钟丽波，李 然，周 洋，陶洪生，纪秀艳

（1.国网沈阳供电公司，辽宁 沈阳 110003；2.中核能源科技有限公司，北京 100193）

配网自动化实用化应用分析与建议

钟丽波1，李 然1，周 洋1，陶洪生1，纪秀艳2

（1.国网沈阳供电公司，辽宁 沈阳 110003；2.中核能源科技有限公司，北京 100193）

在分析国内外配网自动化发展过程与建设情况的基础上，总结了配网自动化系统建设模式，梳理了集中智能模式和分布智能模式的运行特点。针对我国配网自动化系统建设及运行情况，指出大部分地区在系统建设、运行及管理方面的常见问题，结合实际工作经验提出了建设“三个班组”的建议，在系统建设阶段注重规划，系统运行阶段注重维护，建立和完善管理制度和管理流程，推进配网自动化系统应用水平的提高。

配网自动化；实用化模式；系统规划；运行管理；三个班组

配网自动化系统是实现城市配电网运行和管理高效规范的首要条件，系统集SCADA、GIS地理信息系统和PAS高级应用于一体，在运行稳定可靠的基础上为调度员提供实时运行信息及事故处理依据，其主要目标为监视配网的运行工况，优化运行方式，故障和异常情况下迅速隔离故障区段、恢复非故障区域送电，提高配网系统运行的可靠性和服务质量。为了更好的进行配网建设，有必要对配网自动化的运行和管理模式进行总结和分析，为各地系统建设和实用化水平提升提供参考。

1 发展应用概况

配网自动化是减少故障停电时间，提高供电可靠性的有效途径之一，目前在国际上已逐步成为提高系统运行水平、管理水平和降低线路损耗的重要手段，是电力系统现代化发展的必然趋势，其发展过程大致经历4个阶段［1］。

a.起步阶段

在20世纪50年代以前，以美国和日本为代表的一些发达国家在配电变电站及线路开关设备的操作和控制上开始利用人工方式进行。50年代早期，部分国家开始应用时限顺序送电装置，但这种应用十分有限，主要用于查找馈线故障点，实现故障区间自动隔离。

b.局部自动化阶段

70～80年代，结合配网改造，进行配网自动化的试点工作，局部馈线自动化功能得到实现，主要得益于电子与自动控制技术的发展，加快了配网自动化设备开发和应用的进程，如故障指示器、智能化自动重合器等，但是应用仅限于局部馈线故障的自动处理，并未实现远程实时监控功能。

c.监控自动化阶段

80年代，实现了包括远程监控，故障自动隔离及恢复送电，电压调控、负荷管理等实时功能在内的配网自动化技术，进入了系统监控自动化阶段。但由于计算机技术的限制，当时的配网自动化系统多限于单项自动化系统。

d.综合自动化阶段

80年代后期至90年代初期，地理信息系统GIS技术有了很大的发展，开始应用于配电网的管理，形成了离线的自动绘图及设备管理（AM／FM）系统、停电管理系统等，并逐步解决了管理的离线信息与实时SCADA系统的集成，进入了配电网监控与管理综合自动化发展阶段。

由于各国国情不同，配网自动化在建设理念、发展进程和建设模式上存在较大差异。目前，我国尚未全面推行馈线自动化系统，而是优先发展以实时监控为基础，提高配电网运行管理规划水平的综合管理信息系统［2－4］。

2 系统建设模式

配网自动化系统主要由配网主站、配网终端以及通信信道等部分组成。

配网主站系统作为配网自动化系统的核心，主要功能为实现配电网的实时监控、故障信息处理和用户管理等。主站系统采集开关位置、量测数据等信息，将控制命令传送给终端，实现对柱上开关等一次设备的控制。此外，主站系统提供与EMS、MIS、GIS等系统接口［5］，充分利用GIS系统的图模信息，为MIS等应用提供配网实时数据、历史数据和配网描述数据。配网自动化系统结构如图1所示。

图1 配网自动化系统结构

配网终端设备包括开闭站终端设备DTU、馈线终端设备FTU、配变终端设备TTU及故障指示器等，主要安装在联络开关、主干线分段负荷开关和分支线分界断路器等位置，实现对具备隔离故障、转移负荷功能一次设备的遥信、遥测和遥控功能。

系统从层次结构上具备一定的扩容裕度，根据地区配网自动化系统规模，可以考虑配网主站和配网终端设备之间建立配网自动化子站。

配网自动化的通信功能主要为实现主站与子站、子站之间、现场单元之间的通信［6］，由于通信目的不同，通信方式也灵活多样。兼顾可靠性、经济性和实用性原则，一般情况下配网自动化通信系统采用双网结构的主干以太网和独立的采集网，鉴于地理条件、终端类型等因素使用的通信方式也不同，目前主要采用光纤、电力线载波、微波、无线通信等方式［7－9］，由于配网自动化的通信技术仍在不断发展，制定统一标准的通信解决方案目前尚难实现。

