電力配網自動化系統體系研究

汪軒毅

[摘要]隨著全球范圍內電力改革市場化進程的不斷加快，我國的電力企業將面臨著很多的問題，其中供電可靠性的提高、供電成本的有效降低、更全面的為客戶提供服務是最為突出的問題。為了滿足電力市場的多元化需求，如何對配網自動化系統進行合理的設置成為了越來越多相關人員的重點關注對象，配電網監控系統、用戶的用電管理和配電過程中的工作管理是電力配網自動化系統的優化方案。對網絡管理的安全性、可靠性等眾多性能的體現中發揮著重要的作用。作為一項復雜的軟件系統工程，配電自動化系統的建立是以計算機、通訊、網絡為基礎，進行的層次化系統設計，對其整體性能的正常發揮提供了物質保障。

[關鍵詞]配網自動化系統；結構；數據

[中圖分類號]U224.3+1 [文獻標識碼]A [文章編號]1672-5158（2013）06-0373-01

實時性較強、管理功能齊全、自動化水平高是配網自動化系統體系的重要優勢，它不僅使電能的質量和供電的可靠性得到了提高，還提高了對用戶的服務質量，體現出較為明顯的經濟優越性，使社會的綜合經濟效益得到了進一步的提高。隨著全球范圍內電力改革市場化進程的不斷加快，我國的電力企業將面臨著很多的問題，其中供電可靠性的提高、供電成本的有效降低、更全面的為客戶提供服務是最為突出的問題。為了滿足電力市場的多元化需求，如何對配網自動化系統進行合理的設置成為了越來越多相關人員的重點關注對象，本文將對電力配網自動化系統體系進行簡單的分析研究。

一、配網自動化系統體系的結構研究及功能

（1）配網自動化對網絡及硬件結構的運用

配電網監控系統、用戶的用電管理和配電過程中的工作管理是電力配網自動化系統的優化方案。對網絡管理的安全性、可靠性等眾多性能的體現中發揮著重要的作用。從電力企業的實際情況和投資規模出發，對電力配網自動化系統的優化很有必要。上述的優化方案中，能夠通過網絡交換機把主站中的數據服務和各個功能站進行有效的連接，使它們成為一個局域子網，代替了傳統的通訊前置機設置，在提高數據通訊性能的同時，簡化了配置設備。使通訊瓶頸問題得到了有效的解決。

（2）軟件系統結構研究

作為一項復雜的軟件系統工程，配電自動化系統的建立是以計算機、通訊、網絡為基礎，進行的層次化系統設計，對其整體性能的正常發揮提供了物質保障。同時對高性能支撐系統的運用，使配網自動化系統成為了一種分布式的管理系統。其中，網絡任務管理系統、地理信息支撐平臺、歷史數據庫等系統是支撐系統環境的主要包括內容。支撐軟件進行服務的方式包括：信息查詢服務、對約定對象進行的數據結構描述、將調用接口提供給應用程序。

（3）配網自動化系統體系的主要運用功能

在配電工作管理中，地理信息的配電設施對系統進行管理；WEB對信息實時發布。配網實時監控，對高級自動化部分中的應用。配網自動化系統體系的不斷完善使供電可靠性得到不斷的提高、最大限度的降低了供電的成本、實現更全面的為客戶提供服務，達到了提高服務質量的目的。

二、對配網自動化系統體系的運用

（1）對補償性電容器投切的控制

電力配網的正常運行離不開補償電容器，對其安裝位置的確定，需要分析電壓的穩定情況和饋線首端的功率因數。在配電網的優化補償中，為了提高電網的功率因數，往往通過對靜電電容器的容性無功的使用，對電網中的流動無功進行補償。對電容器運行電壓的補償、對電容器切投的控制，是通過變壓站對自動化系統中線路運行參數的調度來實現的。上述種種操作均是為了對控制電網進行優化，滿足電力市場的多元化需求，使電能的質量和供電的可靠性得到了提高。

