配電自動化中存在的問題及完善措施探討

國網山東沂源縣供電公司 山東

摘要：自動化系統，實現配電網的監控和控制功能，具有實時數據采集和控制分布（數據采集與監控，SCADA），饋線自動化，電網分析應用及相關應用系統的互聯功能，主要由配電站，終端配電，配電變電站（可選）和通信通道等。

關鍵詞：配電網；自動化；工作原理

一、配電自動化系統的層次結構

（一）配電自動化系統的定義

配電自動化系統（DAS）是一種能使配送企業監控，在距離協調和配電設備的自動化系統的實時運行；其內容包括配電網數據采集和監控（SCADA），地理信息系統（GIS）的分布和需求側管理（DSM）的幾個部分。

1.2配電自動化的層次結構[1]

（1）主站級通信包括：

主站——調度

主站——子站

主站——變電站

（2）子站級通信

主站——子站

子站——調度

子站——變電站

（3）終端設備通信

主FTU——從1（RTU/DTU/TTU）

從2（RTU/DTU/TTU）

從3（RTU/DTU/TTU）…..

子站——遠方終端（RTU/DTU/TTU）

子站起到承上啟下的作用！

1.3 配電自動化對通訊系統的要求

（1）可靠的通信

對通信的可靠有兩個要求：第一，穿越斷裂帶和大面積停電保持通信。第二，配電自動化系統的通信系統必須設計可以通過定期的維護可以在惡劣的條件下工作。

（2）使用與維護比較方便

配電自動化通信系統的構成往往規模較大，并經常利用各種通信方式相結合，因此在設計中，應考慮盡可能地簡化了復雜的通信系統的使用與維護。

（3）費用經濟

由于配電自動化的通信系統的成本是非常可觀的，因此通過合理選擇適當的通信方式，可以節省大量的建設成本。

（4）對通信速率的要求

功能的角度，在配電自動化系統中，進行監測，10KV開閉和配電變電站監控和饋線自動化（FA）的最高通信速率的要求，其次是公用配變監測和負載監測系統，對通信速率的遠程抄表和計費自動化要求低。

（5）通信能力的雙向要求

配電自動化的大多數功能要求雙向通信，如對于故障區段隔離和恢復正常區域供電的功能，則必須要求有雙向通訊能力的信道。

（6）停電不影響通訊

配電網的調度自動化功能和故障區段隔離，及恢復正常區域供電的功能要求，即使在停電的地區通信仍能正常進行。

二、配電自動化的通信系統的組成及作用

（一）數據通信的傳輸方式

（1）數據通信的傳輸方式分類

單工通信：按單一方向傳送的工作方式

半雙工通信：是指信息可以雙方向傳送，只能分時交替進行

全雙工通信：可以同時進行雙方向的傳送信息

（2）數據傳輸信道：

按載體傳輸形式：有線傳輸和無線傳輸

按數據傳輸形式：模擬信道和數字信道

（二）OSI標準制訂通信規約

國際化標準組織ISO定義了一個開放式系統互聯模型標準OSI，該模型包含了七層協議，即物理層、數據鏈路層、網絡層、傳輸層、會話層、表示層和應用層，每一層都強調特殊的網絡功能。任何一層只向它的上一層提供服務，并接受下一層的服務申請，每一層只與它的對應層進行通信。

（1）物理層

物理層（物理層，物理層）是在計算機網絡的OSI模型的最低層。物理層：物理鏈路提供所需的傳輸數據的創建，維護，拆除和安裝，機械，電子，特征函數和規范。簡單地說，以確保原始數據可以在多種物理介質傳輸的物理層。局域網和廣域網是第一，二層。

（2）數據鏈路層

數據鏈路層是OSI參考模型的第二層，物理層和網絡層之間。對網絡層數據鏈路層提供的服務提供了基礎，在物理層提供的服務，最基本的服務是從網絡層來的數據到目標機網絡層相鄰節點的可靠傳輸。

（3）網絡層

網絡層是OSI參考模型的第三層，傳輸層和數據鏈路層之間，相鄰的兩個端點之間的數據幀傳輸功能提供在進一步的管理數據通信網絡中的數據鏈路層，數據從源端通過傳輸管理的幾個中間節點目的地。數據傳輸服務，傳輸層提供端到端的最基本的。

（4）傳輸層

傳輸層，是計算機通過網絡進行數據通信，端到端的水平，具有緩沖功能。當網絡層服務質量不能滿足要求，這將有助于提高，滿足高層次需求；網絡層的服務質量是好的，它只是一個小的工作。傳輸層也可以被復用，即在一個網絡連接創建多個邏輯連接。

（5）會話層

會話層（會話）提供服務，使應用程序能夠建立和維持一個對話，使對話獲得同步。會話層使用校驗點可使通信會話在從檢查點的通信故障恢復通信。這種能力對于大文件的傳輸是非常重要的。

（6）表示層

在分層結構OSI層第六層說，它的主要作用是提供異構通信的共同語言，以便能進行互操作。這種類型的服務是必要的，因為不同的計算機體系結構和不同的數據表示使用

（7）應用層

用層也稱為應用實體（AE），它是由多個特定應用服務元素（SASE）和一個或多個公共應用服務元素（例）組成。每個SASE提供應用程序特定的服務，如文件傳輸訪問和管理（FTAM），電子消息處理（MHS），虛擬終端協議（VAP）等。案提供了一組通用的應用服務，如關聯控制服務元素（ACSE）的可靠傳輸服務元素（RTSE）和遠程操作服務元素（ROSE）等。

（三）調制解調器的作用和原理

計算機中的信息是由“0”和“1”的數字信號，并傳輸線但模擬信號。所以，當兩臺電腦發送的數據通過電話線，你需要將一個設備負責多個模塊。DAC調制解調器。在發送數據的計算機，調制解調器將數字信號轉換成模擬信號，這個過程稱為“調制”。調制后的信號通過電話載波傳送到另一臺計算機之前，也要通過接收機調制解調器是負責模擬信號到數字信號，計算機可以識別的還原，這一過程稱為“解調”。正是通過這樣一個“調制”和“解調”轉換過程的模擬，從而實現兩臺計算機之間的遠程通信。

三、開關工作原理

（1）主站系統根據配電終端檢測到的故障告警信息，結合變電站、開閉所的保護動作信號、開關分閘等相關信息進行綜合判斷，啟動故障處理程序，確定故障類型和故障區域，實現故障區域隔離和非故障區域供電恢復。

（2）線路故障處理過程

a.終端檢測永久性故障并上報

b.主站接收故障信息（或經子站）

c.主站定位故障并下隔離命令或經子站轉發隔離命令

d.終端執行命令，隔離故障區段

e.執行非故障復電命令

（四）配電自動化的問題

在電力市場環境下配電自動化系統必須增強和提高在以下幾個方面。

變電站的高度可靠和快速的反應，饋線自動化系統。在電力市場環境下，為了保證電力供應的終端用戶的可靠性，自動化系統不僅要正確判斷故障的能力，和恢復故障隔離，并要求增加投資，自動化系統的快速增加，可靠的開關和控制裝置，盡量減少對用戶的停電次數和停電時間。同時，必須中斷部分負荷供電的配電網故障，應能迅速自動識別重要用戶，優先保障電力供應。

參考文獻：

[1]劉剛.計及配電自動化的中壓網架結構規劃研究[D].華北電力大學，2014，2-5.

[2]劉健.中國配電自動化的進展及若干建議[D].陜西電力科學研究院，2012，36（18）