我国配电自动化第一批试点回顾

我国配电自动化第一批试点回顾

张智敏

（1.国网福建省电力有限公司三明供电公司福建三明365000）

摘要：国家电网公司的第1批配电自动化工作试点于2009年底开始进行；中国南方电网公司在2009年先期在深圳、广州2个重点城市进行了配电自动化试点。本文对我国第一批配电自动化试点进行了回顾，并借此本文阐述了配电自动化的总体目标、技术路线和构建原则，以及试点工程涉及的关键内容。对配电一次网架／设备的基础条件、配电自动化系统架构、主站和终端配置及功能选择、基于IEC61968的信息交互、多种通信方式的综合应用等主要技术特点做了重点分析，并对试点工程实施后的应用成效从经济效益、管理效益、社会效益及科技进步等方面进行了对比和总结。

关键词：配电网；规划研究；方法；模型；

0引言

智能电网建设给配电自动化带来了蓬勃生机并注入了新的内涵，针对智能电网建设的需求，结合以往工作的经验和教训，国家电网公司提出了“在考虑现有网架基础和利用现有设备资源基础上，建设满足配电网实时监控与信息交互、支持分布式电源和电动汽车充电站接入与控制，具备与主网和用户良好互动的开放式配电自动化系统，适应坚强智能配电网建设与发展”的总体要求；制定了“以坚强灵活配电网架为实现基础，以配网调度／生产指挥为应用主体，以覆盖全部设备信息为数据支撑，以可靠多样通信方式为传输保障，以信息交互和资源整合为重要手段，以全面提升配网管理为主要目的”的技术路线；确立了新一轮配电自动化工作的建设目标即积极探索和实践智能电网建设新形势下的配电自动化发展理念和实现模式，开展试点工程建设，为配电自动化的全面推广和应用积累经验和提供示范。

中国南方电网公司也专题研讨了智能电网问题，提出在进一步研究把握智能电网实质内涵的基础上，以配电自动化和配用电智能化应用为突破口研究制订相关方案，全面推进智能电网建设。配电自动化是提高供电可靠性和供电质量、扩大供电能力、实现配电网高效经济运行的重要手段也是实现智能电网的重要基础之一。

国家电网公司和中国南方电网公司紧跟智能电网的建设步伐，近几年分批次在多个城市进行配电自动化试点工程建设，按照《配电自动化技术导则》的要求，对分布式电源接人与控制、信息有效集成等智能化手段进行了有效的尝试，并吸取了以往相关工作开展的经验和教训，突出了“统筹规划、统一标准、试点先行、整体推进”的工作方针，从标准制定、工程管理、验收手段、实现效益等多方面全过程把关，切实有效地开展试点工程，为推进配电自动化的建设迈出了坚实的步伐。

国家电网公司的第1批试点于2009年底开始进行，确定在北京、杭州、厦门、银川等4个重点城市开展，一方面考虑到试点单位在配电自动化工作上有较好的基础，另一方面也考虑到地域的代表性。这4个试点工程的实施方案在实现模式和主站建设方式上都体现出各自特点，具有典型示范意义。第2批试点于2011年全面启动，分别在上海、天津、重庆、石家庄、太原、南京、合肥、福州、郑州、武汉、长沙、成都、西安、兰州、西宁、青岛、大连、宁波、唐山等19个重点城市开展，基本覆盖了国家电网公司所辖的大部分直辖市、省会和计划单列市的供电企业。

