功能时，设计使用嵌入式技术与智能传感技术相结合的方式，运用基于PLC技术的门阵列芯片，自动部署馈线区域监控网络。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆借助各种智能传感器实时采集各项系统数据，并直接接收的数据传送至配电主站通信处理器中，在避免占用过多主干通道的同时，也能够进一步提高电网供配电系统的自动化水平。
（三）系统终端设计
在本文设计的电网供配电自动化系统终端中，设计采用IEC60870-5-104标准作为系统终端装置通信规约，同时考虑到电力系统数据类型多种多样，不同类型数据在通信传输过程中可能存在无法相互兼容的问题。因此本文在供配电自动化系统终端的网络配置设计中，采用双网络配置设计理念，同时设置以太网接口与RS485接口，配合使用光纤差动通信接口，在保障各接口均可以与计算机、打印机等电子设备进行网络共享的基础上，满足各项信息数据的通信传输需求。除此之外，该系统终端在分析处理配网故障时，采用基于CNN的深度学习算法，利用CNN算法建立起各由2个卷积层与抽样层，以及3个全连接层共同构成的圣经网络模型。即有：
在这一公式当中，第j个卷积覆盖住的I-1层特征图中的元素，用xijI-1进行表示，kijI与bjI分别代表着I层卷积核中的元素以及对应着第i个卷积结果的偏量值。Mi与ujI分别代表着被第i个卷积核覆盖住的区域以及I层卷积净输入。fujI与xjI则各表示激活函数与I层第j个卷积输入[2]。全连接层在对采集得到的系统运行情况的原始图像分类时，主要采用如下方式提取重要特征参数：
在这一公式当中，前一层特征图用xI-l进行表示，在使用卷积核抽样方式将特征参数提取出来。wI与bI各自表示全连接层与I层的权重系数及偏置量。
二、自动化技术在电网供配电系统中的实践应用
（一）应用于集中监控
在某新建35kV变电站中，设计使用供配电自动化系统，可以有效提高对10kV变电室及电力系统运行的集中监控与实时精准管理。该变电站中设有中央控制室，由控制主机与工程师站等作为其关键站控设备。工作人员主要利用自动化站控系统实时检测35kV变电站与10kV开闭站，同时全天候监测变电站中各项电力设备运行情况。一旦自动化系统出现运行故障或是异常信息，安装在10kV开关以及变压器保护盘上的控制开关，将自动发挥控制功能。系统中运用智能化数据采集装置与传感器技术，实时对包括电流与电压、电能与功率等在内的各项关键信息参数进行遥测与采集。同时借助可视化技术直接将采集得到的数据与电力设备运行情况等反馈至监控中心，帮助工作人员直观、清晰地了解系统整体运行情况。如该变电站根据供配电系统采集与反馈得到的信息数据，可知其正极（进线）柜NC12的总电流为25.8A，负母线与地之间的电压以及母线电压分别为3.5V与1498.9V，实时监测得到进线电流值为20.3A，所有数据均与规定要求相符，证明该正极（进线）柜一切正常。若系统在检测过程中发现有实测数值超过标准值或是出现通讯故障、隔离开关故障等问题，将会立即向监控中心发送报警信息，准确提示工作人员故障点位置，以便其能够有针对性地进行故障处理，维护电力系统的正常稳定运行。
（二）应用于配网保护
电网供配电自动化系统能够有效提高配网保护的精准性与自动化程度。以某10kV变电站为例，其在应用电网供配电自动化系统开展配电保护工作时，利用站内现有的出线断路器与馈线分段开关及10kV线路联络开关等。共同建设电缆智能分布式馈线自动化系统。该系统的线路干线开关M与N两侧各有一个与之相对应的相邻开关。系统中DTU一旦检测发现有故障电流流经某一干线开关时，如果此时相邻侧DTU未能及时检测并显示故障电流的过流信息，系统将自动判定干线开关至M或N侧中间存在故障点。此时系统将会自动控制干线开关及其相邻两侧的开关，令全部开关跳闸从而有效隔离故障段。
在该配网的联络电源线路中，有环网柜之间及其与中心配电室之间的联络线路和电源线路等，因此电网供配电自动化系统选择使用状态量差动保护方式。利用组网形式，将系统中原本分散的各电源断路器分布式DTU装置进行相互连接，依托GOOSE技术对各项保护启动信息进行自动收发，由此达到差动保护自动化的效果。如第m个装置状态信息为Gmx=1(Imx≥Iset)，其中Iset表示电流状态定值[3]。则系统将根据Gmx=1本装置动作以及G(m+1)x=0对侧不动作及时进行故障切除，动作出口跳开M开关。在此基础上，当HWGn=1本装置合位与本间隔无任何电压与电流时，系统将会自动隔离故障且令动作出口自动跳开N开关，由此实现对联络电源线路的状态量差动保护自动化。
结束语
综上所述，相关工作人员需要充分结合实际情况，严格按照国家相关标准要求，合理设计电网供配电自动化系统，积极运用各种先进的软硬件技术手段，及相关设施设备。在不断优化电网供配电自动化系统应用功能的同时，将其灵活运用在电力系统集中监控、配网保护等各项工作中，从而充分发挥系统应有效用，促进我国电力事业的可持续发展。
参考文献：
[1]何浩，樊晓春.配电自动化及调控控制[J].电子技术与软件工程，2019(15):95-96.
[2]周龙兴，赵岩，周仲波.智能电网模式下配电自动化系统设计[J].信息与电脑(理论版)，2019(12):98-99.
[3]何富昌.配电自动化在智能电网中的建设研究[J].科技资讯，2019，17(13):28-29.
论文作者:马猛猛
论文发表刊物:《云南电业》2019年8期
论文发表时间:2020/1/3
标签：电网论文; 系统论文; 自动化系统论文; 供配电论文; 卷积论文; 故障论文; 数据论文; 《云南电业》2019年8期论文;