摘要：中心城市指的是通过区一个区域的协调合作，实现由城市带动周边区域的共同发展。中心城市在这个区域内处于中心地位，是经济和政治的中心，能够带动整个区域的经济发展。当前我国非常重视中心城市的建设，并且在正在努力发展中心城市规划，因此对中心城市的配电网络的建设成为亟需相关部门需要解决的一个问题。本文通过假定一个中心城市甲市，通过设计甲市的大型配电自动化方案以及具体应用模式，以此来验证整个配电自动化设计思路的正确性，供大家参考。
关键词：中心城市；配电自动化；配电网；配电主站；配电终端
1.配电自动化系统的构成及主要要求
1.1配电自动化系统的构成
配电系统的自动化的重点是自动化管理和自动化控制，在配电过程中，这种自动化控制和自动化管理是通过电子系统来进行的。配电自动化系统通常分为：
1）配电系统调度自动化系统，而它又可以分为配电系统数据采集系统，还有配电系统电压管理系统和监控系统组成。
2）变电所以及配电自动化系统，而它又可以分为变电所自动化系统和配电所自动化系统
3）馈线自动化系统，而它又可以分为馈线控制系统，以及馈线自动隔离系统等。
4）其他子系统，主要包括用电管理自动化系统、配电系统分析软件系统等。
配电自动化系统能够通过通信网络实时对配电网络进行监视和控制，并且能够及时从各个配电终端得到反馈信息，然后利用系统软件进行分析，使整个配电系统协调的运行。在运行时各个终端的信息通过通信电缆能够直接反馈到总站，在总站的配电控制中心进行处理，自动化系统能够实现相对无人值守的水平，具有非常高的可靠性。
1.2配电网基本条件
为了保障中心城市的经济发展，配电自动化在规划时必须要满足一定的条件才能够顺利开展。首先，配电网络的架设布局必须要合理，要保证居民供电的可靠性；其次，配电设备要保证运转良好，不能存在安全隐患；最后，配电网络需要满足配电自动化的体系的要求，具有建设配电自动化的空间以及今后的检修空间。
1.3配电主站规划建设主要原则
在建设配电自动化的主站时，需要遵循一定的原则建设。首先，配电自动化的主站支撑平台需要能够实现数据采集和监控的功能，必须一次性建设成功，其次，配电自动化主站建设不能只是满足当前需求，要具有前瞻性，实现规划的目标应当能够满足未来需求的发展；最后，配电自动化主站的操作系统需要采用UNIX/Linux操作系统，提高系统的安全性和稳定性。
1.4配电终端规划建设的主要原则
配电自动化的终端在建设时需要遵循一定的原则进行建设。首先要满足终端的可靠性，并且能够进行扩展，消耗尽量降低；其次要保证配电自动化终端的防潮防高温防低温等性能，还要兼顾防盗；最后，配电自动化终端需要有联系功能能够进行检修。
1.5配电通信规划建设主要原则
在建设配电自动化的通信网络时，需要遵循一定的设计原则进行建设。首先，配电自动化的通信网络需要在规划、标准上进行统一，需要能够与用电需求一致，其次，配电自动化通信优先采用光缆进行数据传输，或者是采用能够实现虚拟局域网进行传输，保证数据采集的及时性和可靠性；最后，配电自动化通信网络需要对一些控制指令进行加密，以保证配电网络整体的安全性。
2配电自动化案例设计
2.1案例特征
现假定一个城市甲市，对其进行大型配电自动化设计，并制定出配电自动化的设计方案与应用模式。中心城市的特征是城市规模比较大，并且能够由中心地区带动周边地区发展。因此假设甲市面积约为1.2万平方公里，城市能容纳1000万人口居住使用。假定甲市的主城区约为193平方公里，而城市的核心区假设为13平方公里。假设甲市尚未进行配电自动化，当前的城市电网的监督和控制，以及电力的生产和调度，以及运营过程中的运行维护和管理都是依靠人工，当遇到问题需要处理时主要依靠工作人员的经验，因此亟需进行配电自动化改造工作。
2.2设计水平年和规模规划
1）设定甲市进行配电自动化的设计水平年近景实现目标为5年，远景实现目标为10年
