智能小區(qū)配電自動化系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用

范海芳

（福建宏瑞建設(shè)工程有限公司，福建福州 350000）

0 引言

隨著電力事業(yè)的迅速發(fā)展和人民生活水平日益提高，城市中小區(qū)變電所的數(shù)量越來越多，運行管理的難度也日益加重，特別是確保人身和設(shè)備安全的壓力也越來越大。但是，由于一般小區(qū)變沒有不停電電源，致使其部分防誤聯(lián)鎖功能不能實現(xiàn)，給安全運行埋下重大隱患。例如小區(qū)變電源進線檢修，需要合進線接地刀閘或掛接地線時就沒有任何防止帶電合地刀或掛接地線的防誤裝置。通過智能小區(qū)的配電自動化系統(tǒng)建設(shè)，不需要考慮故障恢復情況，全面滿足配變監(jiān)測需求和配電室線路需求。系統(tǒng)建設(shè)主要是利用智能表計信息、配電自動化量測信息、用戶信息有效集成配電地理信息，這樣能夠為小區(qū)電網(wǎng)調(diào)度人員，檢修人員提供配電網(wǎng)運行信息。在故障停電背景下，實施自動化報警，分析停電原因以及用戶定位。

1 智能小區(qū)配電自動化系統(tǒng)技術(shù)分析

1.1 前端數(shù)據(jù)采集

在配電自動化模式下，需要采集電網(wǎng)狀態(tài)量，電度量和模擬量，并且通過分析和傳輸數(shù)據(jù)信息能夠確?？刂浦行募皶r了解用電情況，這樣能夠為控制管理提供保障。由于系統(tǒng)電能質(zhì)量要求高且負荷密度大，所以需要采集和監(jiān)測前端通電信息。在前端數(shù)據(jù)采集中可以通過以下技術(shù)采集信息：①信息處理技術(shù)，該項技術(shù)能有效處理采集信息，在提煉價值信息之后需要檢測信號波形；②傳感技術(shù)，通過應(yīng)用測量傳感技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)檢測功能，當前技術(shù)應(yīng)用模式主要包括光纖傳感技術(shù)和紅外測溫技術(shù)；③信息融合技術(shù)和狀態(tài)檢測技術(shù)能夠全面提升數(shù)據(jù)采集可靠性。

1.2 無線通信技術(shù)

在智能小區(qū)配電自動化系統(tǒng)對無線通信的要求比較高，系統(tǒng)需要在通信功能健全情況下規(guī)避外界干擾因素，需要應(yīng)用合理通信方式，這樣能夠有效降低建設(shè)成本，能夠?qū)ο到y(tǒng)使用壽命和設(shè)備造價進行分析。還要求通信速率滿足實際應(yīng)用需求，在雙向通信能力前提下能夠避免受到停電影響，便于維護和使用。在通信方式應(yīng)用上應(yīng)當以電力線作為媒介，數(shù)據(jù)傳輸速率比較高，能夠快速建立呼叫，還能夠靈活選擇收費策略，還可以應(yīng)用WAP（Wireless Application Protocol，無線應(yīng)用協(xié)議）業(yè)務(wù)和支撐短信，滿足業(yè)務(wù)通信需求。

1.3 控制管理中心

控制中心能夠為智能小區(qū)配電自動化系統(tǒng)發(fā)送和處理數(shù)據(jù)提供技術(shù)支持，該控制中心不僅具備遠程數(shù)據(jù)信息功能，可以將信息發(fā)送至接地系統(tǒng)，這樣能夠通過無線通信網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)⑵浒l(fā)送至全球定位系統(tǒng)終端，還能夠存儲通信信息和數(shù)據(jù)。在控制中心系統(tǒng)下，管理員工作站，系統(tǒng)服務(wù)器，管理工作站和配電自動化組成，各部門承擔各自職責。為了全面接收遠端網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，則需要在控制中心下具備服務(wù)程序，這樣能夠搭建數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，并且可以應(yīng)用控件確保服務(wù)器運行。

1.4 管控一體化

在建立管控一體化系統(tǒng)時需要深入了解系統(tǒng)要求，系統(tǒng)應(yīng)當全面負責變電運行系統(tǒng)下終端運行，線路運行以及設(shè)備運行，并且能夠?qū)崿F(xiàn)動態(tài)化管理和監(jiān)測。通過無線通信網(wǎng)絡(luò)能夠及時上傳動態(tài)監(jiān)測信息，并且將其傳輸至控制中心，之后通過控制中心分析和判斷數(shù)據(jù)，這樣能夠確定系統(tǒng)運行狀態(tài)，全面落實和執(zhí)行管理控制措施。

1.5 仿真技術(shù)

在管理配電網(wǎng)運行狀態(tài)時主要管理內(nèi)容為饋線，變電站，配電網(wǎng)以及用戶需求等，但是全面實行自動化管理難度比較大。因此就需要應(yīng)用仿真技術(shù)，組織技術(shù)操作人員進行事前仿真練習，有利于深入了解和掌握電力自動化系統(tǒng)操作流程，技術(shù)工藝以及電網(wǎng)運行管理等知識，能夠強化技術(shù)人員的實踐操作水平，確保自身安全，維護電網(wǎng)運行穩(wěn)定性。

