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[摘 要]在配电和用电领域的各个方面都用到配网自动化的相关内容。本文以案例的形式对配网自动化设计在实际应用中的分析。自动化系统在降低电网网损、保证电压质量的同时，减少在电网的结构和投资，在合理利用现有资源的基础上，减少人工的操作工时和劳动强度。本文中论述了配网自动化系统开发的整合技术、故障处理技术、通讯技术，提高电网操作的自动化程度和运行效率。
[关键词]配网自动化 配调一体 设计与实现
中图分类号：F635.8 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）19-0041-01
配电网作为主要的负荷中心，是电力系统主要组成部分，其具有负荷密集度高、用电量大、供电可靠性高和电能质量高的特点。近年来，城市在用电管理和配电设备改造方面取得了很大的进步，逐步建立了环网供电、开环运行的配网模式，重点区域还实现了多个电源点供电，提现了高效的网格供电格局。随着城市电力的多元化布局格局，使电网越来越复杂，而且对可靠性要求越来越高，为了消除电网存在的各种问题，减少电网的故障发生率，建立配网自动化系统具有十分重要的意义。
1.系统涉及的技术研究
在电网系统的设计、开发和实施中，对配网自动化系统技术研究的内容包括如下：运行与故障处理技术；自动化系统的整合技术；主站系统平台合理化技术；信道和规约的合理选择。
2.系统的结构设计
以案例的形式进行研究，分析某区的电网运行结构。某区配网自动化系统为二层结构，即：
第一层主站主要负责某区整个10KV及线路、设备及用户的运行监控和管理。主站系统位于某区的配电调度中心，从各个终端获取配电网的信息，从整体上对配电网进行监视和控制，分析其运行状态。同时具有故障诊断、定位、隔离、恢复供电的功能，实现10KV电网的自动化。主站系统是配电网监控和管理的核心系统，包括馈线自动化子系统（FA）、配网高级分析软件（PAS）和配电网SCADA子系统。
第二层：配电终端，主要负责对配电室、线路的开关、配变的数据进行采集与控制，该层分为FTU和TTU。配电终端负责柱上开关、箱式变、环网柜和配电变压器监控。
3.主站系统
主站系统总体设计。主站系统是整个配网自动化监控和管理系统的核心，主站系统不仅具备数据采集（遥信、遥测）、报警、事件顺序记录、事故追忆、远方控制（遥控）、远方调节（遥调）、计算、趋势曲线、历史数据存储和制表打印、事件记录等常规SCADA功能，还具有配电网络故障诊断、故障隔离、网络重组等功能，支持无人值班变电站接口，实现馈线保护的远方投切、定值的远方设置和修改、线路的动态着色等功能。整个系统主要包括配电网SCADA子系统、配网自动化（DA）模块（完整的DA功能包括变、配电站自动化和馈线自动化）等内容。
硬件平台：服务器采用了支持RISC技术的SUN系列服务器，工作站则采用了DELL系列PC。
操作系统内核：采用UNLX、Windows NT和Windows2000多操作系统的混合平台。
网络：采用分流/冗余的双网机制，遵循IS0-0SI七层网络参考模型、TCP/TP、X.25、PPP等。
数据库：历史库采用关系型商用数据库Oracle，实时库采用面向对象的内存数据库。采用商用数据库和实时数据库相结合的数据库系统体系结构可同时满足对数据的可靠管理和电力系统对数据实时性的要求。
主站配网自动化与调度自动化功能要点。数据采集；数据传输与交换，包括与地调SCADAIEMS系统、客服系统、MIS系统等的交互；数据处理，包括坏数据检测、工程量转换、制表、数据的计算和统计等各项功能；控制功能，特别考虑控制方式和联锁条件的设计。事件/事故报警处理，重要报警可启动事故追忆，可自动推出相关画面，并能事故重演。故障事项可以启动配网调度工作站中DA控制操作与自动处理界面GIS系统故障处理功能。
4.配电自动化和调度自动化的集成
调度自动化和配电自动化的异同。基本定义是相似的：调度自动化（SCADA）系统是依据调度职责范围实现程度不同的数据采集、监视和控制功能的自动化系统。配电自动化（DA）系统是利用现代电子、计算机、通信及网络技术，对配电网进行监视、控制及管理的自动化系统。二者管理的范围不同，调度自动化：依据调度职责范围的不同，管理相应电压等级的相关设备。二者实现的功能不同，调度自动化的一般功能（指相应调度范围内的设备）数据采集和监视功能（遥测、遥信）。对开关或其他设备的远方操作（遥控）。二者的管理归属不同，依据现在的管理模式：配电自动化归口配电线路部分，调度自动化归口变电运行部分。
