蘆  城1，王義軍1，劉潤苗2，王國友3，張藝瓊2，劉明祥2，楊慶輝4

　?。?.東北電力大學，吉林 長春132012；2.國電南瑞科技股份有限公司，江蘇  南京211106；

　　3.國網(wǎng)吉林省電力有限公司長春供電公司，吉林 長春130021；4.國網(wǎng)吉林省電力有限公司，吉林 長春130021）

　　摘  要： 配電網(wǎng)作為輸配電系統(tǒng)的最后一個環(huán)節(jié)，其實現(xiàn)自動化的程度與供用電的質(zhì)量及可靠性密切相關(guān)。智能配電網(wǎng)是智能電網(wǎng)建設中的重要一環(huán)，它將現(xiàn)代計算機技術(shù)、通信網(wǎng)絡技術(shù)集于一體，對配電網(wǎng)上的設備進行遠方實時監(jiān)視、協(xié)調(diào)及控制，是改進供電質(zhì)量、提高供電可靠性、擴大供電能力、實現(xiàn)配電網(wǎng)高效經(jīng)濟運行的重要手段。配電網(wǎng)的一個重要特點就是終端設備點多面廣，配電子站作為中間層匯集所有終端的信息，把信息上送給主站。同時轉(zhuǎn)發(fā)主站下發(fā)的命令。

　　關(guān)鍵詞： 配電子站；智能；配電網(wǎng)

0 引言

　　配電網(wǎng)絡線路復雜而龐大，其供電容量、用戶性質(zhì)、供電質(zhì)量、可靠性要求等千差萬別，需要有很強的適應性[1]。配電子站位于智能配電網(wǎng)的中間層，是配電自動化系統(tǒng)的基本單元和重要組成部分，它在配電網(wǎng)中起著承上接下作用。配電子站用于對配電網(wǎng)及配電設備的信息采集、監(jiān)控和控制等?？梢圆杉銐虻呐潆娋W(wǎng)實時運行數(shù)據(jù)并對其進行處理及分析，通過通信通道（如光纖、以太網(wǎng)、無線網(wǎng)絡、電話線等）將信息傳送至主站系統(tǒng)，同時接收來自主站的控制命令。通過遙控即可在控制中心對配電網(wǎng)進行必要的操作，從而大大縮短故障處理時間和降低勞動強度[2]。配電自動化可以大大提高配電網(wǎng)運行的可靠性和效率，提高電能的供應質(zhì)量，降低勞動強度和充分利用現(xiàn)有設備的能力，從而對于用戶和電力公司均能帶來可觀的效益。

1 配電網(wǎng)的通信結(jié)構(gòu)

　　通信系統(tǒng)一般可以分為配電主站層、配電子站層和配電終端層三個層次，如圖1所示。

　　1.1 配電主站層

　　主站層是整個系統(tǒng)的最高層，是整個配電網(wǎng)監(jiān)控和管理系統(tǒng)的核心。

　　(1)從整體上實現(xiàn)配電網(wǎng)的監(jiān)視和控制；

　　(2)分析配電網(wǎng)的運行狀態(tài)；

　　(3)協(xié)調(diào)配電子網(wǎng)之間的關(guān)系；

　　(4)對整個配電網(wǎng)絡進行有效的管理；

　　(5)使整個配電系統(tǒng)處于最優(yōu)的運行狀態(tài)。

　　1.2 配電子站層

　　配電子站層是整個系統(tǒng)的中間層。

　　(1)將RTU和FTU采集的各種現(xiàn)場信息中轉(zhuǎn)給主站；

　　(2)可采用多種通信方式向下與所屬饋線監(jiān)控終端；

　　(3)向上與配電自動化主站通信；

　　(4)所轄區(qū)域內(nèi)故障診斷、隔離、恢復的功能。

　　配電子站設在變電站內(nèi)，部分子站還可采集變電站內(nèi)的線路信息，可實現(xiàn)當?shù)乇O(jiān)視和控制功能。

　　1.3 配電終端層

　　配電終端設備層是整個系統(tǒng)的底層，完成柱上開關(guān)、環(huán)網(wǎng)開關(guān)、箱式變、配電變壓器、開閉所（配電站）等各種現(xiàn)場信息的采集處理及監(jiān)控功能。

　　(1)信息的采集；

　　(2)電網(wǎng)故障的判斷；

　　(3)通信；

　　(4)自動控制。

2 配電子站的分類

　　配電自動化子站，是為優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)層次、提高信息傳輸效率、便于配電通信系統(tǒng)組網(wǎng)而設置的中間層，實現(xiàn)所轄范圍內(nèi)的信息匯集、處理或故障處理、通信監(jiān)視等功能，主要包括通信匯集型子站及監(jiān)控功能型子站[3]。

