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10kV 配网自动化系统的规划及效益评估的研究

作者：谢强日期：2013-12-13 11:16 来源：《电子制作》

广东电网公司茂名供电局 510000

【文章摘要】
配电网的安全运行、供电质量的提高是目前在配网技术中需要提高的两个部分，这就推动了自动化系统的产生。如何做好10kV 配网自动化系统的规划工作已经成为了电力工作的核心。现笔者根据自己多年的实际工作经验，积极探讨了如何规划10kV 配网自动化系统以及对产生的效益如何进行评估。
【关键词】
10kV 配电网；自动化的系统；效益评估；规划
1 系统的主要构成
配网的自动化系统作为一种比较系统的工程，合理的分块把配网的自动化系统进行划分，可以将其分为三个部分：配网的自动化主站系统、终端以及子站系统。
1.1 SCADA 的主系统、应用的子系统DMS、再加上针对故障的诊断以及恢复的子系统等是构成配网的自动化主站系统的主要部分。
1.2 子站系统主要是用来对相对应的位置上的柱上开关、监控设备、开闭所等设备进行综合性的管理，实现对当地的监控以及对馈线的监控；与此同时，还要将收集到的具体数据传送到主系统的处理器中，通过这样的方法，不但可以节省出主干上的通道，还可以很完美的承接自动化输电等方面的已经成熟的技术。
1.3 自动化系统的终端的首要任务是能够监控所辖区域内部的环网柜、开关设备以及配电用的变压器等相关设备，对于系统的终端来说，要能在完成三遥功能的基础上，也要能够识别出不同原因引起的不同故障，而且还要实现相互之间的单独控制，互不影响，通过这种方法来完成与主站之间的配合，对于电网在运行中出现的各种情况也要及时进行检查，对网络的运行进行必要的优化处理，同时，也要具备可以及时的隔离发生的故障以及及时恢复对非故障地区进行供电。
2 对该自动化系统的具体规划
2.1 进行规划的原则
（1）采取多层分布式的体系结构来组成配电网的管理系统，要利用在网络科技环境下的面向对象、多层的应用程序框架的方法进行开发，并且要利用开放式的系统标准进行该操作，综合相关的地理信息处理系统、数据库的管理系统以及实时监控等技术，之后在企业内部的Internet 或者Intranet 的网络条件下实现Browser 或Server 与Client 或Server 之间相配套的10kV 的配电网自动化处理方案。
（2）该系统主要以商用的GIS 系统以及实时的SCADA 系统作为平台，使得AM/FM 或GIS、高级分析、生产管理与数的据监控等可以紧密的结合起来。不同的用户还可以依照自己的需要选择好子系统的模块，各个系统的模块之间是可以兼容其他的数据格式的，利用准数据的接口，就可以逐步的扩展、升级，转变为在企业环境下从小到大的一种综合性自动化处理系统。
（3）AM、FM、GIS软件要利用成熟、先进、实用的产品。选用软件的时候，要充分与相关的生产厂家沟通、交流，以便满足应用的要求、开放性要求、技术领先等相关标准，之后再来选择具备图形的处理、网络、数据库的处理以及通信等一些基本的功能，尤其是那些之前成功得到了应用的商品软件。
（4）可进行互连的MIS 来处理数据，支持开放的数据库进行互连（ODBC）的标准。要求在不会影响到功能的前提条件下，一次、二次设备都应该尽量的简化，可以减少不必要的投资，提高应用的可靠性。
2.2 结构方面的规划
