【文章內容簡介】 影響較大。 電力載波是電力系統(tǒng)常用的通訊方法，在對于無斷點的線路。例如變電站與變電站之間，已經有成熟的經驗，使用效果好。但對于配電網(wǎng)線路，由于 線路多 8 臺配電變壓器以及線路，由于柱上開關的斷點，使載波通訊在配電線路中使用受到了較大的影響，有些問題尚待進一步研究。 微波通訊對于配電網(wǎng)多點通訊點是很難采用的，考慮到微波通訊的接收裝置，以及工程投資，對于城市配電網(wǎng)的應用不完全滿足。而擴頻通訊廣泛地被應用到各行各業(yè)的通訊，對于電網(wǎng)變電站與調度中心，長距離的通訊能體現(xiàn)出擴頻技術的諸多優(yōu)點，抗干擾能力強，保真性高，誤碼率低，可實現(xiàn)碼分多址復用，功譜密度低，發(fā)射功率小。但對于高樓林立的城市配電網(wǎng)，柱上開關及配電網(wǎng)變壓器的位置很難確定最好的通訊環(huán)境時，其放射信號的接 收會受到波傳輸?shù)挠绊?繞射功能差 )。往往出現(xiàn)在城市應用效果不佳的現(xiàn)象。 無線通訊主要是音頻，通常作為我國負荷控制的應用領域，在城市應用效果得到充分證實，主要問題是無線通訊裝置的使用效果，早期的無線通訊裝置是產品質量不佳，影響了通訊效果。 計算機通訊，主要是通訊規(guī)約問題，對于我國電力系統(tǒng)，采用了標準的通訊規(guī)約，由國家和行業(yè)遠動、通訊標準來決定，通常的規(guī)約為 CDT、 POLLIG 等。 近幾年來，通訊接口以 485 型式出線，增強了通訊的傳輸能量。因此無論配電網(wǎng)采用何種通訊方式，對遠動 (RTU)與主站系統(tǒng)的通訊必須符合 某一規(guī)定的要求。 配電網(wǎng)自動化軟件應用及信息處理 配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)應用軟件應建立在較為通用的、符合計算機時代要求的軟件平臺上，具有相應的開放式支持環(huán)境，有通用的按標準程序編寫的應用軟件和數(shù)據(jù)庫的接口，具有友好的人機界面和屏幕操作，具有應用化的多層次的地理信息系統(tǒng)，符合運行的實際狀況。 對于配電網(wǎng)系統(tǒng)，計算機的應用平臺必須在操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、用戶界面和通信接口上遵循公認的。 發(fā)展配電網(wǎng)自動化應注意的問題 (1)分析地區(qū)配電網(wǎng)的實際應用情況，找出本地區(qū)配電網(wǎng)存在的技術方案問 9 題，本著實事求是立足國 情和網(wǎng)情。當前我國配電網(wǎng)處于高速發(fā)展的時期，但又處于方案的探索時期，所以在吸收國外先進技術和設備的基礎上，應廣泛開展中國配電網(wǎng)改造和自動化的研究。 (2)配電網(wǎng)自動化是一項綜合性工程，涉及的專業(yè)多，規(guī)劃性強的系統(tǒng)，應根據(jù)電網(wǎng)、城市電網(wǎng)的規(guī)劃進行，避免盲目性。 (3)配網(wǎng)自動化方案是自動化的核心，在引進國外技術的同時結合國內配電網(wǎng)的實際情況進行分析，國外配電網(wǎng)與國內在很大程度上不盡相同，應有所區(qū)別，吸取精華，適合國情、地情、網(wǎng)情。 (4)配電設備的使用面廣、量大、運行環(huán)境較為嚴酷，設備選擇應符合當前配電網(wǎng)形勢 要求，具有高度可靠性和優(yōu)越的技術性能。并以真空斷路器為主，免維護周期長，二次保護控制設備具有可靠性，抗干擾能力及適合戶外高溫和低溫等較為嚴酷的運行環(huán)境；應具有遠方通訊的接口。自動化程度高，一次開關設備與二次保護裝置能良好地配合，能自動實現(xiàn)配電網(wǎng)自動隔離故障，恢復正常供電的能力，具有就地和遙控的功能。 (5)遠方通訊是自動化的關鍵技術， RTU 要適合配電網(wǎng)使用，分布 (散 )式，單點的特點；通訊方式應選擇合理，通訊功能強，誤碼率小，速度快，符合遠方實時監(jiān)控的功能。 (6)計算機應用軟件的開發(fā)，首先選擇具有開放、兼容 的操作平臺，對各種標準的數(shù)據(jù)庫應具有聯(lián)接功能，地理信息應實時地反應配電系統(tǒng)的潮流及負荷情況，對事故記錄及信息反饋，可實現(xiàn)負荷控制、遠方抄表、設備數(shù)據(jù)庫統(tǒng)計及規(guī)劃、無功優(yōu)化的理論計算等。計算機軟件功能是配電系統(tǒng)自動化的核心技術，好的軟件可充分體現(xiàn)出技術和自動化的水平，應充分進行比較。 (7)配電網(wǎng)的工程設施應有計劃地分期、分批實施。應確定配電網(wǎng)絡的基本條件，導線截面、輸送容量、線路走向及用戶的基本條件。先采用具有自動化功能的一次開關設備和二次保護監(jiān)控設備完成自動送電，故障自動分閘和隔離故障功能，能做到隔離和區(qū) 分故障點。在條件具備時，再投入通訊和計算機網(wǎng)絡，可以少走彎路，資金投入可以分批實施。 配電網(wǎng)是當前電網(wǎng)建設的熱點，無論是大型、中小型城市都是把配電網(wǎng)改造建設及自動化的實施列入工作重點，投入大量的資金和人力，將對整個電網(wǎng)建設 10 有重大影響，各地區(qū)在改造中應慎重對待，尤其是設備引進的技術問題較多。 相信配電網(wǎng)自動化的實施在各方面的共同努力下，不斷完善并上升為標準化、規(guī)范化管理，一定會取得較好的成效，得到更大的社會效益和經濟效益。 2 配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的基 本構成 配網(wǎng)自動化系統(tǒng)是一項系統(tǒng)工程，它大致可分為三個子系統(tǒng)：配網(wǎng)自動化主站系統(tǒng)；配網(wǎng)自動化子站系統(tǒng)；配網(wǎng)自動化終端。 11 主站系統(tǒng)由三個子系統(tǒng)組成：配電 SCADA 主站系統(tǒng)；配電故障診斷恢復和配網(wǎng)應用軟件子系統(tǒng) DAS；配電 AM/FM/GIS 應用子系統(tǒng) DMS 構成 配電 SCADA主站系統(tǒng) 配電 SCADA 主站系統(tǒng)由前置機服務器（ RTU 服務器）、 SCADA 服務器、調度員工作站（ MMI）、報表工作站、 DA 服務器、 GIS 服務器等組成。前置機服務器：它包括若干臺前置機服務器。其中一臺為主前 置機服務器，當服務器出現(xiàn)故障時，從前置機服務器中的一臺自動成為主前置機服務器，以保證系統(tǒng)的正常運行，這是由 nap 來完成的。主前置機服務器通過 dater 接收子站通過交換機發(fā)送來的數(shù)據(jù)，由 vcterm 經過規(guī)約解釋存入當?shù)貎却妫纬缮鷶?shù)據(jù)實時共享內存。主前置機服務器通過 rawd 向若干從前置機服務器發(fā)送生數(shù)據(jù)，各從前置機服務器通過 datsrv 接收主前置機服務器發(fā)送來的生數(shù)據(jù)形成自己的生數(shù)據(jù)實時共享內存。 SCADA 服務器：它包括若干臺 SCADA 服務器。如圖 ，其中一臺為主SCADA 服務器，當服務器出現(xiàn)故障時 ，從 SCADA 服務器中的一臺自動成為主SCADA 服務器，以保證系統(tǒng)的正常運行，這是由 nsp 來完成的。主 SCADA 服務器通過 datsrv 接收主前置機服務器發(fā)送來的生數(shù)據(jù)，經過處理形成熟數(shù)據(jù)。將形成的熟數(shù)據(jù)存入內存，形成實時庫。同時將形成的熟數(shù)據(jù)存入硬盤，形成歷史庫，歷史庫全系統(tǒng)唯一只有一個。需要歷史數(shù)據(jù)時，從歷史庫取數(shù)據(jù)。取數(shù)據(jù)的方式有： polling 方式； stream 方式； sql 方式。整個主站系統(tǒng)為一個局域網(wǎng)，通 12 過交換機或 HUB 連接在一起。 圖 主站系統(tǒng)簡圖 配電故障診斷恢復和配網(wǎng)應用軟件子系統(tǒng) DAS 為保證配網(wǎng)自動化系統(tǒng)投運后，能夠完全滿足本系統(tǒng)的技術要求，必須對本系統(tǒng)起至關重要作用的配電故障診斷和恢復功能（即 DA 功能）進行聯(lián)調測試。