整合方案。调度自动化与配电自动化保持各自通道的独立性；调度自动化与配电自动化主站系统整合，配网和调度数据统一管理；调度自动化与配电自动化通道在前置机统一管理；合理的配置相应的管理权限，使系统数据按权限存取，各为所用；所有画面按照不同应用进行定制。
远程抄表功能的整合。配网终端FTU接收并执行主站/子站模块的命令，上报FTU监测信息。此外，FTU可采集FTU附近的TTU信息并上报。终端TTU采集变压器综合测试仪数据实现配变监测功能，具备485通讯功能。抄表数据通过子站模块传输到配网中心主站，并提供接口供抄表系统使用。这种充分利用了现有资源的整合，是各类自动化系统发展的新方向。
5.故障处理
配网自动化系统能够对故障进行识别、隔离和恢复，其具体分析故障隔离和恢复供电的方式：
交互方式。该系统能够判断故障发生地点，进行故障隔离，提出供电恢复方案，调度人员进行分析选择合理的恢复供电方案，发出供电操作命令，远程对开关进行控制。
自动方式。系统判断故障，进行故障隔离，选择方案恢复供电。具体的操作细节主要包括：A、FTU的故障处理。FTU采用DSP技术进行高速故障检测，分析采样电流和电压，判断故障和通过主站指令处理故障。B、主站的故障处理。故障处理包括两大部分：一是对FTU的故障参数管理，二是实现故障定位、隔离和恢复供电。FTU的各种整定值（电流、电压、时间）及其他运行参数，均通过主站进行参数的维护。隔离完毕之后，主站启动故障恢复程序，分析网络的实时遥测、遥信，提供恢复非故障区域的供电的建议方案。确定采纳方案后，可以通过手动遥控或批处理遥控实现方案的实施。
6.通讯系统
某配网通信系统采用二级结构即主站与FTU；FTU与TTU之间的通信。主站系统采用以太网组网，双网配置，运行TCP/P协议；主站与FTU之间的通信采用光纤自愈环通讯方式；FTU与TTU之间的通信采用RS485工业总线（屏蔽双绞线）通信方式。调度自动化通道与配电自动化通道分离，负责与各自的终端通信，保证通道的独立性。相互利用原有的路径和空置通道，实际减少光缆施工7.4公里，节省了投资。调度自动化采用部颁CDT规约，配电自动化采用IEC870-5-101规约，保证与各自终端的正常信息交换。合理的通道配置使系统在这部分完成了主站到各自终端的分离，而各自的通信功能和规约的解释并没有受到影响。
参考文献
[1] 陈雷，刘伟.铁东变电站配网自动化监控系统的设计与实现[J].煤矿现代化，2011（1）：67-68.
[2] 陈旭.农网配调一体自动化系统方案设计[J].福建建筑，2012（2）：44-45.
[3] 刘晨.配网自动化系统的通信方案设计[J].电力系统通信，2003（10）：148-149.
[关键词]配网自动化 配调一体 设计与实现
中图分类号：F635.8 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）19-0041-01
配电网作为主要的负荷中心，是电力系统主要组成部分，其具有负荷密集度高、用电量大、供电可靠性高和电能质量高的特点。近年来，城市在用电管理和配电设备改造方面取得了很大的进步，逐步建立了环网供电、开环运行的配网模式，重点区域还实现了多个电源点供电，提现了高效的网格供电格局。随着城市电力的多元化布局格局，使电网越来越复杂，而且对可靠性要求越来越高，为了消除电网存在的各种问题，减少电网的故障发生率，建立配网自动化系统具有十分重要的意义。
1.系统涉及的技术研究
在电网系统的设计、开发和实施中，对配网自动化系统技术研究的内容包括如下：运行与故障处理技术；自动化系统的整合技术；主站系统平台合理化技术；信道和规约的合理选择。
2.系统的结构设计
以案例的形式进行研究，分析某区的电网运行结构。某区配网自动化系统为二层结构，即：
第一层主站主要负责某区整个10KV及线路、设备及用户的运行监控和管理。主站系统位于某区的配电调度中心，从各个终端获取配电网的信息，从整体上对配电网进行监视和控制，分析其运行状态。同时具有故障诊断、定位、隔离、恢复供电的功能，实现10KV电网的自动化。主站系统是配电网监控和管理的核心系统，包括馈线自动化子系统（FA）、配网高级分析软件（PAS）和配电网SCADA子系统。
第二层：配电终端，主要负责对配电室、线路的开关、配变的数据进行采集与控制，该层分为FTU和TTU。配电终端负责柱上开关、箱式变、环网柜和配电变压器监控。
3.主站系统
主站系统总体设计。主站系统是整个配网自动化监控和管理系统的核心，主站系统不仅具备数据采集（遥信、遥测）、报警、事件顺序记录、事故追忆、远方控制（遥控）、远方调节（遥调）、计算、趋势曲线、历史数据存储和制表打印、事件记录等常规SCADA功能，还具有配电网络故障诊断、故障隔离、网络重组等功能，支持无人值班变电站接口，实现馈线保护的远方投切、定值的远方设置和修改、线路的动态着色等功能。整个系统主要包括配电网SCADA子系统、配网自动化（DA）模块（完整的DA功能包括变、配电站自动化和馈线自动化）等内容。
