蔡震宇
（国网江苏省电力有限公司仪征市供电分公司，江苏 高邮 211400）
引言近年来随着新能源在电力中的占比越来越大，分布式电源技术、多能源互补以及电池储能技术飞速发展。传统的电网模式已经不能够适应现阶段用电用户多样化的电力需求。为了保证电网系统电力资源的合理利用，降低电力系统受到自然环境、人为环境等诸多干扰因素的影响，保证电力系统能够正常、稳定、高效运转，必须对电网系统进行智能化、自动化的改造，以增强电网系统应对故障、突发情况的能力。配电自动化作为电网系统的重要一部分，在智能化电网的建设中有着至关重要的意义。在配电自动化不断扩大的过程中，配电系统的运行和维护技术是制约其发展的重要一环。目前，电网系统中大部分采用的是定期维检和故障检修两种方式，这两种检修方式实现了对电网系统电力设备的替换式的维修，以及耗时耗力的现场维修，运维成本居高不下，在实际应用方面的成效较小。因此，电网系统中采用配电自动化的运维技术对配电运维有着非常重要的作用，能够满足配电自动化现代发展的需求，提高电力企业的工作效率，减轻工作人员的工作压力，实现配电自动化运维的安全、稳定、可靠[1-2]。
1 配电自动化运维关键技术本文涉及的配电自动化运维关键技术主要有配电终端失效规律分析技术、FTU 优化配置技术和配电故障定位技术。
1.1 配电终端失效规律分析技术电网系统在长期运行过程中，经常会受到来自自然、人为或者是电力设备老化等多方面因素的影响，导致电网系统出现故障，影响电网系统的正常运行。为了确保配电系统的安全性和稳定性，对配电系统终端设备的运行状态和失效规律进行分析，就能够有效提高电网系统配电终端的可靠性，从而科学、有效地指导电力企业的日常运维。低压电气设备主要分为可修复和不可修复，针对不同类型的电气设备，其可靠性指标是不相同的，主要包括失效率、可靠度以及累计失效概率等。常见的配电终端的失效类型有指数分布、威布尔分布、正态分布以及对数正态分布。配电终端中的各个模块由电气元件综合构成，通过利用其失效分布拟合测得的数据进行分析，确定其失效分布类型，为后期的可靠性指标计算奠定基础。基于失效分布拟合的可靠性指标的计算过程，如图1 所示。
1.2 FTU 优化配置技术馈线开关监控终端是馈线自动化系统的重要基础性元件，在实际的应用过程中具有元件数量多、安装分散等特点。在配电自动化中应用馈线开关监控终端，能够降低配电自动化建设成本。在实施FTU 优化配置的过程中，电力企业要按照国家电力事业的相关制度要求，按照电网工程中的实际情况以及区域内的负荷分布情况进行终端配置，保证在最经济的条件下给用电用户提供最可靠的电力供给。一般情况下，在确定了经济型、可靠性因素后，还需要考虑周围终端附近负荷量大小的情况以及实际负荷类型的因素。不同类型的用电用户，其所属的优先等级不同，在实际分类中，居民用户用电的占比较小，商业用电的占比较大，特殊用电的占比更大。因此，采用廓线开关附近负荷优先等级θi来表示，其计算公式为：
式中：nik为馈线开关i 附近k 型负荷的数量，wk为k型负荷的权重因子。PQik为负荷点i 的第k 类负荷大小。根据实际工作中不同用电用户的不同操作经验，能够得到负荷因子。在选择时，一般设定阈值为θ0，当实际值>阈值时，采用三遥终端。电力企业根据FTU设置点的各类型用电用户负荷的实际情况，进行综合考虑三遥、二遥的数量以及位置情况。
