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摘要：随着电力需求和要求的不断提高，配电网作为直接面对用户的整个电网的重要组成部分，在各行各业对其安全稳定的要求越来越高。配电网自动化系统的推广应用，对提高供电质量，保证供电安全可靠具有积极意义。本文将对典型配电网自动化系统的设计进行简单的了解，并着重对其网络设计进行分析。
关键词：电力配网；自动化系统；网络设计
智能电网作为未来电网的发展方向，是经济社会可持续发展的必由之路。配电网自动化作为其中的重要组成部分，可以进一步提高供电质量、安全性和稳定性。配电网自动化是指利用现代电子、计算机、通信和网络技术，配电网络数据在线和离线数据、配电网数据和用户数据、电网结构和地理图形信息集成，构建完整的自动化系统，实现配电系统及其设备的正常运行和事故情况下的监测、保护、控制、分销管理的现代化。实现配电网自动化的积极意义体现在，当配电网在正常操作中，配电网自动化系统可以分析配电网的运行状态实时通过各种终端上传的实时数据，并提供相应的优化方案，为经济运行提供可靠的辅助决策的分销网络。当配电网发生故障时，系统可以快速诊断和隔离故障区域，使停电范围最小化，缩短停电时间。本文结合佛山市配电网自动化建设改造的实际经验，对典型10KV配电网自动化网络的设计进行了探讨和分析。
1.网络连接方式
配电网主站系统的计算机设备采用双网冗余、星型连接的点对点以（以太网）局域网（LAN）互连，大大提高了计算机设备之间的互连、资源共享和协同工作的可靠性。局域网互联设备一般采用两套国际知名的10/100基t以太网交换机进行数据链路层和物理层协议转换。多个端口可以为所有网络段或计算机提供同时以全速并行传输和交换信息的能力。其配置已提前完成，可直接使用。服务器和工作站配备2个或多个带有RJ45连接器的10/100基t以太网卡，这些网卡通过8芯5股电缆连接到以太网交换机。所述第一网络段由所述第一组交换机及其所连接的设备组成，所述第一网络段使用所述计算机设备上的所述第一网卡；使用计算机设备上的第二网卡，由第二组交换机及其连接的设备组成第二网络段。前柜安装有两组开关，第一组在第二组上面。
当前绝大多数的已联网设备（包括个人计算机、服务器和打印机）都可以在10Mbps或100Mbps速度下运行。交换机能够自动检测某个网络设备是否支持100Mbps的速度，可自动识别全双工/半双工模式，并自动对该吞吐量下的连接进行优化。IEEE802.3x流量控制确保了在高吞吐量和全双工链路中的高峰期内不会产生网络通信丢失。为局域网提供最佳而可行的性能和升级性能。
网络通讯协议采用TCP/IP，IP地址采用192.168.x.y形式，子网掩码统一采用255.255.255.0，其中x值统一规定，第二网段的x值等于第一网段的x值加上100。y值在系统中顺序编号，同一台机器的y值在两个网段上是相同的。y值的编号原则计算机设备从1开始顺序递增编排。这样使每台计算机设备均为两个网段中的一个节点，并且两个网段之间也从物理上隔离开来。路由器设备从250开始顺序递减编排，拨号服务器设备从220开始顺序递减编排。与MIS网等联接的网卡的IP地址由用户相应的管理部门给定。
路由器提供网络层的互联，具有路由选择功能与流量控制能力，用于配网主站系统局域网络与局方的管理信息系统（MIS）网的互连。一般在配网主站系统局域网络中的某些计算机设备（如通讯服务器）上加装拨号调制/解调器（Modem），用于远程维护的电话接入。
2.配网自动化系统设计方案
目前国内配电网自动化系统主要采用分布式分层架构，包括主站层、配电网分站层和配电网测控终端设备层。这三个部门通过光纤通信实现数据通信。这种结构可以确保分销网络的安全稳定运行，同时，每一层之间的设备可以用作互相备份，这有效地提高了系统的鲁棒性和可靠性，系统的通信能力也提高，确保权力的各种信息的实时传输。
2.1主站层
主站作为整个系统的核心，主要实现对整个系统数据的存储、管理和控制。是收集和处理的实时信息收集区域分销网络分站，并利用收集到的数据来分析整个配电网的运行状态，实现有效的管理和控制的分销网络，并确保整个分销网络系统工作在最佳状态。同时可以在主站层实现系统维护和显示功能，从而更好的保证系统的安全稳定运行。
2.2子站层