2批试点工程分别于2010年底和2011年底前全部如期完成。第1批试点工程于2011年通过了实用化验收。

中国南方电网公司在2009年先期在深圳、广州2个重点城市进行了配电自动化试点，取得了初步成效，随后在中山、佛山、贵阳、南宁、昆明、玉溪等地逐步开展试点建设。

试点工程的成功实施表明中国的配电自动化已步入了健康的发展轨道，不但初步解决了长期以来配电管理手段薄弱的问题，而且为智能配电网建设打下了坚实基础。

1配电自动化试点工程实施内容

近几年分批开展的配电自动化试点工程的实施主要包括以下几个方面。

1.1一次网架及设备改造

试点工程的建设基本都是选择在配电网网架结构布局合理、成熟稳定，供电可靠性指标(RS3)在99.9%以上的核心区域开展，避免因实施配电自动化而进行大规模配电网网架改造和设备更换，根据配电自动化建设基础条件和供电可靠性要求，并结合配电自动化应用需求，对试点区域内不满足N-1要求的部分线路进行了网架优化改造，适当增加线路联络点和分段点，通过加强线路间联络，完善网络结构，增强线路间互供能力，提高供电可靠性。对试点区域内不满足配电自动化要求的开关站、环网柜、配电室、柱上开关等设备进行改造，选择性地加装了电流互感器、电压互感器、电动操作机构等装置，为实施配电自动化数据监测、故障报警／处理创造条件，同时通过合理的设备改造，提高了配电设备的健康运行水平。

1.2配电自动化主站建设

主站系统建设是试点工程的重点，根据各地区配电网规模、应用需求和发展规划，合理配置系统软硬件，充分考虑系统可靠性、开放性、可扩展性和安全性要求。实现全部基本功能，并积极推进系统扩展功能在配电网生产管理中的应用，提高了系统扩展功能的应用效果。同时，利用信息交互总线从上级调度系统导入上级电网信息，从地理信息系统／生产管理系统(GIs／PMS)导人中压配电网信息，在配电自动化主站系统完成模型拼接，构建完整的配电网分析应用模型口，为扩展功能的深化应用提供了基础条件。

1.3配电终端建设

试点单位根据实际网架结构、设备状况和应用需求合理选用和配置配电自动化终端，对网架中的关键性节点，如架空线路联络开关，进出线较多的开关站、配电室和环网单元，采用“三遥”配置，部分单位对重要配电室配置了“遥视”功能。对网架中的一般性节点，如分支开关、无联络的末端站室，采用“两遥”或“一遥”配置；分支线上，安装用户分界开关、故障指示器等设备，有效扩大了配电自动化实时信息覆盖范围，为配电网生产抢修指挥和运行管理提供可靠的数据支撑。

1.4配电通信网络建设

试点单位实现了以太无源光网络(EPON)、工业以太网等光纤通信方式为主，电力载波和无线公/专网为补充的灵活多样的配电通信组网。试点单位针对城市核心地区地下管网复杂、现有可用通信资源相对不足，以及配电通信业务需求安全性要求高的现状，采取了通信线路与配电线路建设改造同步实施的策略，有效提高了配电通信网的建设效率。

1.5信息交互总线建设

试点单位在配电自动化系统建设过程中，建设了遵循IEC61968标准的信息交互总线，定义了标准和统一的数据交换模型，开发了系统间的规范化接口。同时，根据自身信息化建设基础条件，逐步与能量管理系统(EMS)、PMS、GIS、营销管理系统(CIS)、95598客服系统、用电信息采集等应用系统开展了信息交互与功能整合，不同程度上实现了配电自动化系统与相关应用系统的综合性应用，为实现信息化、自动化、互动化的智能配电网提供了技术手段。、

1.6配电自动化运行维护体系建设

试点单位积极开展配电自动化运行管理体系建设工作，通过对配电自动化运行维护(简称运维)相关机构、人员配置的梳理和完善，制定了一系列规章制度，以确保系统建成后的稳定运行。将配电终端纳入配电设备进行统一运维，提高了运维效率，开展了针对不同专业的技术培训，提高配电自动化相关运维人员业务水平，为下一步配电自动化实用化应用创造了有利条件。

2主要技术特点分析

通过试点工程项目建设，各试点单位的配电自动化系统在配电网运行和生产管理中发挥出了积极作用，相应的经济技术指标得到了显著提升，实现了预期目标。总结国家电网公司及中国南方电网公司的配电终端试点工程建设经验，有以下几个方面的显著特点。

