黎俊
广州南方电力集团科技发展有限公司 广东广州 510000
摘要：随着我国城市电力事业不断发展，对供电质量和电力行业服务质量的要求也越来越高。本文对城市配电网馈线自动化改造技术进行了研究。
关键词：配电网；电网改造；供电可靠性
引言
随着电力事业的发展，各种新电器广泛应用于生活、生产，给人类带来了巨大的便利，但同时，也使人类社会对电的依赖日益加深，对电能质量提出了更高的要求，尤其对供电可靠性，因此，加快城市配电网馈线自动化改造技术应用，有着重要的现实意义。
1.配电自动化改造理论
配电系统的自动化改造主要是指通过自动化技术来对配电线路及其设备进行远距离的监控。一般配电自动化系统由3 部分组成，分别是配电管理系统、配电自动化系统和配电SCADA 系统。其中，配电管理系统的主要功能是对配电网及其设备进行监测和远程控制，属于综合自动化系统；配电自动化系统的主要功能是对配电网的地理信息进行管理，对电网数据进行采集和实时监控；配电SCADA系统的主要功能是监控开闭站和配电室等设备。
配电自动化系统的基本结构为3 层结构式，分别为主站、子站和终端。其中配电自动化系统中位于核心位置的是主站，主要负责数据的存储和运算；位于中间位置的是子站，主要负责数据的采集和传输；位于底层的是终端，安装在配电设备上。
配网自动化改造可以分为变电站自动化改造和馈线自动化改造2 个主要方面。变电站自动化改造要建立控制中心与变电站的连接以及配电自动化系统与馈线系统的连接；馈线自动化改造要监控电网的运行，并在电网故障时及时准备的找出故障点，方便快速消除缺陷[1]。
2.城市配电网馈线自动化改造技术
馈线自动化通过将供电线路分成多段不同的小的区域，来实现对不同区域的精确控制。不同区域之间是相对独立的，当某区域出现故障时可以通过该区域隔离的方式来避免其他区域受到影响。可以有效地提高系统的可靠性能。
馈线自动主要分为3 个层次，第1 个层次为端站层，主要功能是故障检测和处理，当配电子站发出故障处理的命令后，配电终端要及时的接收命令，上报故障处理情况；第2 个层次为子站层，主要功能是实现对端站层的控制，负责故障的排查和处理，当故障超出范围时则上报主站处理；第3 个层次为主站层，主要功能是对各个子站起到协调的作用，针对缺陷情况划分需要处理的子站[2]。
馈线自动化改造方案可以分为3 种，分别为无信道馈线自动化方案、有信道时馈线自动化方案和综合智能优化方案。前2 种方案中无信道馈线自动化方案属于就地控制，相对来说经济性最高，但是系统不能及时调整，缺陷消除慢；有信道馈线自动化方案能够很好地克服无信道方案的缺点，但是当信道损坏时就会导致系统错误。因此综合智能化方案是结合上述2 种方案优点的方案。
如图1 所示，设故障点为F1，综合智能优化馈线自动化方案的处理步骤为：首先断路器会在0.7 s的延时后跳闸并重启一次，如果重启成功则故障为瞬时性的，否则为永久性的。然后通过子站向主站通信确定故障点的具体位置，此时通过断开R1 来实现对缺陷的分离，保证其他子站的电能供给。
图1 F1处故障的环网结构
3.城市配电网自动化主站与子站系统
城市配电网的最基本结构就是3 层结构，即位于自动化系统的首层的主站层，位于自动化系统中间层的子站层和位于自动化系统底层的终端层，具体布置如图2 所示。
图2 配网自动化系统图
配网自动化主站系统在配网自动化系统中占有非常重要的地位，配网主站系统位于自动化系统的顶端，对处于下层的子站系统具有支配的地位。在自动化系统运行时，子站系统源源不断地将系统信息汇总到主站，主站负责对所有信息进行管理。配网自动化主站系统的建设要完善以下的功能。