3 实用化模式

根据故障处理的具体形式，配网自动化可以分为分布智能模式和集中智能模式2种［10］。

a.分布智能模式

分布智能模式下主站与通信系统的作用并不突出，主要依靠具备自动故障判断隔离及网络重构能力的终端设备，常用FTU结合负荷开关或断路器构成的具有重合功能的分段器［11］。分布智能模式绕开了主站和通信系统，成本方面存在一定优势，但故障处理及恢复供电时间较长，且容易对系统及用户造成频繁冲击。由于同一线路上、下级重合器动作缺乏选择性，需要对变电站出线开关保护定值及重合闸次数进行修改，网络重构后也需重新整定，多电源多分支的复杂网络，其参数配合困难。

分布智能模式对通信条件的要求较低，适合于“手拉手”线路等结构相对简单固定的网架，应用于配网自动化刚刚起步、基础建设相对滞后地区。

b.集中智能模式

集中智能模式下，主站采集终端上报的监测和故障信息，根据配电网的实时拓扑结构，经过分析计算判断故障区间，并下达命令给相关的开关跳开以隔离故障区域［12］。故障隔离后，主站考虑网损、过负荷等情况再次计算，确定最佳恢复方案，控制相应开关完成负荷转供。集中智能模式将网络约束和实际负荷考虑在内，对包括多重故障在内的特殊情况也能够正确反映和处理，可极大提高网络重构情形下的电压质量［13］。

4 建设中存在问题分析

20世纪90年代，配网自动化在国内兴起，各供电企业纷纷试点或大面积推广配网自动化技术。然而，多数配网自动化试点项目建成后未能发挥相应作用。主要表现在预期与实际达成的效果相距甚远；投资后效益不明显，系统设备运行维护力度不够等。因此在配网自动化建设运行过程中，应做好“规划”与“维护”2项工作。

a.规划阶段前瞻性与经济性并举

配网规划首要是一次系统的规划［14］，同时做好配网自动化的规划，在规划中既要考虑系统功能完善，又要考虑应用价值的实现。配网自动化建设的目标是提高供电质量和管理效率，如果在一次网架不够完善的情况下，增加自动化功能实现上的投入，不仅无法保证供电可靠性的提高，反而造成大量无效用的投入。因此系统建设前应做好配网结构和负荷情况调查，且结合本地区配电网规划，进行自动化系统建设。

b.系统建设运行抓好管理维护

配电网的结构和运行有其自身的特点，应坚持“简单、可靠、实用、经济”的建设原则，统一设计、分步实施，必须从实际出发，有计划、有步骤地分阶段、分区域实施，试点实施工作应根据各地区配电网的实际情况确定。系统运行过程中坚持建设和管理并重，结合配网自动化系统建设目标，建立和完善配网管理制度和管理流程，推进配网管理水平的提高。

c.促成不同厂家、型号设备兼容通用

由于配网自动化点多面广的特点，往往同一公司使用终端设备涉及不同厂家，实际运行中，各厂家设备存在上送信息不一致，核心部件无法通用等问题，导致主站端需重复提出信号上送需求，设备故障后也只能等待相应厂家人员维修处理。在配网自动化运行稳定，掌握设备运行规律后，有必要对终端设备的相关问题进行统一，提高不同厂家设备的兼容通用性，减小维护难度。

5 系统运行建议

配网自动化是一项涵盖电网运行管理与自动化、通信等新技术的工作［15］。配电网本身具有点多面广、涉及人员多、线路结构不稳定等特点，加上计算机、信息技术更新换代快，因此配网自动化系统运行维护工作的开展成为决定系统应用水平的关键。本文结合所在单位配网自动化运行情况，对系统应用提出建设“三个班组”的建议。

a.主站维护班组

配网自动化涉及到通信、自动化、一次设备、调度运行等一系列相关工作，人员培养和管理就是一项复杂的系统工作。由于人员编制等方面原因的限制，目前在一些地区调控中心主站采用主网、配网合用1套班组的模式。该模式下，班组成员维护工作压力大，当工作出现冲突时，鉴于主网事故的影响程度，工作重心转移，导致配网专业非紧急故障难以得到及时解决。为此，建议成立专门的配网主站维护班组，利用系统培训和工作积累培养1套了解配网运行特点，掌握相关业务技能的班组成员，及时解决配网主站系统运行过程中出现的问题，保障系统稳定运行。