2.1系统建设应用主体明确。主站功能完整

首先明确了配电网调度和生产指挥为配电自动化系统的应用主体，同时明确了主站系统是实现配电网调控一体化的基础平台，强调配电信息覆盖面重视具有配电网特色的功能应用，着重解决配电网调度的“盲调”现象。因此，大部分试点工程在主站系统的配置规模上考虑一步到位，构建标准、通用的软硬件基础平台，除了满足基本的数据采集与监控(SCADA)要求外，还实现了馈线自动化(FA)、配电网分析应用等扩展功能，同时支持对新能源接人、配电网自愈、可视化调度操作，以及与用户互动等智能化功能的实现。

2.2FA方式多样化，重点提高故障处理能力

根据配电网网架结构和一次设备的现状，并考虑通信条件，合理选择FA方式：配电主站／子站与配电终端之间具备主从通信条件且开关设备具备电动操动机构的配电线路，一般采用集中型全自动方式；通信通道性能不满足遥控要求或开关设备不具备电动操动机构的配电线路，则采用集中型半自动方式；配电终端之间具备对等通信条件的配电线路则采用就地型智能分布式；不具备通信手段或通道性能不满足遥控要求的配电线路，在配电一次网架具备双电源供电手拉手条件时，则采用就地型重合器方式。

在国家电网公司试点中，大部分试点单位普遍采用主站集中式FA处理模式；其中天津、青岛、西安等试点单位采用智能分布式与主站集中式结合的方式，选择部分条件较好的线路实现智能分布式FA，探索了采用智能分布式FA实现故障快速处理的方式。上海公司则全部采用了智能分布式FA郑州公司配电线路保护配置采用“两级保护、三级级差”，充分提高了FA效率。

在南方电网试点中，深圳全部采用主站集中式实现FA，而广州在电缆网上采用主站集中式，在架空线上则采用就地分布式FA。

2.3遵循IEC61968标准。实现信息交互与业务集成

配电信息量大面广，配电业务涉及多个业务环节，因此，配电自动化系统需要与相关系统实现信息交互和业务集成。大部分试点工程都遵循IEC61968国际标准，采用信息交互总线实现了多系统的信息交互与共享集成，严格遵循数据“源端维护、全局共享”的信息交互原则，通过信息交互总线，对不同应用领域的信息孤岛系统进行了有效整合，定义了标准和统一的数据交换模型，开发了系统间的规范化接口，不同程度上实现了配电自动化系统与相关应用系统的综合性应用，为互动化、智能化的配电网进行了有益的探索。

2.4配电终端配置合理，技术/性能显著提高

各试点工程根据实际网架结构、设备状况和应用需求合理选用配电终端，对网架中的关键性节点如架空线路联络开关，进出线较多的开关站、配电室和环网单元，采用“三遥”配置；对网架中的一般性节点，如分支开关、无联络的末端站室，采用“两遥”或“一遥”配置；分支线上，看门狗、故障指示器等得到了较大范围的应用，有效扩大了配电自动化覆盖范围，为配电网抢修调度提供了可靠的信息支撑。

与以往的配电自动化建设相比，配电终端近几年来在技术和性能方面都得到了显著提高。在配电终端取电方式及电池管理方面，超级电容的应用、蓄电池性能的提高、终端蓄电池可自动活化等技术，提高了终端可靠运行水平，为配电终端的实用化打下了基础。终端标准化设计的二次接插件技术，将数据传输单元、光纤配线架、配电通信终端等整合至同一屏柜内，统一柜体布置及设备端子排排列顺序，有效提高了安装建设效率，减少了维护工作量，降低了工程建设及运维成本。

2.5多种通信手段并用。有效实现信息传输

试点工程结合地区现状和条件，选择多种通信方式，实现了以光纤通信方式为主、电力载波和无线公／专网为补充的灵活多样的配电通信组网，满足了自动化对通信通道的需求，实现了试点区域配电自动化的全覆盖。

