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.國網吉林省電力有限公司長春供電公司，吉林 長春130021；4.國網吉林省電力有限公司，吉林 長春130021）
摘 要： 配電網作為輸配電系統(tǒng)的最后一個環(huán)節(jié)，其實現自動化的程度與供用電的質量及可靠性密切相關。智能配電網是智能電網建設中的重要一環(huán)，它將現代計算機技術、通信網絡技術集于一體，對配電網上的設備進行遠方實時監(jiān)視、協(xié)調及控制，是改進供電質量、提高供電可靠性、擴大供電能力、實現配電網高效經濟運行的重要手段。配電網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。同時轉發(fā)主站下發(fā)的命令。
關鍵詞： 配電子站；智能；配電網
0 引言
配電網絡線路復雜而龐大，其供電容量、用戶性質、供電質量、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，它在配電網中起著承上接下作用。配電子站用于對配電網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實時運行數據并對其進行處理及分析，通過通信通道（如光纖、以太網、無線網絡、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運行的可靠性和效率，提高電能的供應質量，降低勞動強度和充分利用現有設備的能力，從而對于用戶和電力公司均能帶來可觀的效益。
1 配電網的通信結構
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，是整個配電網監(jiān)控和管理系統(tǒng)的核心。
(1)從整體上實現配電網的監(jiān)視和控制；
(2)分析配電網的運行狀態(tài)；
(3)協(xié)調配電子網之間的關系；
(4)對整個配電網絡進行有效的管理；
(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采集的各種現場信息中轉給主站；
(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)域內故障診斷、隔離、恢復的功能。
配電子站設在變電站內，部分子站還可采集變電站內的線路信息，可實現當地監(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、環(huán)網開關、箱式變、配電變壓器、開閉所（配電站）等各種現場信息的采集處理及監(jiān)控功能。
(1)信息的采集；
(2)電網故障的判斷；
(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)結構層次、提高信息傳輸效率、便于配電通信系統(tǒng)組網而設置的中間層，實現所轄范圍內的信息匯集、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，當地及遠方維護（包括參數配置、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地發(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)域配電網拓撲分析的基礎上，實現饋線的故障定位、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)必須具有站內當地功能，同時能實現與站內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據采集與數據轉發(fā)功能，也可以實現簡單故障自動處理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主站進行處理。
3.1 通信轉發(fā)
采集到的終端數據經子站上送主站的過程中，一般要求數據的上送順序可以任意再配置，也就是需要有配置數據轉發(fā)順序的功能。
3.2 規(guī)約轉換
配電子站作為通信中繼點，需要支持多種配網通信規(guī)約，以保證能夠對各種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 數據采集與處理
(1)配電子站處理的實時數據主要是四遙數據：遙信、遙測、遙脈和遙控。其中遙信是開關量數據 類型，以1 B表示；遙測、遙脈是模擬量數據類型，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)的事件類型的數據，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)遙測數據擁有歷史數據記錄功能，可以由主站通過子站向終端召喚。
(4)終端的配置數據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
國家電網第一批和第二批配電自動化應用試點中，如銀川配網、南京配網、天津配網和太原配網等都應用了配電子站，配電子站已在大量的配網自動化工程中應用。
銀川配網、南京配網和太原配網中，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發(fā)給主站，同時子站把主站下發(fā)的遙控轉發(fā)給終端。
天津配網中，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。子站實現了規(guī)約轉換、通信轉發(fā)。
5 結論
在智能配電網建設過程中，配電子站是配電網的組成部分，在智能配網中起著承上啟下的作用。對上與配網主站通信，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，實現信息匯集，這樣配網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。實現配電網三層結構，符合配電網規(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].