曹福成，高明，岳金成
大同供电局，山西省大同市037008
1 大同市配电网自动化现状
近几年，大同供电局在配电网自动化方面做了一些有益的尝试。首先开发完成基于MAPINFOR平台的配电网地理信息系统，实现了配电生产台帐、技术资料以及用户资料的统计查询；其次投运了配电网调度自动化系统，实现了对城区内8座开闭所的实时监控，同时将实时信息引入配电地理信息系统；1999年实现8条10kV线路馈线自动化。
2 配电网自动化的规划与实施
2．1 配电网自动化系统规划
配电管理的主要目的是提高整个配电系统的运行效率，而实现配电系统自动化则是使配电管理发挥最大作用不可缺少的手段。为此，大同供电局制定了城市配电网自动化系统规划。主要包括：变电站、开闭所自动化，配电网SCADA，配电自动化（DA），地理信息系统（GIS），配电工作管理（DMS），配电网高级应用软件（PAS），故障投诉管理（TCM），用电营业管理，电量的采集和计费，负荷管理以及与其他系统的接口等。大同城市配电网自动化系统如1图所示。
2．2 配电网自动化系统实施
按照总体规划分步实施的原则，大同市城市配电自动化的实施主要包括以下内容：
（1）城网中新建的3座110kV变电站，均采用综合自动化设备，其中10kV为分散式单元，110kV部分为集中式单元，采集信号和控制设备均按供电局《无人值班变电站的技术规范》实施，上下行信息由集控系统监视和控制，投产时一次达到无人值班。
（2）已建成的城网变电站，采用远动RTU与继电保护、仪表等常规的二次设备相结合，实现远方监视和控制，最终实现无人值班，目前按这种方式实现的无人值班变电站（包括开闭所）达到16座。
（3）部分线路实现馈线自动化。从大同配电网的实际情况出发，结合近几年有些地区馈线自动化的实践，大同供电局选择8条接线比较典型的10 kV线路进行试点。
（4）对原有的配调SCADA系统、地理信息系统升级，统一开发环境和平台，升级以后，逐步扩大数据采集范围，为最终实现配电网络建模和拓扑、负荷建模和校准、配电网潮流计算、网络结构优化和重组等高级应用奠定基础。建立基于实时GIS平台的配电工作管理系统，并通过光纤延伸到各个供电分区的营业站，为用电营配系统提供数据支持。
（5）计算机网络选用成熟的高速交换式以太网络，传输速率为100 Mb／s，与地调自动化系统、局MIS系统等通过路由器联网，实现数据共享。
（6）为了满足自动化发展的需要，通信建设主要以地调为通信系统中心，将城网所属110 kV变电站建成光纤环网的数字通道，辐射到城网的8个供电分区内的营业站，开闭所和馈线终端则以光纤、载波、音频电缆通信为主。
（7）计算机网络及通信网络建成以后，完成以地调SCADA、局MIS、用电营业管理系统的接口软件的开发，实现信息共享。局故障投诉管理（TCM）和电能量的采集与计费将在以后分期实施。
3 配网自动化实施难点和解决方案
大同供电局在进行配网自动化系统总体规划以及实施过程中遇到一些难点，具体表现在以下几个方面。
3．1 配电网络一次接线
要实现配网自动化必须有合理的配电网结构作为基础，即配电网一次网络规划要合理，具有足够的负荷转移能力，并且变配电设备自身要可靠，有一定的容量裕度。而大同供电局配电网系统多为辐射供电方式。因此，要实现配网自动化，应该先对配网结构做合理的改造。
大同供电局在城区范围内新建3座110 kV变电站、9座10 kV开闭所；新建改造58条10 kV线路，主干线以及联络线全部采用绝缘240及以上导线；新增更换405台配电变压器；新增更换能满足配网自动化需要的开关共203台；实现各供电分区内10 kV线路联络，不同的供电区域之间的10 kV线路联络；在南关供电分区可以由3座110 kV变电站供电，因此规划为网格式供电格局。以上配电网络模式为配网自动化的实施奠定了基础。