　　通信匯集型子站，匯集配電終端上傳的信息并向配電主站轉(zhuǎn)發(fā)，同時將從配電主站接收的控制命令下發(fā)至配電終端；上下行對時，當?shù)丶斑h方維護（包括參數(shù)配置、工況顯示、系統(tǒng)診斷等）；軟硬件自診斷及通信通道監(jiān)視，異常時向配電主站或當?shù)匕l(fā)出告警。

　　監(jiān)控功能型子站，具備通信匯集型子站的基本功能；在區(qū)域配電網(wǎng)拓撲分析的基礎上，實現(xiàn)饋線的故障定位、隔離、恢復非故障區(qū)域供電，并可將處理結(jié)果上報配電主站；人機交互、信息存儲和系統(tǒng)安全管理等。

3 配電子站的功能

　　變電站或開閉所，一般情況都無人值班，站內(nèi)有自動化裝置或遠動設備，因此要求子站系統(tǒng)必須具有站內(nèi)當?shù)毓δ?，同時能實現(xiàn)與站內(nèi)其他自動化裝置通信。變電站或開閉所的工作環(huán)境比較差，子站系統(tǒng)的設備應能適應變電站工作環(huán)境的需求。

　　配電子站主要完成數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)功能，也可以實現(xiàn)簡單故障自動處理DA功能。配電子站子站系統(tǒng)相當于一個通信管理器，實現(xiàn)與配電主站、FTU終端的通信。這種子站系統(tǒng)簡單、可靠、免維護，適用于無人值班的變電站或開閉所。DA故障自動處理集中在配網(wǎng)主站進行處理。

　　3.1 通信轉(zhuǎn)發(fā)

　　采集到的終端數(shù)據(jù)經(jīng)子站上送主站的過程中，一般要求數(shù)據(jù)的上送順序可以任意再配置，也就是需要有配置數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)順序的功能。

　　3.2 規(guī)約轉(zhuǎn)換

　　配電子站作為通信中繼點，需要支持多種配網(wǎng)通信規(guī)約，以保證能夠?qū)Ω鞣N配電主站和配電采集終端通信。并且規(guī)約組的設計需要保留可擴展性。

　　3.3 數(shù)據(jù)采集與處理

　　(1)配電子站處理的實時數(shù)據(jù)主要是四遙數(shù)據(jù)：遙信、遙測、遙脈和遙控。其中遙信是開關(guān)量數(shù)據(jù) 類型，以1 B表示；遙測、遙脈是模擬量數(shù)據(jù)類型，以2 B表示；遙控則是自主站或者子站向終端發(fā)送的命令，具體類型需要參考通信規(guī)約。

　　(2)突發(fā)的事件類型的數(shù)據(jù)，以時間順序記錄的方式上送。包括COS事件，SOE事件和變化遙測事件，其他告警事件。

　　(3)遙測數(shù)據(jù)擁有歷史數(shù)據(jù)記錄功能，可以由主站通過子站向終端召喚。

　　(4)終端的配置數(shù)據(jù)也可以由主站通過子站向終端召喚和修改下發(fā)。

4 配電子站應用

　　國家電網(wǎng)第一批和第二批配電自動化應用試點中，如銀川配網(wǎng)、南京配網(wǎng)、天津配網(wǎng)和太原配網(wǎng)等都應用了配電子站，配電子站已在大量的配網(wǎng)自動化工程中應用。

　　銀川配網(wǎng)、南京配網(wǎng)和太原配網(wǎng)中，子站與主站、終端通信都使用了104規(guī)約，全光纖通信。子站把終端送的遙測和遙信匯集轉(zhuǎn)發(fā)給主站，同時子站把主站下發(fā)的遙控轉(zhuǎn)發(fā)給終端。

　　天津配網(wǎng)中，子站與主站通信使用104規(guī)約，光纖通訊；子站與終端通信即有104規(guī)約又有101規(guī)約，有光纖、載波和無線多種通信方式。子站實現(xiàn)了規(guī)約轉(zhuǎn)換、通信轉(zhuǎn)發(fā)。

5 結(jié)論

　　在智能配電網(wǎng)建設過程中，配電子站是配電網(wǎng)的組成部分，在智能配網(wǎng)中起著承上啟下的作用。對上與配網(wǎng)主站通信，對下與配電終端通信，通信規(guī)約可以多樣化。配電子站可以同時與多個配電終端通信，實現(xiàn)信息匯集，這樣配網(wǎng)主站不需要直接和配電終端通信，而是和配電子站直接交互。實現(xiàn)配電網(wǎng)三層結(jié)構(gòu)，符合配電網(wǎng)規(guī)劃。

　　參考文獻

　　[1] 董張卓，李岐虎，王隴，等.基于嵌入式系統(tǒng)的配電子站[J].電力學報，2008，23(5)：361-364.

　　[2] 王德山，劉明祥，徐石明.基于VxWorks的配電子站[J].農(nóng)村電氣化，2008(10)：27-29.

　　[3] Q/GDW_514-2010.配電自動化子站/子站功能規(guī)范[S].