b.GIS绘图班组

遵循“源端统一、全局共享”原则，目前多地配网自动化系统使用的图模依靠GIS系统导入，由熟悉现场接线情况的绘图人员根据PMS系统数据绘制沿布图或环网图，再通过数据总线接口对接到配网自动化主站系统。由于配网改造更新频繁，图模异动情况十分普遍，绘图环节成为决定图模质量的关键，为此建议成立专门的GIS绘图班组，有效提升图模质量。考虑到配网终端设备点多面广，多数情况下需各供电公司自行绘制所辖区域范围内的沿布图，成立绘图班组存在一定困难，建议对各片区绘图人员组织经常性的培训，结合配调使用需求，统一绘图标准、规范，减少主站端后期对图模的维护工作量，提高图模应用水平。

c.终端设备维护班组

配网终端设备大多安装在户外，承受的运行环境较恶劣，且随配网一次设备分布在各个区域，这种情况一方面要求终端设备有承受恶劣环境的能力，另一方面也意味着加大设备维护人员的工作强度。在配网自动化开始建设阶段，应考虑到日后设备维护责任问题。有些地区在配网自动化进入实用化之前将终端设备的维护、消缺等工作划分到变电检修工区，但未成立专门的维护班组，相应的维护人员实际上面临和调度主站主、配网1套班组相似的情况，不利于配网工作的开展。为此，建议有关部门牵头成立专门的设备维护班组，提高配网设备异常、故障处理的时效性。

6 结束语

国内的配网自动化系统建设起步较晚，但发展较快，规划建设与实际应用之间尚存在一定差距。系统建设应坚持和本地区经济发展、电网结构、负荷容量等实际情况相结合，兼顾应用性和可扩展性，加强系统使用和维护力度，才能更好地发挥实际作用，实现提高供电可靠性和服务质量的目标。

［1］ 王海燕，曾 江，刘 刚.国外配网自动化建设模式对我国配网建设的启示［J］.电力系统保护与控制，2009，37（11）：125－129.

［2］ 刘 健，赵树仁，张小庆.中国配电自动化的进展及若干建议［J］.电力系统自动化，2012，36（19）：6－10.

［3］ 李东坡，殷鸿雁，张明理.风电接入对配电网电压稳定的影响研究［J］.东北电力技术，2013，34（1）：29－32.

［4］ 徐丙垠，李天友，薛永端.智能配电网与配电自动化［J］.电力系统自动化，2009，33（17）：38－42.

［5］ 姜 勇，丁 锋，朱 红.基于GIS平台的配电网调度管理系统［J］.东北电力技术，2006，27（4）：22－25.

［6］ 陆一鸣，刘 东，柳劲松，等.智能配电网信息集成需求及模型分析［J］.电力系统自动化，2010，34（8）：1－5.

［7］ 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，2009，30（2）：5－8.

［8］ 林添顺.基于GPRS的新型配电网自动化通信系统设计及实用性分析［J］.电力系统保护与控制，2008，36（19）：44－47.

［9］ 胡汉梅，郑 红，赵军磊，等.基于配电网自动化的多Agent技术在含分布式电源的配电网继电保护中的研究［J］.电力系统保护与控制，2011，39（11）：101－105.

［10］ 刘 东，盛 珑.配电自动化实用模式［J］.电力系统自动化，2001，25（5）：41－45.

［11］ 刘 健，倪建立，毕鹏翔.配电自动化的模式及馈线开关的选择［J］.电网技术，2000，24（11）：54－57.

［12］ 李 彪，秦学伟.基于改进灰色关联模型的10 kV配电网故障隔离技术研究［J］.东北电力技术，2012，33（2）：38－42.

［13］ 门 洪，梁志珊.一种多功能低压配网无功补偿装置［J］.东北电力技术，2002，23（4）：9－13.

［14］ 黄亮标.配电网供电可靠性评价及优化措施［J］.东北电力技术，2014，35（6）：41－46.

［15］ 刘 阳，李 淼.云存储技术在智能电网调度技术支持系统的应用［J］.东北电力技术，2012，33（2）：29－33.

Analysis and Suggestion on Practical Application of Distribution Automation System

ZHONG Li⁃bo1，LI Ran1，ZHOU Yang1，TAO Hong⁃sheng1，JI Xiu⁃yan2
（1.State Grid Shenyang Power Supply Company，Shenyang，Liaoning 110003，China；2.Chinergy Co.，Ltd.，Beijing 100193，China）

In this paper，based on the analysis of the construction and development process of distribution network automation in do⁃mestic and international，the construction mode of distribution network automation system is summarized，the characteristics of the centralized and distributed intelligent modes in practicdal operations are combed.In view of the distribution network automation con⁃struction and operation in domestic，common problems of system construction，operation and management in most areas are pointed out.“Three team”is proposed combined with practical work experience，the management system and process is established and im⁃proved.The application level of distribution network automation system is promoted.

Distribution network automation；Practical model；System planning；Operation management；Three team

TM76

A

1004－7913（2016）04－0027－04

钟丽波（1982—），女，硕士，工程师，主要从事调度自动化运行维护工作。

2015－11－02）