（2）配電網自動化系統的切投控制

在對變電站的調度自動化控制系統、配電網自動化控制系統的相互聯系共同作用功能進行優化之后，需檢測不同補償線路首端參數中的功率因素、有功功率和無功功率。在檢測中一旦發現控制投切參數與事先制定的不同，問題線路的補償器就會收到上位機自動化控制系統發送過來的切除命令，并對切除命令進行及時的執行，從而使系統可以正常，有效的運行。反之則會收到投入的命令，使工作繼續。這樣系統的整體安全就可以得到有效的保障。

（3）配電網自動化系統的投入控制

對配電網自動化系統的投入進行控制時，要準確的判斷功率因數，若補償下限大于功率因數，那么需要進行無功投入。在進行等量電容器投入時，遵照序號遞減方式完成電容器的排序投入，經過第一次電容器的投入后，電容器的無功優化依然狀態未得到滿足，要及時進行第二次的重復補償。系統自動檢測到未滿足狀態時，則會自動的對電容器的投入運行進行重新的選取，依照上面的描述，隨著自動檢測和投入補償的多次運行，電網線路最終將達到無功優化狀態。

（4）配電網自動化系統的切除控制

當無功功率比0小時，會出現無功反送現象，這種現象的出現是因為無功補償過多，導致了“過補”。出現這種情況應當對已經投入的電容器進行及時的切除。切除原則是先對最接近無功功率值的電容器進行切除。投入電容器的排序原則是容量遞增，序號遞增。要切除最接近無功功率的電容器。使電網線路最終達到非過補的狀態。

（5）配電網自動化系統中通信協議規定

在配電網的自動化控制系統中，要以通信協議中的規定來要求控制器和上位機的控制系統。對數據包的含義要進行明確，這樣才能夠確保傳輸數據包對上位機的事件命令進行清晰的表述，數據包的命令才能夠被控制器容易的解析，并對操作命令進行執行。其中，在上位機與下位機之間進行傳遞的數據包包括：①對數據包的連續確認。一般情況下，如果上位機的指令連續發出三次之后，控制器未作出相應的回復報告，證明系統的整體通信連接失敗，當系統通過了檢測確定沒有出現故障時之后，對上位機連續發出的指令做出了相應的回復，才能夠證明通信連接良好。②對系統中所有投入和切除的有效控制。下位機一旦接收到系統的投切指令數據包，下位機要及時準確的進行投切動作，因此，要求下位機在進行數據包的反饋時，要保證數據包具有一定的狀態性，因而使執行的操作和信息能夠被上位機控制和清晰的反饋。③參數回復。電容器在進行運行時，上位機控制系統要對電容器的實際運行狀態進行準確的接收，狀態參數請求發布完成之后，對應控制器要準確及時的將狀態參數的所有信息進行封裝，然后發送給上位機。

（6）配電網自動化系統中的系統軟件

軟件的構架。多線程技術和模塊化架是電力配網優化自動控制系統的主要構成部分之一，其中上位機和下位機同步的實現是通過GPRS通信來進行的，遠程控制器數據包的傳遞要通過中心模塊的接收，然后使上位機下達控制命令給控制器。電容代理器及其他控制代理器作為邏輯周轉中心，對在自動化控制系統中發揮著至關重要的作用。依據電容代理器和控制代理器之間的信息周轉，上位機決策模塊對控制指令進行下達，并根據周轉的信息，實現對下位機運行狀態的投切，并向上位機反饋操作狀態。

結束語

本為通過對配網自動化系統體系的結構研究及功能、配網自動化系統體系的運用的分析，總結了配電網監控系統、用戶的用電管理和配電過程中的工作管理是電力配網自動化系統的優化方案；配電自動化系統的建立是以計算機、通訊、網絡為基礎，進行的層次化系統設計，對其整體性能的正常發揮提供了物質保障；探討了配網自動化系統體系對補償性電容器投切的控制、配電網自動化系統的切除控制、配電網自動化系統中切投器的具體控制方式、配電網自動化系統中通信協議規定、配電網自動化系統中的系統軟件等問題，提出了供電可靠幽的提高、供電成本的有效降低、更全面的為客戶提供服務是配網自動化系統體系的主要研究方向。