配電自動化中存在的問題及完善措施探討

國網(wǎng)山東沂源縣供電公司 山東

摘要：自動化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)的監(jiān)控和控制功能，具有實(shí)時數(shù)據(jù)采集和控制分布（數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控，SCADA），饋線自動化，電網(wǎng)分析應(yīng)用及相關(guān)應(yīng)用系統(tǒng)的互聯(lián)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(guān)鍵詞：配電網(wǎng)；自動化；工作原理

一、配電自動化系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)

（一）配電自動化系統(tǒng)的定義

配電自動化系統(tǒng)（DAS）是一種能使配送企業(yè)監(jiān)控，在距離協(xié)調(diào)和配電設(shè)備的自動化系統(tǒng)的實(shí)時運(yùn)行；其內(nèi)容包括配電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控（SCADA），地理信息系統(tǒng)（GIS）的分布和需求側(cè)管理（DSM）的幾個部分。

1.2配電自動化的層次結(jié)構(gòu)[1]

（1）主站級通信包括：

主站——調(diào)度

主站——子站

主站——變電站

（2）子站級通信

主站——子站

子站——調(diào)度

子站——變電站

（3）終端設(shè)備通信

主FTU——從1（RTU/DTU/TTU）

從2（RTU/DTU/TTU）

從3（RTU/DTU/TTU）…..

子站——遠(yuǎn)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(tǒng)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(tǒng)的通信系統(tǒng)必須設(shè)計(jì)可以通過定期的維護(hù)可以在惡劣的條件下工作。

（2）使用與維護(hù)比較方便

配電自動化通信系統(tǒng)的構(gòu)成往往規(guī)模較大，并經(jīng)常利用各種通信方式相結(jié)合，因此在設(shè)計(jì)中，應(yīng)考慮盡可能地簡化了復(fù)雜的通信系統(tǒng)的使用與維護(hù)。

（3）費(fèi)用經(jīng)濟(jì)

由于配電自動化的通信系統(tǒng)的成本是非?？捎^的，因此通過合理選擇適當(dāng)?shù)耐ㄐ欧绞?，可以?jié)省大量的建設(shè)成本。

（4）對通信速率的要求

功能的角度，在配電自動化系統(tǒng)中，進(jìn)行監(jiān)測，10KV開閉和配電變電站監(jiān)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(jiān)測和負(fù)載監(jiān)測系統(tǒng)，對通信速率的遠(yuǎn)程抄表和計(jì)費(fèi)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(shù)功能要求雙向通信，如對于故障區(qū)段隔離和恢復(fù)正常區(qū)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(wǎng)的調(diào)度自動化功能和故障區(qū)段隔離，及恢復(fù)正常區(qū)域供電的功能要求，即使在停電的地區(qū)通信仍能正常進(jìn)行。

二、配電自動化的通信系統(tǒng)的組成及作用

（一）數(shù)據(jù)通信的傳輸方式

（1）數(shù)據(jù)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(jìn)行

全雙工通信：可以同時進(jìn)行雙方向的傳送信息

（2）數(shù)據(jù)傳輸信道：

按載體傳輸形式：有線傳輸和無線傳輸

按數(shù)據(jù)傳輸形式：模擬信道和數(shù)字信道

（二）OSI標(biāo)準(zhǔn)制訂通信規(guī)約

國際化標(biāo)準(zhǔn)組織ISO定義了一個開放式系統(tǒng)互聯(lián)模型標(biāo)準(zhǔn)OSI，該模型包含了七層協(xié)議，即物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、會話層、表示層和應(yīng)用層，每一層都強(qiáng)調(diào)特殊的網(wǎng)絡(luò)功能。任何一層只向它的上一層提供服務(wù)，并接受下一層的服務(wù)申請，每一層只與它的對應(yīng)層進(jìn)行通信。

（1）物理層

物理層（物理層，物理層）是在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的OSI模型的最低層。物理層：物理鏈路提供所需的傳輸數(shù)據(jù)的創(chuàng)建，維護(hù)，拆除和安裝，機(jī)械，電子，特征函數(shù)和規(guī)范。簡單地說，以確保原始數(shù)據(jù)可以在多種物理介質(zhì)傳輸?shù)奈锢韺印＞钟蚓W(wǎng)和廣域網(wǎng)是第一，二層。

