一体化配网自动化方案

电力18讯：    35 kV及以下电力网络属于配电网络，其中1 kV及以上属于中压配电网；380/220V属于低压配电网。本文要讨论的配电自动化特指10 kV中压配电网的自动化。我们坚持“简单、可靠、实用、经济”的原则，统一设计、分步实施，完成了配网SCADA、馈线自动化和在SCADA与GIS一体化平台下的配电管理。

配网自动化的功能应包括配电网络的数据采集与控制(SCADA)，馈线自动化(FA，即故障定位、隔离、非故障区段的供电恢复)、负荷管理、地理信息系统(AM/FM/GIS)、配电应用分析(PAS)等。配网自动化系统的特点是：信息量大；在线分析和离线管理紧密结合；应用分析和终端设备紧密结合；一次设备和二次设备紧密结合。配电自动化系统的建设应包括以下五方面：配电网架规划、馈线自动化的实施、配电设备的选择、通信系统建设和配网主站建设。

石家庄市“十一五”期间供电量年均增长10.7%，2010年供电量预计为36990 GWh；2010～2020年供电量预计年均增长6.5%，2020年供电量预计为69580 GWh。

随着供电量的增长，保证供电的可靠性日益重要，配网自动化的实现将大大提高供电可靠性。

1 系统接线

目前石家庄配电网多条线路已实现三分段三联络，每条干线设置3台开关，如图1所示。空心图标的开关为联络断路器，实心图标的开关为分段开关。



图1　配电网干线图
图1　配电网干线图

2 系统结构及各部分介绍

2.1 自动化终端

系统采用了馈线自动化终端FTU和配变监测终端TTU。

FTU具有基本的遥测、遥信、遥控、遥调功能，并具备对时、事件顺序记录（SOE）、定值远方或当地召唤及修改、自诊断和自恢复、本地操作、故障检测和失电保护、电源监视和失电保护、保护接地、防雷保护、保护与环网（网络重构）等功能，并支持多种通信方式。

配变监测终端TTU主要完成配网配电变压器的无功补偿和配变监测功能，能在线测量三相电压、电流、谐波电压、谐波电流、有功、无功、有功电量、无功电量、功率因数等，能正确控制电容器的投切，使变压器低压三相基本平衡，并使电网功率因数调节至最优状态，设备提供标准的RS232/485通信端口。

2.2 通信系统

主站系统：采用24端口100Mbit/s以太网交换机组成双局域网。

主站FTU：主站与自动化终端采用光纤自愈环网进行通信（见图1）。在光纤断线或光端设备出现故障时，可自行丢弃故障线段和故障光端机，重新组成新的环路继续完成通信，提高了通信可靠性；由于所采用的光端机利用了时分复用（TDM）技术，可以在一根纤芯上获得多个独立的通信通道。

主站TTU：TTU终端采用串口通信转换器总线方式组网进行通信。每个TTU箱体中安装1个串口通信转换器，由于串口通信转换器（V.23 MODEM）采用FSK（频移键控）的音频调制解调技术对RS232、RS485和FSK信号进行透明转换，同时集成了误码纠错和回声屏蔽技术。串口通信转换器提供的RS232、485接口连接TTU，主FSK模块安装在FTU箱体内，其引出的RS232串口与光端机的其中一个通道连接；再通过光纤自愈环网传到主站，如图2所示。



图2 主站与FTU、TTU通信结构示意图
图2 主站与FTU、TTU通信结构示意图

2.3 主站系统

主站系统以SCADA/DMS与AM/FM/GIS一体化设计，实现了SCADA、馈线自动化、配电GIS以及和其它系统信息集成的功能。构建了一个配置完整、技术先进、功能实用、高效稳定的配电自动化及管理系统。

3 系统特点

3.1 系统可靠、实用、先进、简单

由于采用技术先进、产品质量稳定、具有多年稳定运行经验的开关设备、光纤通信系统和自动化终端，采用了SCADA/DMS与AM/FM/GIS一体化信息平台，保证工程在计划工期内按设计要求完成各项功能；系统投入运行后一直稳定运行；系统功能并不是追求越多越全，而是根据供电企业的实际需求投入实用的功能，并在供电企业的统一领导下，在实际的业务管理流程中组织落实执行，收到了较好的效果；并且由于系统运行和维护操作简单、方便，适合县级供电企业运行管理人员的使用。改变了某些配网自动化项目久拖不决、运行不稳定、功能不实用、投资大回报小等问题，受到了供电企业领导和运行管理人员的好评。

3.2 独特的“网络式保护”与分布式智能和集中控制相结合的技术

系统采用了“分布式智能”与“集中控制”相结合，采用“网络式保护及控制”技术的馈线自动化方案。应用于实际工程后，非常好地实现了“停电范围最小”（仅发生故障的区段暂停供电）、“停电时间最短”（全过程不超过10 s）的目标。

在多级开关串联的环网中，故障时自动实现配电