（1）横向类结构，这就包括了底层的终端间结构以及上层的主站结构。底层的终端，好比数据库、一条线或者环上的RTU 间，一般用点对点的通信方式与主站或者子站进行直接连接，又或者RS485 以串行的总线方式进行连接，这些都依照视通信的介质及其主要结构的不一样而设定的。同一个的配电台片内部的配变监测设备可以与相对应的抄表系统同用FTU 或者几个相同的配电台片与RS485 双绞线进行连接之后用过一个FTU 再与通信的干线相互连接。如果使用光纤进行通信，各个终端之间就能用Lonworks，甚至利用以太网的方式进行连接，之后再连接到子站或主站，这样就可以不断提高传输的速率，充分的发挥出光缆的功能。上层的DA或DMS主站要将用电的管理、抄表计量、AM/FM/GIS、配电变压器的监测、用户的信息、用户的投诉以及停电之后的管理等部分作为子系统组合在一起，再与MIS、SCADA/EMS、负控等已有的系统进行联网，那么，这些系统在一方面是相对的独立，但同时还可以共享系统之间的信息，既有益于系统的扩充，还实现信息的共享以及信息的唯一。
（2）纵向类结构。这是按照城市电网的规模以及二级机构内部的设置、通信网的结构、信息的流量等具体情况进行规划的，市局、区局以及供电所之间设置的主站到子站（就是常说的二级站），再到配电的终端，这就是三层次的结构；区局和供电所之间设置的自动化主站到配电的终端，构成了两层次的结构。这其中，位于三层次结构中的中层，在规划的过程中要能明确中层的信息采集区域以及监控的范围。
2.3 规划通讯系统
通讯系统是供电部门整个的信息交换结构的重要基础部分，更是目前10kV 的配网自动化系统能否成功的关键。10kV 的配网系统主要是利用到可靠的通讯手段，可以将各个地方的监控部门所收集到的各类信息及相关数据上传到监控的中心部门，还要将监控的中心部门发出的指令传达到各个远方的终端以及执行分支结构。因此，通讯系统能否良好运行在很大程度上就决定了该系统能够取得成功。通讯系统要优先的选用光缆进行通信，尤其是从二级站（或者变电站）到电缆网开闭所（或配电站）或者从主站到二级站（变电站）。
2. 4 规划之间的配合
10kV 的配网一次性规划是建立在自动化系统总体规划的基础上，配网的一次规划还要满足自动化系统的自动化标准。新建了开关设施的自动化是在进行配电网的规划时特别需要考虑的地方。对于那些新建的联络开关、大分支线的开关、环网开关等，要依据适当的、超前的原则，依照遥控的功能要求，合理配置操作机构以及电流的互感器。
3 对效益进行评估
3.1 产生的直接效益
以“更快、更好、更经济”作为评估的原则。主要表现在: 减少停电的时间, 适当的增加售的电量；网络的结构要合理, 能够降低线路的损耗；运行的可靠性得到了提高, 能够减少运行的费用以及运行的人员；应用了先进的设备, 能够减少维护的费用以及延迟下一步投资的具体时间。
3.2 对定性效益的评估
（1）事故的频发区要配置环网的自动开关, 能够实现网络的重构、故障的隔离、负荷的转供。
（2）功率因数比较低的线路要安装无功补偿或调压装置, 能够降低线损, 可以减少电源的改造投资。
（3）分支线要安装故障寻址器进而完成故障区的定位, 尽量减少运行的管理以及人工费用。
（4）抄表费用比较高的地区要采用自动抄表办法, 可以减少管理的费用、减少抄表的人员、减少窃电现象的发生。
（5）对用户要实施负荷的控制, 能够实现电能的调节以及推迟电源的投资。
3.3 评估显性以及隐形效益
显形效益就是一种能够用货币来直接衡量的效益, 主要体现在节支和增收两个方面。增收方面包括了增加电量的销售, 降低线损等；节支方面包括了降低企业的运行以及管理费用、减少安全措施等。
4 总结
随着电网的发展，10kV 的配网自动化系统已经得到了越来越多供电企业的认同，合理的建立该系统对于大多数的供电企业来说是利大于弊，可以为企业的配电、供电、营销等提供很好的决策根据。因此，要在现有基础上不断完善，进一步促进该系统的不断完善。
【参考文献】
[1] 李文伟；邱利斌；配网自动化及通信系统的规划建设[J] ；电力系统通信； 2009 年02 期
[2] 毛传洲；周英树；城市配电系统自动化的规划[J] ；电网技术；2001 年071 期
[3] 干昌祥；10kV 配网自动化系统的规划及效益评估[J] ；华东电力；2003 年07 期