刘将 李化彪 陈良 刘德洋

摘要：配网自动化就是指通过现代通信技术、电子技术、网络技术以及计算机技术等和电力设备相结合，和电网事故的监控、保护、计量等相关的管理工作相互融合，改善供电质量。通过对配网进行结构优化以及能够自动化改造，提高配网供电可靠性，提高电网的稳定性。

关键词：配网自动化;结构优化;网络结构

随着社会工业化水平的不断提高，社会对电力的需求量越来越大。电力市场发生了很大的改变，为了保证充足的电能质量，减少配网供电过程中发生的电力安全事故，提高配电网的可靠性，电力部门开始大力建设中低压电网。城市配电网在国家设计指导方针不断进行改造和建设，网架结构配网以及配网供电可靠性得到明显的提高。

1.配网结构优化及配网自动化的必要性

配电网是由架空线路、塔杆、配电变压器、隔离开关、电缆、无功补偿电容及一些附属设备组成，在电力网中起着重要分配电能作用的网络，可分为城市配电网、农村配电网和工厂配电网。配电网一般采用闭环设计、开环运行，结构呈辐射状，由于配电线路的R/X较大，难以保证在输电网中常用的这些算法在配电网的潮流计算中其收敛性。当前，为满足人们用电需求，须采取优化配电网供电，改造配电网自动化等手段来提高供电网络的安全可靠性。

2.配电网的结构形式与不同结构所对应的自动化方案

2.1环网形式

2.1.1对网络结构进行优化

通过对网络结构进行优化，解决电网结构问题。通过大量自动化馈线的使用，构建供电环网，实现供电网络的开环运行。此外，在开关的断路器和配电室内环网负载开关位置安装两个变电站，通过变电站和断路器的相互配合，完成保护工作，其中，配合时间差为0.3秒。电网环路开关的控制在电网优化过程中起到的主要作用有：馈线开关受线路变化的影响变小;通过开关的闭合调节变电所的电路，从而实现变电站的馈线保护系统，达到有效降低系统失误的目的。

2.1.2环网结构的设计

在配网结构框架上安装网络终端，使电网结构具有自动智能识别功能，从而实现配网的自动化。利用该技术实现自动化的原理主要是控制电路开关的闭合来实现自动控制，将中间的开关分闸，外部的四个开关与内部的一个开闭所合闸，如果电路开关在工作中出现故障，开闭所内部的开关就会实现断路器的功能，会自动切断故障电路，此时，故障电流就会改变流向，流向配电终端的第一個开关，第二个开关的电流自动切断。与此同时，终端控制会发挥其故障修复功能，通过隔离故障电路实现电路系统的保护功能，并通过闭合相关联络开关，恢复正常供电。对电路进行环网的自动化改造具有很大的优势，可以通过开闭所的位置调节设置子站，对系统中的馈线进行优化，从而实现配电网信息系统的自动化管理。

2.1.3环网结构的自动化优化方式

需要在环网结构中安装一个可以自动识别的网络客户端，通过信息的传递对所有环网中的线缆进行实时的检测与集中的保护，遇到故障会进行相应节点的告警，从而达到自动化优化的方式。另外，当两路开关中的一个开关出现问题之后，可以自动的倒换，然后在集中告警上显示故障开关，这样，一是可以直接处理故障问题，避免由于一路开关问题导致环网结构受损，二是通过集中告警可以实时的出现环网结构的故障，便于巡检人员的及时发现和及时处理，真正做到自动化分析和处理，实现故障隔离。

2.2架空配电网的优化

在改造配电网的过程中，通过供电网络的联络开关闭合调整，进行架空配电网的改造，实现环网结构的开环工作。如果在考虑成本问题的前提下想要减少配电网中的负载聚焦，在电网进行配电的过程中，可以利用分段器或重合器的配合实现配电网自动供电的目的。这种配电方法优点在于转移供电线路便捷，断开故障电路的维修操作简单，可综合提高电网的可靠性和电网的供电性能。