（2）數(shù)據(jù)鏈路層

數(shù)據(jù)鏈路層是OSI參考模型的第二層，物理層和網(wǎng)絡(luò)層之間。對網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層提供的服務(wù)提供了基礎(chǔ)，在物理層提供的服務(wù)，最基本的服務(wù)是從網(wǎng)絡(luò)層來的數(shù)據(jù)到目標(biāo)機(jī)網(wǎng)絡(luò)層相鄰節(jié)點(diǎn)的可靠傳輸。

（3）網(wǎng)絡(luò)層

網(wǎng)絡(luò)層是OSI參考模型的第三層，傳輸層和數(shù)據(jù)鏈路層之間，相鄰的兩個端點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)幀傳輸功能提供在進(jìn)一步的管理數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)鏈路層，數(shù)據(jù)從源端通過傳輸管理的幾個中間節(jié)點(diǎn)目的地。數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，傳輸層提供端到端的最基本的。

（4）傳輸層

傳輸層，是計(jì)算機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，端到端的水平，具有緩沖功能。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)層服務(wù)質(zhì)量不能滿足要求，這將有助于提高，滿足高層次需求；網(wǎng)絡(luò)層的服務(wù)質(zhì)量是好的，它只是一個小的工作。傳輸層也可以被復(fù)用，即在一個網(wǎng)絡(luò)連接創(chuàng)建多個邏輯連接。

（5）會話層

會話層（會話）提供服務(wù)，使應(yīng)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(yàn)點(diǎn)可使通信會話在從檢查點(diǎn)的通信故障恢復(fù)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(jié)構(gòu)OSI層第六層說，它的主要作用是提供異構(gòu)通信的共同語言，以便能進(jìn)行互操作。這種類型的服務(wù)是必要的，因?yàn)椴煌挠?jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)和不同的數(shù)據(jù)表示使用

（7）應(yīng)用層

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

（三）調(diào)制解調(diào)器的作用和原理

計(jì)算機(jī)中的信息是由“0”和“1”的數(shù)字信號，并傳輸線但模擬信號。所以，當(dāng)兩臺電腦發(fā)送的數(shù)據(jù)通過電話線，你需要將一個設(shè)備負(fù)責(zé)多個模塊。DAC調(diào)制解調(diào)器。在發(fā)送數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)，調(diào)制解調(diào)器將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號，這個過程稱為“調(diào)制”。調(diào)制后的信號通過電話載波傳送到另一臺計(jì)算機(jī)之前，也要通過接收機(jī)調(diào)制解調(diào)器是負(fù)責(zé)模擬信號到數(shù)字信號，計(jì)算機(jī)可以識別的還原，這一過程稱為“解調(diào)”。正是通過這樣一個“調(diào)制”和“解調(diào)”轉(zhuǎn)換過程的模擬，從而實(shí)現(xiàn)兩臺計(jì)算機(jī)之間的遠(yuǎn)程通信。

三、開關(guān)工作原理

（1）主站系統(tǒng)根據(jù)配電終端檢測到的故障告警信息，結(jié)合變電站、開閉所的保護(hù)動作信號、開關(guān)分閘等相關(guān)信息進(jìn)行綜合判斷，啟動故障處理程序，確定故障類型和故障區(qū)域，實(shí)現(xiàn)故障區(qū)域隔離和非故障區(qū)域供電恢復(fù)。

（2）線路故障處理過程

a.終端檢測永久性故障并上報(bào)

b.主站接收故障信息（或經(jīng)子站）

c.主站定位故障并下隔離命令或經(jīng)子站轉(zhuǎn)發(fā)隔離命令

d.終端執(zhí)行命令，隔離故障區(qū)段

e.執(zhí)行非故障復(fù)電命令

（四）配電自動化的問題

在電力市場環(huán)境下配電自動化系統(tǒng)必須增強(qiáng)和提高在以下幾個方面。

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

參考文獻(xiàn)：

[1]劉剛.計(jì)及配電自動化的中壓網(wǎng)架結(jié)構(gòu)規(guī)劃研究[D].華北電力大學(xué)，2014，2-5.

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