芦  城1，王义军1，刘润苗2，王国友3，张艺琼2，刘明祥2，杨庆辉4

　　（1.东北电力大学，吉林 长春132012；2.国电南瑞科技股份有限公司，江苏  南京211106；

　　3.国网吉林省电力有限公司长春供电公司，吉林 长春130021；4.国网吉林省电力有限公司，吉林 长春130021）

　　摘  要： 配电网作为输配电系统的最后一个环节，其实现自动化的程度与供用电的质量及可靠性密切相关。智能配电网是智能电网建设中的重要一环，它将现代计算机技术、通信网络技术集于一体，对配电网上的设备进行远方实时监视、协调及控制，是改进供电质量、提高供电可靠性、扩大供电能力、实现配电网高效经济运行的重要手段。配电网的一个重要特点就是终端设备点多面广，配电子站作为中间层汇集所有终端的信息，把信息上送给主站。同时转发主站下发的命令。

　　关键词： 配电子站；智能；配电网

0 引言

　　配电网络线路复杂而庞大，其供电容量、用户性质、供电质量、可靠性要求等千差万别，需要有很强的适应性[1]。配电子站位于智能配电网的中间层，是配电自动化系统的基本单元和重要组成部分，它在配电网中起着承上接下作用。配电子站用于对配电网及配电设备的信息采集、监控和控制等。可以采集足够的配电网实时运行数据并对其进行处理及分析，通过通信通道（如光纤、以太网、无线网络、电话线等）将信息传送至主站系统，同时接收来自主站的控制命令。通过遥控即可在控制中心对配电网进行必要的操作，从而大大缩短故障处理时间和降低劳动强度[2]。配电自动化可以大大提高配电网运行的可靠性和效率，提高电能的供应质量，降低劳动强度和充分利用现有设备的能力，从而对于用户和电力公司均能带来可观的效益。

1 配电网的通信结构

　　通信系统一般可以分为配电主站层、配电子站层和配电终端层三个层次，如图1所示。

　　1.1 配电主站层

　　主站层是整个系统的最高层，是整个配电网监控和管理系统的核心。

　　(1)从整体上实现配电网的监视和控制；

　　(2)分析配电网的运行状态；

　　(3)协调配电子网之间的关系；

　　(4)对整个配电网络进行有效的管理；

　　(5)使整个配电系统处于最优的运行状态。

　　1.2 配电子站层

　　配电子站层是整个系统的中间层。

　　(1)将RTU和FTU采集的各种现场信息中转给主站；

　　(2)可采用多种通信方式向下与所属馈线监控终端；

　　(3)向上与配电自动化主站通信；

　　(4)所辖区域内故障诊断、隔离、恢复的功能。

　　配电子站设在变电站内，部分子站还可采集变电站内的线路信息，可实现当地监视和控制功能。

　　1.3 配电终端层

　　配电终端设备层是整个系统的底层，完成柱上开关、环网开关、箱式变、配电变压器、开闭所（配电站）等各种现场信息的采集处理及监控功能。

　　(1)信息的采集；

　　(2)电网故障的判断；

　　(3)通信；

　　(4)自动控制。

2 配电子站的分类

　　配电自动化子站，是为优化系统结构层次、提高信息传输效率、便于配电通信系统组网而设置的中间层，实现所辖范围内的信息汇集、处理或故障处理、通信监视等功能，主要包括通信汇集型子站及监控功能型子站[3]。

　　通信汇集型子站，汇集配电终端上传的信息并向配电主站转发，同时将从配电主站接收的控制命令下发至配电终端；上下行对时，当地及远方维护（包括参数配置、工况显示、系统诊断等）；软硬件自诊断及通信通道监视，异常时向配电主站或当地发出告警。

　　监控功能型子站，具备通信汇集型子站的基本功能；在区域配电网拓扑分析的基础上，实现馈线的故障定位、隔离、恢复非故障区域供电，并可将处理结果上报配电主站；人机交互、信息存储和系统安全管理等。

3 配电子站的功能

　　变电站或开闭所，一般情况都无人值班，站内有自动化装置或远动设备，因此要求子站系统必须具有站内当地功能，同时能实现与站内其他自动化装置通信。变电站或开闭所的工作环境比较差，子站系统的设备应能适应变电站工作环境的需求。

　　配电子站主要完成数据采集与数据转发功能，也可以实现简单故障自动处理DA功能。配电子站子站系统相当于一个通信管理器，实现与配电主站、FTU终端的通信。这种子站系统简单、可靠、免维护，适用于无人值班的变电站或开闭所。DA故障自动处理集中在配网主站进行处理。

　　3.1 通信转发

　　采集到的终端数据经子站上送主站的过程中，一般要求数据的上送顺序可以任意再配置，也就是需要有配置数据转发顺序的功能。

　　3.2 规约转换

　　配电子站作为通信中继点，需要支持多种配网通信规约，以保证能够对各种配电主站和配电采集终端通信。并且规约组的设计需要保留可扩展性。

　　3.3 数据采集与处理

　　(1)配电子站处理的实时数据主要是四遥数据：遥信、遥测、遥脉和遥控。其中遥信是开关量数据 类型，以1 B表示；遥测、遥脉是模拟量数据类型，以2 B表示；遥控则是自主站或者子站向终端发送的命令，具体类型需要参考通信规约。

　　(2)突发的事件类型的数据，以时间顺序记录的方式上送。包括COS事件，SOE事件和变化遥测事件，其他告警事件。

　　(3)遥测数据拥有历史数据记录功能，可以由主站通过子站向终端召唤。

　　(4)终端的配置数据也可以由主站通过子站向终端召唤和修改下发。

4 配电子站应用

　　国家电网第一批和第二批配电自动化应用试点中，如银川配网、南京配网、天津配网和太原配网等都应用了配电子站，配电子站已在大量的配网自动化工程中应用。

　　银川配网、南京配网和太原配网中，子站与主站、终端通信都使用了104规约，全光纤通信。子站把终端送的遥测和遥信汇集转发给主站，同时子站把主站下发的遥控转发给终端。

　　天津配网中，子站与主站通信使用104规约，光纤通讯；子站与终端通信即有104规约又有101规约，有光纤、载波和无线多种通信方式。子站实现了规约转换、通信转发。

5 结论

　　在智能配电网建设过程中，配电子站是配电网的组成部分，在智能配网中起着承上启下的作用。对上与配网主站通信，对下与配电终端通信，通信规约可以多样化。配电子站可以同时与多个配电终端通信，实现信息汇集，这样配网主站不需要直接和配电终端通信，而是和配电子站直接交互。实现配电网三层结构，符合配电网规划。

　　参考文献

　　[1] 董张卓，李岐虎，王陇，等.基于嵌入式系统的配电子站[J].电力学报，2008，23(5)：361-364.

　　[2] 王德山，刘明祥，徐石明.基于VxWorks的配电子站[J].农村电气化，2008(10)：27-29.

　　[3] Q/GDW_514-2010.配电自动化子站/子站功能规范[S].