1.3 配电故障定位技术电网系统的配电系统故障定位技术是配电自动化系统的重要功能，当电网系统出现故障时，通过采用配电故障定位技术能够快速确定故障点的位置，为电力企业的相关工作人员提供较快的故障定位。本文提出的配电故障定位技术是基于RS-IA 数据挖掘模型构建的，采用RS 提取领域数据，获得相关的输入和输出矢量。具体步骤为建立故障挖掘数据库，根据故障的特征，确定相应对象的条件和决策属性，生成相应的RS 决策表，利用矩阵中的求解组成最小的约简，最佳属性约简集与故障定位规则相结合，确定配网系统的故障位置。配电故障定位技术的故障定位模型如图2 所示。
2 配电自动化系统配电自动化系统的总体结构分为三层：配电自动化主站、配电自动化子站以及配电自动化终端，这三种结构之间相互联系，但又相互独立。配电自动化系统功能主要有SCADA、电网分析应用、FA 及各子系统之间通信等，其总体架构图如图3 所示。
配电自动化主站是配电自动化系统的主要核心组成部分，在运行过程中，通过对配电网进行数据采集和实时监控。对整个电网系统的拓扑结构进行分析，配电自动化主站分为三层：应用层、服务层和平台层。应用层主要是指配电自动化主站的基本功能以及拓展功能，服务层指的是其平台服务和数据总线，平台层指的是操作系统以及数据库等，这三部分共同组成了配电自动化系统的主站[3]。配电自动化子站是在主站和配电自动化终端之间的中间层，其作用是优化系统的结构层次以及提升系统的信息传输效率，有助于整个配电网络进行组网。配电自动化子站完成对电力设备运行状态的监控，并将数据信息传递到主站，再将主站的相关任务指令传递到终端电气设备。配电自动化终端是指远程监测以及调控装置的总和，对电力系统的电力设备进行实时监控，一般情况下配电网中的监控终端主要有开关站、配电室、变电站以及配网线路等[4]。
3 配电自动化运维技术应用某区域10 kV 配电线路总共有328 条，总长3 981 km。架空绝缘化100%，电缆线路长度为56 km，电缆化率14.21%。配变电变压器共计1.253 4 万台、容量共计6 464 MVA，柱上开关3 263 台。基于配电自动化运维技术的配电自动化系统在某区域内进行建设改造，对该区域的配电网自动化水平进行全方面的提升。328 条线路中均投入了FA 功能，针对环网柜、分段开关的“三遥”和用户分界开关“二遥”数据信息，均实时上传到配电自动化主站，整个系统中含有DTU终端759 台、FTU 终端3 252 台，故障指示器559 台，光纤314 km。在实际的应用过程中，对配电自动化系统的应用效果进行了统计，分别从供电的可靠性和降低线损方面进行了数据分析。利用配电自动化系统，配电网电路中，电力企业优化了配电设备的运行方式，停电处理工作量减少了2/3。线路倒闸时间也明显减少，由原先的平均停送电30 min 减少到现在的3 min，其供电可靠性效果表如下页表1 所示。采用配电自动化系统后，该区域内的线路分段趋于合理，并且利用配电自动化系统对区域内的线损率进行分析更加方便，降低线损的成效表如表2 所示。
表1 某区域供电可靠性效果表
表2 某区域线损率成效表
4 结语配电自动化运维技术是目前电力事业发展的一项重要技术，在现阶段的智能化、自动化的背景下，构建配电自动化系统对电力事业的发展有着重要意义。传统的电网运维模式已经不能够满足现阶段的电网电力稳定和安全供给的要求，为了增强配电自动化运维的工作效率和工作质量，电网系统必须对其进行自动化建设。本文通过对配电自动化运维关键技术进行探究，分析了配电终端失效规律分析技术、FTU 优化配置技术以及配电故障定位技术，提出了配电自动化系统的设计，分为配电自动化主站、子站以及终端。配电自动化建设有助于提升电力企业工作人员的工作效率，减轻工作人员的工作压力，实现了对配电网系统的实时监控和运维故障的定位维检，提升了电网系统的安全性和稳定性。