2）设定甲市的配电自动化建设规模和目标如下：
①在甲市中新建配电自动化主站系统，并且要建立信息交互总线；
②在甲市中对传统的配电网进行改造，把电操机构装到传统配电网中的环网柜箱体以及柱上开关上，另外还要加装配套的电流，并把电压互感器等这些辅助设备进行配套建设，同时还要把配电线路的分支箱外界电源进行勾通。
③为了能在甲市中实现配电自动化遥测功能，遥信功能以及遥控功能，要在甲市中建设配电自动化终端，并且还要建立配电通信系统，在整个项目工程分布实施的基础上，保障配电自动化按照规划实施，并且使实施和系统运行同步，采用统一技术支持体系来保障配电网的运行和检修管理。
3）在甲市中建设的配电网络，包括变电站和配电网需要将整个城市的主城区全部包括在内，要求能够满足信息交互的需求，改变传统配电网只是输送电力的网络这样单一的功能，使配电网能够传递集成化的信息，通过交互功能进行信息采集，集成信息包括配电变压器的电器信息。保证配电网络的电缆分支箱能够统一实现二遥功功能，即实现上述装置的遥测以及遥信功能，同时需要保障甲市的主城区区域内的开关站和柱上开关、以及用户隔离装置都能够实现三遥功能，即实现上述装置的遥测和遥信、以及遥控功能。配电网络能够满足甲市中心城区正常运行时的检查和修理等管理需要，通过制定配电调控一体化的管理机制，能够保证中心城区的综合管理的需要。
2.3主站系统
2.3.1信息量规划
配电自动化设计不仅要满足甲市的电力需求，还要满足甲市的信息量需求，因此，对甲市配电网络的信息量处理进行阶段划分，在初始阶段，要保证完成配电自动化设计方案的60万点信息的处理量，并且实现配电自动化的主战系统能够顺利接入。接下来的发展阶段，甲市的配电自动化网络需要能够处理甲市的信息量80万点，而最后的完成阶段，需要甲市的配电自动化网络能够处理甲市信息的信息量超过100万点。
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2.3.2规模控制
配电站建设成功最重要的是进行正式运营过程。对配电网络自动化设计的建设已经完成阶段需要满足甲市的配电自动化的终端要求，大概需要有3万个终端信息量。配电自动化需要建立配电网络的主站，主站需要能够调控整个配电网络，而且需要能够对日常的生产运营能够进行指挥。另外，配电网络主站还要具有后背监控能力，能够对甲市中心城区的变电站进行无人值班的变电站进行监督和控制。为了能够满足日常配电网络的正常运行，需要在以远方工作站的子网形式进行部署值班站，这些值班站负责保障中心城区建立日常生产检修，并且与配电网主站的系统机房进行异地部署，保证信息传递的顺利交互。
2.3.3技术要求
配电网络系统的软硬件需要严格按照标准化的要求进行设计，同时兼顾实用化，在保证安全可靠的基础上，体现先进、可能够进行扩展的原则，把配电自动化网络的平台作用充分发挥，并且按照技术标准进行设计。
1）配电网络自动化设计的技术标准要严格按照IEC61970/IEC 61968标准，将整个配电网络与其他相关系统能够实现互相联通，同时实现信息能够共享。
2）配电网络自动化设计的网络关键节点需要利用计算机进行管理。计算机采用UNIX或者是Linux操作系统。通过计算机的软件对配电网络进行管理，通过数据库对配电网路信息进行储存和应用。为了满足配电网络的建设目标，计算机软件的支撑平台遵循公共信息模型，并且符合组件接口的规范，以数据库为中间件，采用当前先进的计算机网络管理技术，同时建立面向服务的体系架构。
3）在配电网络自动化设计时，需要对计算机软件以及数据库的数据采集时采取集中采集，并且采取分层应用管理模式，同时为了满足配电自动化运行时可能出现的新的需求，还要计算机软件和数据库具有可扩展性，并且能够满足可操作性的要求。
2.4信息交互
2.4.1信息交互架构