在進行 DA 聯(lián)調測試前，必須保證以下條件完整無誤： (1）主站置庫完畢并經反復檢查無誤； (2）主站、子站和 FTU 之間的通訊正常； (3）對要進行 DA 測試的 FTU 進行遙測、遙控、遙信調試，并保證其功能正常； (4）恢復無故障區(qū)段的供電時，必然涉及到變電站出口斷路器，因此要對變電站的出口 斷路器進行遙控測試。另外，在 DA 測試中采用繼電保護測試儀模擬故障引起開關跳閘的方式啟動配電自動化系統(tǒng)的 DA 功能，完成一次設備的實際 13 動作。實現(xiàn)故障的自動隔離、非故障區(qū)段的恢復可以采取多種方法，取決于自動化裝置的技術特點和整體方案。一般有就地控制和主站遠方控制兩種方式。就地控制以饋線終端單元（ FTU）之間的配合為主，不需要通信通道，通過對線路過流或過壓的檢測，以及對開關分合閘的邏輯控制實 現(xiàn)故障區(qū)段的隔離和非故障區(qū)段的供電恢復；主站遠方控制方式需要有可靠的通信通道，通過主站軟件對 FTU 上傳信息的分析判斷，制定合理的隔離策略和網(wǎng)絡重構策略，遠方控制配電開關實現(xiàn)故障區(qū)段的隔離和非故障區(qū)段的供電恢復。 配電管理系統(tǒng) DMS。 圖 配電管理系統(tǒng)結構圖 （ 1）從輸電系統(tǒng)自動化的發(fā)展來看，中國目前已普及了以 SCADA 功能為主的地調自動化系統(tǒng)，但作為更高層次的能量管理系統(tǒng)（ EMS）卻尚未全面達到，盡管如此，輸電系統(tǒng) SCADA 已經發(fā)揮了巨大的作用。由于配電系統(tǒng)較輸電網(wǎng)更復雜、更分散，實現(xiàn) 綜合管理系統(tǒng)水平的配電管理系統(tǒng)（ DMS）的難度也就更大。因此，應當學習輸電系統(tǒng)自動化發(fā)展經經驗，在使用中不斷提高系統(tǒng)自動化水平。 14 （ 2） DF9100 配電主站系統(tǒng)中的 AM/FM/GIS 是配電管理系統(tǒng)的重要功能之一。它是將地理學空間數(shù)據(jù)處理、計算機技術與電力系統(tǒng)相結合，為獲取、存儲、檢索、分析和顯示電力設備的空間定位資料和屬性資料而建立的計算機化的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。其中 AM 為自動繪圖， FM 為設備管理， GIS 是地理信息系統(tǒng)， AM/FM/GIS 是配電管理系統(tǒng) DMS 的基本平臺。利用 AM/FM/GIS 集成 DMS 系統(tǒng)，建立 統(tǒng)一的 DMS 數(shù)據(jù)庫，為各子系統(tǒng)提供共享資料，從而減少資料的冗余度，保證資料的一致性，提供良好的全圖形化的人機界面。地理信息系統(tǒng) GIS 的引入為電力系統(tǒng)應用提供了全新的表達形式，更具有現(xiàn)實性，更直觀易用，并對現(xiàn)有應用進一步擴展，使其具備空間管理、運用能力，實現(xiàn)更高一級的管理。 （ 3） 配電地理信息系統(tǒng) GIS 與配電 SCADA 系統(tǒng)互聯(lián)，使實時數(shù)據(jù)在地理信息圖上顯示并為 GIS 的空間分析子過程提供數(shù)據(jù)，該局配網(wǎng) GIS 與 SCADA實時數(shù)據(jù)同步。配網(wǎng) GIS 系統(tǒng)本身就支持 SCADA 實時數(shù)據(jù)的顯示，但由于 GIS 系統(tǒng)運行在該局辦公 自動化 10 網(wǎng)段上，而 SCAD 系統(tǒng)運行在 191 網(wǎng)段上，目前為了實現(xiàn) GIS 系統(tǒng)的實時顯示，利用 WEBSRV（雙網(wǎng)卡設置 191 和 10 段 IP）機器作為 CADA 實時數(shù)據(jù)轉發(fā)服務器， 10 段的 GISSRV（ 10 網(wǎng)段的 SCADA 服務器）作為 SCADA 實時數(shù)據(jù)接受服務器，利用轉發(fā)程序實現(xiàn)兩個不同網(wǎng)段的實時數(shù)據(jù)同步。 