SCADA 功能。配电网自动化首先要实现的功能就是SCADA 功能，主要包括对数据的采集、远程控制、实时监控、故障记录以及数据存储。以上功能是主站系统的基本功能，其扩展功能有无人值班变电站接口、远程控制馈线保护、设定和修改定值、线路实时显示以及地理接线功能。
地理信息管理。由于配电网一般范围较广，数据处理量大，所以要有相关的技术来管理地理信息系统的基础数据。配电网地理信息管理系统是一个具有空间概念的分层管理基础数据库，便于用户对数据进行查询和管理，并且为自动化系统提供基础数据库平台。
高级系统程序。主要是指一些能够提升配网管理水平的高级应用软件。
配网自动化子站系统主要功能是对配电网自动化进行监控和管理。通过自动化开关设备与自动化信息技术相结合，来实现对配电网的远程监视和控制。
配网自动化子站系统的建设能够很好地提升系统的供电可靠性。配网自动化子站系统的建设要完善以下的功能。
数据传输。首先是能够及时汇总基础层的信息，并且向主站系统转发实时数据。当系统出现故障时能够对故障进行初步分析。
指令接收。主站系统向基层的指令需要子站系统进行转发和传达，包括控制开关的开合情况，以及故障区域的切断和恢复连接。
自动恢复功能。
失电后的自我保护功能。
4.城市配电网自动化通信系统
一个完整的配网自动化系统离不开通信系统的支持。配电网自动化系统主站系统和子站系统之间，命令的传送以及故障信息的反馈和处理都需要有效地通信手段来完成。所以，建设城市配电网的自动化通信系统是十分必要的[3]。
城市配电网自动化通信系统的建设主要问题及其表现如表1 所示。
为了应对城市配电网自动化通信系统的建设主要问题，目前有许多新的自动化通信技术涌现出来，这些技术很好地解决了传统通信系统的缺点，因此具有很好的前景。主要介绍3 种城市配电网自动化通信系统建设中可以借鉴的技术。
波分复用技术。波分复用技术能够很好的扩展通信容量，带宽问题将不再是配网自动化系统建设的主要问题。波分复用技术传送透明化，因此大量的光纤资源可以被节省下来，但是成本较高。
基于SDH 的多业务传送平台。在SDH 的基础上通过开展ATM 以及以太网的容量进而形成新的多业务传送平台。该平台的物理接口比较丰富，可以适应多种业务的接入。更加简化的结构可以方便功能的扩展。
表1 城市配电网自动化通信系统主要问题及表现
城市配电网自动化通信系统主要问题具体表现
网络传输带宽不足DWDM技术将长途网侧的传输容量提升了几个数量级，局域网的速率也有了较大提升，商业系统容量也达到了1.6Tbit/s，所以中间网络成为了全网的瓶颈
网络传输带宽不足目前电网通信采中网络和网络技术是分离的，因此造成了网络管理系统和人员的分离，配置和计费系统也不同，从而提高了使用成本
传输平台的可扩展性不足随着电网业务种类的增多，固定形式的传送平台不能适应网络带宽的变化，为了应对数据传输的改变需要对物理接口进行更改
光以太网技术。光以太网就是光网络和以太网的优势结合。光以太网具有光网络的存储容量以及以太网的简便性和可扩展性。
5.结束语
综上所述，城市配电网自动化改造是要对馈线自动化进行的改造，它不仅可以提高电网的可靠性，减少因停电给用户带来的损失；还可以改善供电质量，提高电网的竞争力，为供电企业创造更好地经济效益和社会效益。
参考文献:
[1]浅析城市配电网建设中存在的问题[J].周立强.黑龙江科学. 2016(23)
[2]城市配电网现状问题诊断及解决对策[J].张预.通讯世界. 2017(13)
[3]城市配电网故障快速处理方法的研究[J].阮大兵.智能城市. 2016(12)
论文作者:黎俊
论文发表刊物:《防护工程》2018年第15期
论文发表时间:2018/11/2
标签：系统论文; 配电网论文; 自动化系统论文; 主站论文; 城市论文; 故障论文; 馈线论文; 《防护工程》2018年第15期论文;