硬件平台：服务器采用了支持RISC技术的SUN系列服务器，工作站则采用了DELL系列PC。
操作系统内核：采用UNLX、Windows NT和Windows2000多操作系统的混合平台。
网络：采用分流/冗余的双网机制，遵循IS0-0SI七层网络参考模型、TCP/TP、X.25、PPP等。
数据库：历史库采用关系型商用数据库Oracle，实时库采用面向对象的内存数据库。采用商用数据库和实时数据库相结合的数据库系统体系结构可同时满足对数据的可靠管理和电力系统对数据实时性的要求。
主站配网自动化与调度自动化功能要点。数据采集；数据传输与交换，包括与地调SCADAIEMS系统、客服系统、MIS系统等的交互；数据处理，包括坏数据检测、工程量转换、制表、数据的计算和统计等各项功能；控制功能，特别考虑控制方式和联锁条件的设计。事件/事故报警处理，重要报警可启动事故追忆，可自动推出相关画面，并能事故重演。故障事项可以启动配网调度工作站中DA控制操作与自动处理界面GIS系统故障处理功能。
4.配电自动化和调度自动化的集成
调度自动化和配电自动化的异同。基本定义是相似的：调度自动化（SCADA）系统是依据调度职责范围实现程度不同的数据采集、监视和控制功能的自动化系统。配电自动化（DA）系统是利用现代电子、计算机、通信及网络技术，对配电网进行监视、控制及管理的自动化系统。二者管理的范围不同，调度自动化：依据调度职责范围的不同，管理相应电压等级的相关设备。二者实现的功能不同，调度自动化的一般功能（指相应调度范围内的设备）数据采集和监视功能（遥测、遥信）。对开关或其他设备的远方操作（遥控）。二者的管理归属不同，依据现在的管理模式：配电自动化归口配电线路部分，调度自动化归口变电运行部分。
整合方案。调度自动化与配电自动化保持各自通道的独立性；调度自动化与配电自动化主站系统整合，配网和调度数据统一管理；调度自动化与配电自动化通道在前置机统一管理；合理的配置相应的管理权限，使系统数据按权限存取，各为所用；所有画面按照不同应用进行定制。
远程抄表功能的整合。配网终端FTU接收并执行主站/子站模块的命令，上报FTU监测信息。此外，FTU可采集FTU附近的TTU信息并上报。终端TTU采集变压器综合测试仪数据实现配变监测功能，具备485通讯功能。抄表数据通过子站模块传输到配网中心主站，并提供接口供抄表系统使用。这种充分利用了现有资源的整合，是各类自动化系统发展的新方向。
5.故障处理
配网自动化系统能够对故障进行识别、隔离和恢复，其具体分析故障隔离和恢复供电的方式：
交互方式。该系统能够判断故障发生地点，进行故障隔离，提出供电恢复方案，调度人员进行分析选择合理的恢复供电方案，发出供电操作命令，远程对开关进行控制。
自动方式。系统判断故障，进行故障隔离，选择方案恢复供电。具体的操作细节主要包括：A、FTU的故障处理。FTU采用DSP技术进行高速故障检测，分析采样电流和电压，判断故障和通过主站指令处理故障。B、主站的故障处理。故障处理包括两大部分：一是对FTU的故障参数管理，二是实现故障定位、隔离和恢复供电。FTU的各种整定值（电流、电压、时间）及其他运行参数，均通过主站进行参数的维护。隔离完毕之后，主站启动故障恢复程序，分析网络的实时遥测、遥信，提供恢复非故障区域的供电的建议方案。确定采纳方案后，可以通过手动遥控或批处理遥控实现方案的实施。
6.通讯系统
某配网通信系统采用二级结构即主站与FTU；FTU与TTU之间的通信。主站系统采用以太网组网，双网配置，运行TCP/P协议；主站与FTU之间的通信采用光纤自愈环通讯方式；FTU与TTU之间的通信采用RS485工业总线（屏蔽双绞线）通信方式。调度自动化通道与配电自动化通道分离，负责与各自的终端通信，保证通道的独立性。相互利用原有的路径和空置通道，实际减少光缆施工7.4公里，节省了投资。调度自动化采用部颁CDT规约，配电自动化采用IEC870-5-101规约，保证与各自终端的正常信息交换。合理的通道配置使系统在这部分完成了主站到各自终端的分离，而各自的通信功能和规约的解释并没有受到影响。
参考文献
[1] 陈雷，刘伟.铁东变电站配网自动化监控系统的设计与实现[J].煤矿现代化，2011（1）：67-68.
[2] 陈旭.农网配调一体自动化系统方案设计[J].福建建筑，2012（2）：44-45.
[3] 刘晨.配网自动化系统的通信方案设计[J].电力系统通信，2003（10）：148-149.