因為配網(wǎng)監(jiān)控設備點多面廣，配電 SCADA 系統(tǒng)的系統(tǒng)測控對象既包含較大容量的開閉所、環(huán)網(wǎng)柜，又包含數(shù)量較多、分布較廣的柱上開關，不可能把所有的站端監(jiān)控設備直接連接到配電主站，因此必須增設中 間一級，稱為配電子站 （ SUBSTATION） ，由其管理其附近的柱上開關、開閉所、配電站端監(jiān)控設備，完成 “數(shù)據(jù)采集器 ”、饋線監(jiān)控、當?shù)乇O(jiān)控及饋線重合閘的功能；并將實時數(shù)據(jù)轉送配電主站通信處理器，這樣既能節(jié)約主干通道又使得配電自動化主站 SCADA 網(wǎng)絡可以繼承輸電網(wǎng)自動化的成熟成果。 15 城市配網(wǎng)自動化終端負責對城域所轄的柱上開關、開閉所、環(huán)網(wǎng)柜、配電變壓器等進行監(jiān)控，既要實現(xiàn) FTU、 TTU 等的三遙功能，又要實現(xiàn)對故障的識別和控制功能，從而配合配網(wǎng)自動化主站及子站實現(xiàn)城區(qū)配網(wǎng)運行中的工況檢測、網(wǎng)絡重構、優(yōu)化運行以及網(wǎng)故障時的故障隔離和非故障區(qū)域的恢復供電。 為本系統(tǒng)配套的 WPZD110 型 FTU，其容量為 9 路遙測量， 8 路遙信量， 4路遙控量，具有與上級站通訊的 RS232 接口，也有與下級站通訊的 RS485 接口。其主要功能有：數(shù)據(jù)采集和處理，遠方控制與當?shù)乜刂疲收献R別、故障隔離和負荷轉移，接受遠方指令及轉發(fā)采集的數(shù)據(jù)信息，具備相適應的通信功能等。該市城局配電網(wǎng)采用環(huán)網(wǎng)結構，電源取自饋線的不同母線，按閉環(huán)方式運行。配電網(wǎng)絡的構成有電纜和架空線路兩種方式。其中架空線路雙電源手拉手供電是以往最基本的形 式。線路主干線分段的數(shù)量取決于對供電可靠性要求的選擇。理論上講，分段越多，故障停電的范圍越小，但同時實現(xiàn)自動化的方案也越復雜。那么要實現(xiàn)系統(tǒng)對各段的故障能夠自動準確識別并切除，且最大限度縮短非故障區(qū)域的停電時間的愿望，也就更有難度。 16 3 配電網(wǎng)自動化技術的應用 配電網(wǎng)自動化應用現(xiàn)狀 配電網(wǎng)自動化是一個龐大復雜的、綜合性很高的系統(tǒng)性工程，包含電力企業(yè)中與配電系統(tǒng)有關的全部功能數(shù)據(jù)流和控制。從保證對用戶的供電質量，提高服務水平，減少運行費用的觀點來看，配電自動化是一個統(tǒng)一的整體。目前實現(xiàn)配電自動 化大體有以下幾種方式：在 10kV 輻射線路和樹狀線路采用重合器、分段器方式。由于不需配置通道和主站系統(tǒng)，依靠重合器和分段器自身的功能進行線路故障時的故障隔離和恢復供電，因而實施比較容易，投資較節(jié)省。在 10kV環(huán)形電纜配電網(wǎng)絡中采用重合器，配合環(huán)網(wǎng)柜實現(xiàn)配電自動化。在 10kV 環(huán)形電纜配電網(wǎng)絡中采用環(huán)網(wǎng)柜加裝 FTU 并設置配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)，環(huán)網(wǎng)柜可以是戶外的，亦可以是戶內式。目前貴州省大多數(shù)城市是由沿城市街道敷設的架空絕緣導線構成 10kV 配電網(wǎng)絡。針對這種配電網(wǎng)絡，目前采用的配電自動化方式是首先進行網(wǎng)絡優(yōu)化改造，形 成多個環(huán)網(wǎng)或 “手拉手 ”線路，使每一戶用戶有 2 個供電源。 配電網(wǎng)自動化應用原則 適應性原則 適應城鄉(xiāng)經濟條件的原則。由于我省農村經濟相對落后，因而不能照搬發(fā)達國家的配電網(wǎng)自動化模式，應該立足省情，結合當?shù)貙嶋H條件以解決配電網(wǎng)的實際問題和符合供電可靠性及用戶的要求為目的，將有限的資金有效地投入配電網(wǎng)自動化中去。適應配電網(wǎng)發(fā)展的原則。隨著 “網(wǎng)改 ”的不斷發(fā)展，配電網(wǎng)無論在線路長度和設備容量上也在不斷的增長，配電網(wǎng)自動化應該能適應發(fā)展了的配電網(wǎng)，反過來，發(fā)展的配電網(wǎng)，更