此次实现馈线自动化所选择的8条试点线路所带10 kV用户359户，占大同城区用户的14．7％，全局1997年度供电可靠性为99．92％，通过城网改造并实现馈线自动化后供电可靠性可以达到99．98％。
3．2 馈线自动化的模式选择
实现馈线自动化是提高供电可靠性的重要手段。目前，实现馈线自动化有几种模式：①就地控制模式，即利用重合器加分断器的方式实现。②计算机集中监控模式，即设立控制中心，馈线上各个自动终端采集的信息或者是子站的信息通过一定的通信通道远传回主站。在有故障的情况下，由主站根据采集的故障信息进行分析判断，切除故障段并实施恢复供电的方案。③就地与远方监控混合模式，采用断路器（重合器）、智能型负荷开关，并且各自动化开关具有远方通信能力。这种方案可以及时、准确地切除故障，恢复非故障段供电，同时还可以接受远方监控，配网调度可以积极参与网络优化调整和非正常方式下的集中控制。大同供电局根据具体情况决定选用第三种模式实现馈线自动化，采用具有扩频技术的配电线载波、光纤以及双绞线混合的通信方式。
3．3 终端设备在恶劣环境下的可靠性问题
与配电一次设备一样，配电自动化终端设备也装设在户外，要承受恶劣的运行环境，因此对其可靠性的要求就非常高，它必须在—40℃～＋80℃温度范围内正常运行，并且具有良好的防风沙、防雨、防潮、防腐蚀措施，同时安装在柱上开关或其他高压设备附近，要承受高电压、大电流、雷电等的干扰，因此还要有很高的抗干扰能力。大同供电局与自动化开关厂家共同探讨，将开关控制部分与数据采集部分结合在一起，物理结构上采用“迷宫”式设计，分层隔热，达到防风沙、防雨的要求，适应大同温差大等较恶劣环境。
3．4 通信规划设计、通信方式及通信设备选择
配网自动化通信的特点是点多面广，但单个点通信量却比较少。因此，做好配电网通信系统的规划设计至关重要。大同供电局根据配网自动化对采集数据不同要求，按照分层、分布的原则制定出符合实际的通信规划：城区内110 kV变电站采用光纤环网通信方式，小区用电营业站和配网开闭所、配电室采用光纤、音频电缆和微波通信方式，馈线终端采用光纤、配电载波与双绞线通信方式，这样既可以节省投资又可以提高通信能力。
3．5 配电网自动化系统与其他系统的接口问题
近10年内，大同供电局先后开发投运了调度自动化系统、负荷管理系统、无人值班变电站集控系统、MIS、用电营销系统，目前正在建设地县关口电量采集与计费系统。由于不同时期开发和投资渠道、开发平台的不同，在数据共享方面，基本上是采用串行口，以特定规约通信来满足某一方对信息的需求。随着近几年数字通信网络的建设，原有的数据接口方式越来越不能满足各系统的信息需求，暴露出信息交互的“瓶颈问题”，使整个信息网的数据流向不能充分实现软硬件资源的共享。对于大同供电局新建配电自动化系统与其主系统的接口存在同样的问题。为此，二次规划对于利用城网改造契机进行系统升级的各系统及新建系统都统一规划。从操作系统、数据库、图形技术、开发语言环境、网络协议等方面都做了统一要求，这样通过光纤通道，利用计算机网源共享。
4 结语
配电自动化的内容丰富，但其目的是要为扩大供电能力提高供电质量服务。从目前各子系统功能应用情况看，有些内容尚处于开发研制试用阶段，因此，大同供电局本着从实际出发，统筹安排，循序渐进的原则，从配电网的网络结构改造入手，做好规划，根据效益反馈，来逐步建设适合于本地区电网发展的配电自动化系统。
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