配電終端配置數量在配電自動化系統中的規劃研究

摘 要：為了更好地對配電自動化系統進行規劃和設計，文章從兩個方面對其進行了探討，一方面是從供電的可靠性來分析，分析“二遙”配電終端、“三遙”配電終端等一些終端所配置的數量，另一方面是從投入和產出的角度進行思考，研究了這種情況下的最優配置數量。

關鍵詞：配電自動化系統；配電終端；規劃；數量

對配電自動化系統進行研究與分析，十分有利于快速定位故障、快速恢復供電以及保證供電的可靠性，配電自動化系統在智能電網中充當著一個很重要的角色。因此，文章從可靠性及投入產出兩個角度對配電終端的配置數量問題進行了系統科學的分析，為配電自動化系統的規劃設計提供了依據。

1 基本原理

1.1 配電終端

文章中所謂的配電終端模塊是指對單臺開關實行監控的虛擬裝置。配電終端模塊的分類：“二遙”、“三遙”。

“二遙”終端模塊：具備電流遙測功能以及上報故障信息功能，但是不具有遙控的功能，一些相關的開關設備不需要具備電動的操作機構。通常情況下，“二遙”配電終端模塊是依靠通信模塊加上故障指示器來實現的，一臺“二遙”終端模塊配備三臺故障指示器，并且這三臺指示器分別安裝于不一樣的位置。

“三遙”配電終端模塊：具備上報故障信息、遙信、遙控、遙測的功能，而且要求其所監控的開關設備具備電動的操控機構。

1.2 從供電的可靠性的方向來研究配電終端模塊的配置

假設用戶均勻分布，安裝k個終端模塊把這一條饋線分成了k+1個分塊區域，每一個區域就包含了n/k+1個用戶，并且饋線在單位長度上的故障率是一樣的。

故障的處理時間由三個部分組成：

T=t1+t2+t3

其中t1表示故障區域的查找時間；t2表示故障的修復時間；t3表示人工故障區域的隔離時間。

1.2.1 “二遙”終端模式下

在這種模式的情況下，不需要對開關進行改造，GPRS為通信的通道，建設的費用不高，雖然可以定位故障的區域，但是不能自動地恢復供電，也不可以自動地隔離故障，這些工作都需要人工操作進行，所以會導致區域內用戶受到停電的影響時間較長。一般適應的城市比較小或者是縣城。

此種模式下可以認為t1=0，也就是說：

T=t2+t3

在分段開關處的k個終端的供電可用率可以近似地表示為：

供電可用率在滿足條件的情況下，可得出

K≥0

從上式可以觀察出，故障修復的時間和故障率、供電可靠性指標和人工故障區域的隔離時間影響了“二遙”終端模塊的數量。

1.2.2 “三遙”終端模式下

要求具有“三遙”的功能，給開關建設光纖的通信通道以及安裝電動的操作機構。這種模式的自動化程度較高，同時建設的費用也是比較高的，通常來說只有一些大型城市的核心區域才會使用這種終端模式。

此種模式下可以認為t1=0，t2=0也就是說：

T=t3

可以根據供電可用率的意義，推導出在分段開關處的k個終端的供電可用率可以近似地表示為：

供電可用率在滿足條件的情況下，可得出

k≥0

從上式可以觀察出，故障修復的時間和故障率、供電可靠性指標影響了“三遙”終端模塊的數量。

1.3 從投入產出的方向來研究配電終端模塊的配置

假設一條饋線包含n個用戶，總的負荷達到P，并保證了開光的數量，具有n-1能力而且所有的聯絡開關都安裝好了終端模塊，故障率是F，每一個終端模塊的所有費用是C，故障的處理時間用T表示，給k個分段開關配備終端，把這一條饋線分成了k+1個區域。

1.3.1 負荷均勻分配

各個不同的區域的負荷可以認為是均勻分布的，所以每個區域的負荷都近似等于P/（k+1）。k個終端的收益為：

其中，m表示單位時內單位負荷的收益大小。

從上面的表達式中可以看出收益與終端的數量成反比，也就是說，終端數量增加，會導致收益更加不明顯。

投入產出比的式子為：

因此得出安裝的終端數量增大會致使投入產出比降低。

1.3.2 用戶均勻分配

各個不同的區域的用戶認為是均勻分布的，所以每個區域的負荷都近似等于n/（k+1）。因為滿足n-1的準則，k個終端的收益為：當一個地方出現故障時，其他地區不會受到故障的影響。因此，這個收益的表達式為：

其中，m表示單位時內單位負荷的收益大小。

從上面的表達式中可以看出收益與終端的數量成反比，也就是說，終端數量增加，會導致收益更加不明顯。

安裝k個終端模塊的投入可以近似地看作為：

C1（k）=kC

投入產出比的式子為：

因此得出結論：安裝的終端數量增大會致使投入產出比降低。

2 結束語

從達到供電的可靠性這一角度來說，一條饋線需要配置的“二遙”或者“三遙”終端的數量是根據供電的可靠性的指標、故障的修復時間、故障率、人工隔離故障的時間所決定的；從投入產出這一角度來分析，每條的饋線中一個終端配備兩個區域的投入產出比值是最高的。文章的分析盡管有一定的條件限制，但是得出的結論依然具有一定的指導意義，可以以此為根據再結合實際經驗做出合適的調整。

參考文獻

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[2]劉健，程麗紅，張志華.配電自動化系統中配電終端配置數量規劃[J].電力系統自動化，2013（12）.

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作者簡介：金曉風（1978，11-），上海人，大專學歷，助理工程師，研究方向：電氣工程自動化及輸配電。