2 智能小區(qū)配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)介紹

2.1 系統(tǒng)構(gòu)成

配電自動化系統(tǒng)包括通信網(wǎng)絡(luò)、自動化主站、智能電表、配電室DTU（Data Transfer Unit，專門用于將串口數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為IP數(shù)據(jù)或?qū)P 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串口數(shù)據(jù)通過無線通信網(wǎng)絡(luò)進行傳送的無線終端設(shè)備）等，利用智能表計信息，用戶信息，配電自動化量測信息能夠為檢修人員，調(diào)度人員提供配電網(wǎng)運行信息。在停電故障發(fā)生時，能夠分析停電原因，定位用戶和自動報警。圖1為智能小區(qū)配電自動化典型方案。

2.2 功能配置

小區(qū)配電自動化系統(tǒng)能夠自動采集電氣設(shè)備信息，監(jiān)控運行狀態(tài)，能夠自動報警停電信息，定位停電用戶以及分析停電原因。在故障發(fā)生情況下提供故障檢測信息和定位信息，還能夠為檢修人員提供有價值信息，加快搶修時間。

圖1 PDZNJK 配電智能綜合監(jiān)控系統(tǒng)

配電自動化系統(tǒng)主站能夠為信息采集，用戶以及營銷管理系統(tǒng)提供接口，在配電線路和設(shè)備發(fā)生故障問題時，配電自動化能夠?qū)收闲畔⑦M行發(fā)布和共享，用電部門獲取信息之后能夠及時處理故障問題。此外，利用家居智能交互終端/互動服務(wù)平臺將信息提供，這樣能夠為小區(qū)用戶提供優(yōu)質(zhì)供電服務(wù)。

2.3 建設(shè)模式

小區(qū)配電自動化建設(shè)能夠全面提升供電安全性和可靠性，配電房內(nèi)安裝多臺變壓器，確保開關(guān)設(shè)備滿足各項需求。

小區(qū)配電自動化建設(shè)會受到一次設(shè)備，配電線路和成本因素所影響，因此在建設(shè)期間，對于普通小區(qū)則充分考慮低成本，低自動化水平的方案。高檔小區(qū)對于用電可靠性要求比較高，因此需要應(yīng)用高成本且高安全性的方案。

（1）負荷單電源供電模式。應(yīng)用此模式安裝低壓斷路器和母線聯(lián)絡(luò)開關(guān)時，低壓母線分支線電流互感器。在安裝二次設(shè)備時，應(yīng)當考慮配電一體化終端。

（2）負荷雙電源供電模式。相比于樓宇單進線模式來說，此種模式主要是應(yīng)用雙電源供電方式，將自動互投開關(guān)安裝在關(guān)鍵負荷處（圖2）。

圖2 配電負荷電源供電模式

（3）負荷單/雙電源混合模式。該模式主要是由于小區(qū)負荷存在差異性，按照相關(guān)需求確保配置合理性。在小區(qū)配電自動化建設(shè)中配電室自動化建設(shè)屬于關(guān)鍵內(nèi)容。

3 實施要求分析

配電自動化可以全面加強建筑供電可靠性，還比較符合智能用電雙向互動服務(wù)要求，因此建筑配電室需要應(yīng)用雙電源進線和雙臺變，實施內(nèi)容主要包括以下4 個方面。

（1）小區(qū)配電自動化主站。第一，在試點期間，可以在試點小區(qū)內(nèi)放置配電自動化主站，并且與小區(qū)雙向互動服務(wù)系統(tǒng)同步建設(shè)。第二，自動定位停電用戶。在收到報警信號之后，需要利用表計自動查詢功能獲取配電變壓器信息，之后應(yīng)用配電GIS（Geographic Information System，地理信息系統(tǒng)）設(shè)備獲取饋線信息，這樣能夠在配電GIS 設(shè)備中對停電用戶進行準確定位，并且能夠?qū)╇婐伨€和配變進行準確定位。第三，自動分析停電原因。在對饋線和配變定位之后，可以從自動化配電系統(tǒng)中獲得饋線和配變信息，這樣能夠?qū)νｋ娫蜻M行分析。第四，注重與客戶的交流溝通，客服人員獲取上述信息之后需要及時與客戶進行交流，并且詳細為其介紹停電原因，并且按照相關(guān)管理標準深入現(xiàn)場進行故障排查。

（2）監(jiān)控終端設(shè)備。選擇配電一體化終端，并且將其裝設(shè)在配電室中，對配電室開關(guān)設(shè)備，開關(guān)狀態(tài)信息，線路電參量等進行采集，還可以進一步采集非電量信息和配電變壓器。

（3）低壓無功補償設(shè)備。可以通過標準規(guī)定設(shè)置低壓無功補償設(shè)備，并且綜合考慮小區(qū)負荷情況和電網(wǎng)質(zhì)量要求。

（4）通信信道。在建設(shè)配電自動化時會涉及到開關(guān)設(shè)備監(jiān)測方式，通過專網(wǎng)通信方式的應(yīng)用能夠全面提升控制可靠性。配電自動化通信必須具備高帶寬可靠性以及較快的響應(yīng)速度，因此可以應(yīng)用工頻通信技術(shù)和光纖專網(wǎng)通信技術(shù)實現(xiàn)。

4 結(jié)束語

綜上所述，智能小區(qū)建設(shè)配電自動化系統(tǒng)時必須搭建完整系統(tǒng)，保證系統(tǒng)運行安全性，這樣才能夠滿足小區(qū)供電用電運行需求。因此在配電自動化系統(tǒng)下，需要應(yīng)用前端數(shù)據(jù)采集、無線通信技術(shù)、控制管理中心、管控一體化以及仿真技術(shù)實現(xiàn)管控決策制定的科學性，處理和解決運行問題，保證系統(tǒng)運行狀態(tài)滿足智能小區(qū)發(fā)展需求。