当前，配电自动化与其他企业的应用系统之间的联系是通过IEB来进行的，因此IEB是能够将配电自动化与各系统之间实现动态数据的传递，各种数据和台账的信息的交互也能够通过IEB这个平台来进行，是信息共享的重要途径。
2.4.2信息交互和信息集成
IEB是配电自动化与其他企业应用系统联系的重要途径，具有安全、容易使用的特性，并且兼备能够扩展的特性，已经被电力企业广为应用。IEB的主要技术规范为IEC 61970/IEC61968，它能够实现数据交互的实时性和准时性，并且消息体采用UTF-8编码，能够将配电网络的资源数据统一建模，并进行一体化设计，做到对配电自动化网络的源端进行维护，并对全局进行共享。
2.5配电自动化终端
设定甲市的规模应当在一期至少建立如下规模才能够满足市民的电力需求：在甲市的主城区建立公网开关站50座，主城区线路300条。其中具体的电力设备有环网柜500座，而且要配有电缆分支箱200台，在建设500个环网柜的基础上建设柱上开关400台。同时，要满足甲市的核心区域要拥有配电线路不能少于70条。甲市的每个配电变压器的信息都能够通过IEB进行全面覆盖，信息采集的数据也能够通过配电网络及时的传递到总站。实际设计考虑辅助配套设施以及对配电网.v-I运行方式研究等。部署双电压互感器、组合式电流互感器一电压互感器、保护和测量电流互感器独立部署等。
2.6配电通信系统
2.6.1规划设计目标
当前，对中心城市的配电自动化的通信系统规划设计目标，是建立具有良好扩展能力的配电通信系统，同时要求通信系统要兼具高速、双向的特性，并且符合相关技术规范。
2.6.2通信技术选择和设计
配电自动化的通信网络通常是利用同步数字体系或者是以太网交换机来进行的，变电站根据各地的需求不同，把部分电力光缆进行共享，采用以太光网技术进行数据传递的。当前，对中心城市配电自动化的设计需要极高的通信能力，尤其是配电自动化要求的二遥、三遥都需要数据及时进行传递，因此，对通信技术的选择尤其重要。因此，设计采用电力光缆进行数据传递对采集终端通信数据，并及时传递给总站具有非常重要的意义。
2.6.3光缆设计
当前，我国的配电通信网络通畅分为架空和部分地下或者是全架空两种。通信网络通常是通过变电站之间形成的双路径环网，利用主网的光纤资源进行数据传递。配电通信电缆在空中架设的线路采用的是24芯的光缆，材质是全介质自承的；而在地下采用的也是24芯的光缆，但是光缆是普通的，材质是非金融阻燃的。另外，对配电自动化通信光缆的要求也非常高，单条线路的总熔接次数要求非常严格，不能超过10次/芯，以便于在今后进行扩展。
3.结语
中心城市的建设需要相关部门对各方面进行规划，其中最重要的是中心城市的配电网络进行规划建设。随着人们对生活水平的要求逐渐提高，配电自动化由于能够提供更为稳定的、高效的电力服务而被人们所倚重。在中心城市的建设中采用配电自动化设计已经成为一种必然趋势，因此相关部门需要对配电自动化进行设计方案的制定和应用模式的规划。首先是对建设规模进行规划，确定设计水平年；其次是要对主站系统进行规划，对主站系统的信息量进行规划，并且对主站系统的技术要求进行规范；然后需要对主站的信息交互的构成进行设计，再是对配电自动化终端的规模进行设计；最后是对配电通信系统进行设计。通过以上规划和设计，确定中心城市的配电自动化设计方案，不仅能够满足人们对电力需求，而且可以提高电力企业的经济效益，维护社会和谐稳定的发展。
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论文作者:王晖,连志祥
论文发表刊物:《电力设备》2017年第23期
论文发表时间:2017/11/29
标签：网络论文; 终端论文; 中心城市论文; 主站论文; 系统论文; 信息论文; 自动化系统论文; 《电力设备》2017年第23期论文;