配電自動化終端自動驗收系統的研制

張貝貝，何維祥，許 笑，孫 雪，李小榮

（國網江蘇省電力有限公司連云港供電分公司，江蘇 連云港 222000）

1 選擇課題

在“雙碳”背景下，配電自動化是建設新型電力系統的有力支撐[1-2]。在配電自動化改造與新建過程中，大量終端數據須遷移、接入核對，以往通常采用人工電話核對的方式，成本高、效率低，存在信息核對不完整的風險，對后期配電網安全生產工作產生影響。

針對上述問題，小組開展調研，發現行業內以及市面上，并沒有具備實現配電自動化終端信息自動驗收的裝置，故將課題設定為“配電自動化終端自動驗收系統的研制”。

2 目標確認

調取配電自動化系統（D5200）驗收記錄，經過統計、計算得出，配電自動化終端的單條信息驗收耗時80.18 s。小組決定研制具備信息自動驗收功能的系統，有效縮短驗收時間，將活動目標設為：單條信息驗收時間不超過2 s。

3 提出方案

課題研究難點：如何簡化接口，適應不同廠家的自動化設備；如何實現現場設備的自動加量功能；如何實現終端信號的準確傳輸；如何實現信息的快速比對功能。

為解決上述難點問題，小組通過查閱文獻、現場調研、討論研究，提出“配電自動化終端自動驗收系統的研制”的總體方案，如圖1所示。

圖1 配電自動化終端自動驗收系統

3.1 總體要求

現場加量裝置集成化程度高，體積小，質量輕，攜帶方便，適應各種復雜工況。裝置接口靈活豐富，接線簡單，適應不同廠家設備。系統人機交互界面良好，實現自動驗收，可靠性高。

3.2 功能描述

現場完成加量裝置與配電自動化終端硬件連接。調度主站下發驗收命令，控制加量裝置對現場配電自動化終端電流、電壓加模擬量及狀態量，并接收現場裝置傳輸的信息，進行比對，輸出驗收報告。

3.3 方案分析

本次研發的自動驗收裝置實現功能多，集成化程度高，適應各種復雜工況，減少人工參與，大幅提升準確率與效率，但投入的研發成本高。從長遠角度看，研制的自動驗收裝置效益巨大，符合未來堅強智能配電網的發展趨勢。

4 方案設施

系統分為硬件部分和軟件部分，硬件部分核心在于檢測驗收接口設計，軟件主要包括加量方式、數據傳輸、數據比對功能3個部分，如圖2所示。

圖2 配電自動化終端自動驗收系統主要功能

4.1 模塊要求

對配電自動化終端自動驗收系統的組成模塊進行逐一分析對比，具體如下。

檢測驗收接口主要比較端子接口與航空插頭優缺點，端子接口具有接線靈活等優勢，但接線耗時長，航空插頭具有即插即用等優勢，但接線方式固定。綜合兩種方式優點，選定為端子接口與航空插頭結合方式。

加量方式有人工觸發和程序觸發2種加量方式，經過試驗對比，程序觸發具有不需要人工干預、自動觸發、加量時間短、成功率高等優點，選定為程序觸發加量方式。

數據傳輸功能中，數據的完整性在整個驗收過程中尤為重要，小組經過討論，主要比對3種算法MD、SHA、MAC。從數據傳輸的完整度、耗時等2個維度進行綜合考量，選定MAC算法。

數據比對功能中，有大量的實時信息量與標準信息量要進行比對，小組綜合考慮代碼編寫難易程度、程序執行正確率、信息量比對耗時等，從字典法、決策樹、矩陣計算法3種方案中，決定采用決策樹算法。

確定各模塊方案后，對系統的各部分分別進行設計、制作、試驗，最后進行聯調。

4.2 模塊的設計以及制作

4.2.1 檢測驗收接口

選購航空插頭以及端子接口進行焊接，如圖3所示，適應不同廠家DTU、FTU的接口設計，做到即插即用，大大縮短設備接線時間并提高接線準確性，經過測試，端子接口狀態量以及模擬量的輸出準確度均達到100%。

圖3 端子接口與航空插頭結合實體圖

4.2.2 程控加量功能

編寫程控加量程序，包括測試量列表和加量規則，并可通過“新增記錄”“修改記錄”“刪除記錄”來進行調整，顯示測試結果，經過測試，電信號輸出準確率達到100%，單個信息觸發加量時間也小于0.1 s。

4.2.3 數據完整度傳輸

編寫MAC算法程序，重點在于開發轉發表校驗模塊，信息檢測驗收數據表按照名稱和點號等校驗設備信息，經過測試，輸出數據庫信息完整度100%。

4.2.4 主站數據對比功能

基于主站系統，開發信息聯調驗收模塊，自動接收判斷現場觸發的信息，與主站驗收系統信息點號和名稱進行比較，核對加量值，如圖4所示，經過測試，單位信息耗時均0.1 s，驗收準確率100%。

圖4 主站對比結果

5 取得效果

小組研制的新型配電自動化終端自動驗收裝置投入使用后，以10 kV華鋁線-經II線1087開關、10 kV鎮茵線H797環網等為例，結果如圖5所示，單條信息由活動前平均80.18 s縮短至1.47 s，小于預定目標2 s。

圖5 傳統與自動驗收效果前后對比圖

通過本次QC活動，實現自動化終端投運率為100%，信息接入合格率為100%，“三遙”成功率為100%。同時，整體縮短檢修對外停電時間3 h，縮減時間接近37%，提升了供電服務質量及供電可靠性。下一步，小組將進一步優化裝置，如體積小型化等，使得裝置更容易攜帶等，更好地服務于配電自動化終端驗收現場。