国家电网公司的配电自动化试点项目中大部分采用光纤通信为主、工业以太网)，通信速率和可靠性得到了保证。大连、宁波等地区尝试了无线专网，通信技术；上海、天津等地区则根据线路条件选择应用中压配电载波通信；北京、石家庄、太原等试点单位由于部分地区不具备光缆敷设条件，因此采用了无线公网通信。

中国南方电网公司在配电自动化试点建设中，考虑通信建设成本及城市核心区无法敷设光缆的局限性，大量采用通用分组无线业务(无线公网通信和中压配电载波通信方式，也取得了较好的应用效果。

3试点工程的应用成效

通过试点工程项目建设，各试点单位的配电自动化系统在配电网运行和生产管理中发挥出了积极作用，相应的经济技术指标得到了显著提升，实现了预期目标。主要体现在：显著提高了配电自动化水平和设备故障处理速度，提高了供电服务质量，明显提升了配电网调度集约化水平，提高了生产效率和企业效益。

3.1经济效益

通过配电网改造及配电自动化建设，布置电源、优化网络结构、合理调整负荷，缩短供电半径等措施，降低了配电网电能损耗，提高了配电网运营效率，有效改善了配电一次设备的整体运行环境；试点区域线路N-1比例均达到或接近，线损率和自动化覆盖率等指标均达到了方案设计要求；通过“三遥”等基本功能的实现，大部分负荷测量、倒负荷等工作都不再需要人员到现场进行；当中压配电网发生故障时，可以快速、准确地判断故障线路区段，及时派出抢修人员；部分实现的线路还可以在更短的时间内自动隔离故障并向非故障区域恢复供电。试点区域故障处理时间普遍由改造前的数十分钟至数小时降到改造后的以内，大幅提高了故障处理的工作效率，缩短了故障停电时间，试点区域的供电可靠性达到99.99%及以上。

3.2管理效益

通过配电网调度集中管理的变革和配电自动化主站资源的整合，建成了统一、集约、高效的配电网调控一体化系统，保证了配电网调控和生产运维的组织体系和技术体系保障坚强、运转高效，实现了配电网集约化、精细化管理，同时更有利于专业化管理，达到减员增效、规范业务、提高工作效率的目的。

3.3社会效益

通过基于IEC61968标准的配电信息交换总线建设，实现了配电主站、EMS、PMS、CIS、95598客服系统、电力GIS平台等应用系统的集成，实现了各应用系统间的数据交互与共享，支持了停电管理系统、分布式电源接人与控制等互动化应用。这些先进的技术措施和功能有效改善了用电服务质量，进一步提升了客户满意度。

3.4技术进步

部分试点工程建设的信息交互总线实现了多元互动化集成应用，开发完成了EMS、营销管理等应用系统之间接口功能，实现了“信息源唯一、信息共享”，多领域多部门共同参与、共同受益的基本目标，为消除传统意义上电力企业“信息孤岛”效应做了有效工作，创新了信息集成模式，为配电管理的深度应用奠定了坚实的基础。部分单位已经计划开展配电自动化的扩展应用、生产指挥系统、停电管理、在线状态检修、在线线损等综合性应用工作。

5结语

本文总结了配电自动化试点工程的成功经验，与以往配电自动化建设的实践相比，在技术路线、项目管理、工程实施、装备水平、运维管理等方面均有了新的突破，主要体现在；技术架构先进、建设管理规范、系统功能实用、信息交互标准、通信方式可靠、运维管理精益。这些经验，将有效指导下一步全面和深入地开展配电自动化建设工作，按期实现安全可靠、优质高效和灵活互动的智能配电网的建设目标。

参考文献

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[6]广州、深圳配网自动化试点建设阶段性总结报告[R]．广州：南方电网公司,2012．

作者简介

张智敏（1978,8—），男，汉族，工程师，本科学历，主要从事：电网规划、电力市场分析预测。工作单位：国网福建省电力有限公司三明供电公司，发展策划部。