子站层是区域工作站层，主要是负责对区域工作站内相关仪器、设备的运行数据进行调度、采集、监控和管理，并将数据上传至主站层，将主站的控制、调度命令下达至配电终端。
2.3终端控制设备层
终端控制设备层是整个配电网自动化系统的重要基础。采用先进的传感器技术和检测技术，对变压器、开关柜等主要设备的运行数据和工作状态进行采集、传输和监控。具体设备包括配电变压器检测单元TTU、馈线终端单元FTU和配电终端单元DTU。TTU可以采集和测量变压器的电压、电流、功率因数、有功功率和无功功率等运行参数。FTU具有远程控制、远程信号和故障检测功能，为配电网系统的监控提供所需信息。DTU是对环形柜、配电变压器、箱式变压器等电力设备进行保护、监视和控制。
3.配电自动化通信系统设计
配电自动化通信系统的设计是为了实现三遥功能，即遥信、遥测、遥控。其对于通信具体要求包括：
（1）稳定可靠，具备自愈功能；
（2）组网灵活，具有较强的可扩展性；
（3）可双向通信能力；
（4）安全性和实时性。
结合当前技术水平，能够满足上述要求的最好选择是以太无源光网络EPON技术。EPON技术是一种点到多点的单纤双向光接入网络，可以在一根光纤上同时传输上下行数据量而不会彼此造成影响，它由变电站侧的OLT（光线路终端）、配电终端侧的ONU（光网络单元）以及ODN（光分配网络）组成。其中OLT放置在中心机房作为控制中心，在下行方向为ODN提供光纤接口；其中ODN是光分发网，由无源光纤分支器和光纤构成，是连接OLT和ONU的无源设备；ONU是放置在用户侧的终端设备。终端设备通过ONU的以太网口实现与主站通信，传递电网实时信息。EPON是依赖WDM技术实现，在单根光纤可实现1Gbps的带宽，且可在接近客户段实现分光下行，大量节省骨干光纤资源，目前最大的分光比是1：64；EPON的另一个优势是体现在其覆盖能力，在1：32的分光比下其覆盖范围能达到20km，每个ONU的带宽达到30M，1：64时能达到10km，充分保证了设备的覆盖范围。
在配网自动化系统建设改造过程中，当遇到光纤网络及设备未完善情况下，馈线自动化开关通过保护级差方式实现故障分级处理，并通过无线公网加密方式实现遥控快速转供电，暂退出智能分布式功能。待光纤网络及设备完善后，按目标方案投入智能分布式功能。
.配电自动化一次设备系统设计
4.1设计要求
配电网主要设备有变压器、断路器、负载开关、隔离开关、熔断器等。为满足配电自动化系统的应用要求，一次设备应满足以下要求：（2）一次设备的施工改造应考虑配电终端安装所需的预留位置、空间、工作电源、端子及接口。（3）当需要获取配电端子电源时，应配置电压互感器或电流互感器，以满足配电端子运行和开关运行的要求。（4）在配电网站上提供配电端子备用电源，保证配电端子能维持一段时间，在主电源断电时，开关能开关一次。（5）配电自动化终端的选择应以可靠性为基础，以模块化设计产品为主，便于功能扩展和现场升级，满足系统开发的要求，避免重复投资。
4.2分界断路器ZB
当支线长度大于3km（当运行环境复杂时，可按1.5km），或装接中压用户达5户，应在线路T接处配置分界断路器，采用10kV柱上断路器自动化成套设备。
4.3联络开关断路器LB
联络开关按断路器进行配置，采用10kV柱上断路器自动化成套设备。
4.4其他
为了提高线路的分段能力，分段开关可采用普通的柱上开关；实施了馈线自动化的10kV线路不再配置具备通信终端的故障指示器，可采用就地故障指示器指示本地故障信息；同时属公线专用的线路原则上不配置自动化设备。
结论
配电网自动化作为连接整个电网上下游的重要环节，是电力系统未来发展的必然趋势，对促进电力行业和能源行业的科学可持续发展具有积极意义。通过以上分析，我们对配电自动化系统的总体设计有了全面的了解，尤其是配电自动化系统的网络设计。配电网自动化系统的设计是一项庞大的工程，在具体的设计过程中需要充分考虑配电网结构、设备改造、通信系统架设等诸多问题。
参考文献：
[1]刘平.10kV配网自动化配电系统设计分析[J].大科技，2017（14）：79.
[2]言语佳，刘晟，颜辰凡.基于EPON的配网自动化接入网分析与应用[J].通信技术，2017（8）：1861~1863.
[3]苏英.配电自动化系统中通信网络的规划与组建探讨[J].低碳世界，2017（26）：81~82.