2.3优化辐射状配电网

辐射状配电网结构的供电方式是目前国内农村主流的配电方式。通过多台分段器和单台重合器的配合构成辐射状的配电线路，实现从故障隔离到恢复供电的自动控制。此外，故障线路的指示器在连接重合器的过程中，有效的判断故障点的位置。同时，要完善辐射状的配网结构，必须在变电站的出线位置的断路器上安装重合器，通过二次重合与多台分段器才能实现有效配合。在配电网线路出现故障时，通过重合器切断故障电流，就可有效的解决重合器和分段器配合过程中的二次重合问题，可以大幅度减小故障电路的检修时间。辐射状配网结构也有其不足之处，当任意一条线出现故障时，其它线路都会出现跳闸现象，影响供电的稳定性，对供电造成大范围影响，因此，辐射状配电网结构的供电方式无法满足城市的供电需求。

3. 配电网的自动化通信

3.1自动化系统

随着城市化进程的不断推进及人民生活水平的不断提高，用电用户对电力的需求量越来越高，对电力质量需求也越来越高。配网自动化在电力系统中发挥着重要作用，在国内电力自动化领域的应用日益广泛，已成为电力行业未来发展的趋势。虽然配电网实现自动化的基础是通信技术，但是在实际应用中需要选择与国内配电网现状相匹配的通信方式，配电网的自动化通信才能顺利实现。通过通信技术、电子技术以及计算机网络技术的综合应用，逐渐形成了自动化的配电网络，此外，在配电网内部将配电网数据、用户数据、线数据、离线数据、电网结构与地理图形的有效结合，最终实现现代化的配电网管理系统，促进配电系统供电的智能化发展。

3.1.1通信网络结构

在配网自动化系统中，通信系统通常完成配网和区域站的功能，拥有非常重要的地位。通信系统中的主站和子站的信息量传输往往较大，而且对于通道数据传输速度的要求很高，由于其节点较少的特性，可以选用光纤环网或者光纤以太网实现高速的通信传输。虽然光纤环网技术的应用更为成熟，但是光纤以太网具有更优的性能，是未来发展的主要趋势。

3.1.2通信方案

通信方案的内容丰富，主要包括子站之间、主站对现场单元、主站对子站、子站对现场单元以及现场单元之间的通信。主站对子站以及主站对现场单元之间的通信是目前国内实施试点主要的通信方案。馈线是子站中常用的一种通信方式，但馈线的结构相对复杂，而各地的供电特点不一致，因此，想要找到匹配的供电模式非常困难。现阶段，国内常用的通信模式有光纤、载波、无线等方式，但结合实际状况，混合通信方案是最有效的。

3.2配电网自动化的实现

配电网工作的重点内容是实现快速准确的通信。针对配电网覆盖范围大、面积广等特点，广泛的应用光纤、载波等通信方式，既便于安装，又可以最低的成本实现安全可靠的通信效果。配电网实现通信的自动化主要通过多种混合方式实现，主干道光纤通信具有通信量大、速度快、信号强、抗扰性能好、保密性高等特点，是目前城市中应用最广泛的通信技术。但主干道光纤通信的设备成本高、安装复杂等特点，其发展在一定范围内收到限制。无线扩频通信技术在实际应用中，其主要劣势在于绕射能力薄弱和易受到障碍物的阻挡，因此，此技术适合在平原地区的农村使用。

4.结束语

综上所述，电力系统想要保障运行过程的安全性以及稳定性，需要促进配网结构的优化以及配网自动化水平的提升，配电网工程是供电网络的基础，特别是近年来社会的快速发展，对于供电水平提出了更高的要求，促进配网结构的优化以及配网自动化的发展能够减轻管理人员的劳动负担，大大提升供电可靠性，切实为我国经济水平的发展贡献应有的力量。