1.3 配電網自動化系統的總體構成

1.3.1 小型配電自動化系統的構成

配電網自動化系統的總體構成由配電主站控制中心、監控/監測終端、通信信道三大部分組成。小型配電網自動化系統可以由配電主站、通信信道、若干監控/監測終端構成，對應的構成如圖1-2所示。

在圖1-2所示的小型配電自動化系統的構成中，若饋線較少，可以不設配電子站，或者與調度RTU一體化設計，并且主站一般也是與調度自動化一體化設計。

配電終端主要安裝在各開關、配電變壓器、開閉所等處，是整個系統構成中最底層的設備，主要負責采集配電網的各種實時數據信息，并執行上級下發的控制命令。

通信信道是聯系配電終端與主站的紐帶，完成數據、命令的上傳下達，占據相當重要的地位，配電系統設備數量龐大，地域分布廣，合理可靠的通信系統是配電自動化成功實施的關鍵。

主站一般設置在供電企業的配電網調度中心或者行使配電網調度職權的場所，它通過通信信道獲取各配電終端的電網實時信息，對電網進行監視控制，分析電網運行狀態，使其最優運行。

1.3.2 中型配電自動化系統的構成

當被監控/監測設備達到一定數量，這種終端與主站之間的直接通信在實現上產生一定的難度，而且可能會影響自動化系統的實時性，此時可考慮在配電變電站層設置配電子站，子站通常設在10kV出線較多或者位置較為重要的變電站、大型開閉所處。在柱上開關、開閉所、小區變/配電變壓器、配電變電站、箱式變壓器、環網柜等現場設備處設置各監測/監控配電終端。主站與子站之間、配電子站與各終端之間均通過通信信道相連接，以完成對各種配電設備的實時監視與控制。

中型配電自動化系統的構成如圖1-3所示，分為3層：上層為配電自動化主站，負責中型供電局重要線路的運行監控管理和配電管理；中層是配電子站，負責對變電站10kV出線的饋線自動化；基層為配電終端，負責對線路上的開關、配變數據采集控制，中型配電自動化系統一般與調度自動化系統獨立，但要保留通信接口。

1.3.3 大型配電自動化系統的構成

對于更大規模的配電網，或因機構設置及管理需要，可在分局（供電分公司）或相應場所再設置若干個區域主站。大型配電自動化系統的構成如圖1-4所示，分為4層。最上層是配電自動化主站，負責供電局重要線路的運行監控管理和配電管理；下一層為區域主站，又稱控制分中心，負責所管轄區域的配電管理；再下一層為配電子站；最底層是配電終端。

主站控制中心是整個配電網自動化系統的核心，由中心調度室和主站計算機系統及設備組成，其作用如下：

1）對整個城市配電網及其設備的運行進行監視、控制與管理。

2）接收通過區域主站、子站轉發來的現場設備信息，或直接接收來自各終端設備的配電網實時信息，利用這些信息分析配電網的運行狀態。

3）通過計算機聯網，將配電網運行信息發送給SCADA、EMS、MIS等系統，根據需要，獲取這些系統與配電網有關的信息，實現信息共享。還可利用Internet將配電網信息向外發布。

區域主站是城市配電網自動化系統的區域指揮中心，其組成與主站控制中心相似，但規模上要小于主站控制中心。其作用與控制中心基本相同，不同之處是：控制的區域是城市配電網的一部分（區局所管轄范圍），另外還要向主站控制中心上報有關信息，接受主站控制中心下發的信息或指令，執行操作命令。

配電子站作為區域主站與終端之間的一層設備，主要完成通信方式及路由的轉換、數據的分層處理與中轉、控制中心部分功能的分散等任務。具體內容如下：

1）完成不同通信方式或路由的轉換。

2）實現就地或就近監視和控制功能（可與調度自動化系統的RTU統一考慮）。

3）與終端設備及自動化主站完成數據交換，實現數據的上傳下達。

4）完成故障隔離和部分恢復功能。

終端設備是配電網自動化系統的現場監（測）控設備單元，設置在各被監（測）控設備近旁。其作用如下：

1）采集并計算被監（測）控設備的運行數據（電流、電壓、有功、無功、功率因數、電能量等）及狀態信息。

2）監視電網運行設備發生的異常情況并及時上報。

3）接收控制（分）中心計算機系統發來的控制命令并執行控制操作。

4）根據程序設定，完成在特定條件下的自動控制操作。例如，自動判斷故障并自動控制分開關以快速隔離故障；開閉所主電源失去后，備用電源自動投入控制；監測變壓器功率因數較低時自動控制電容器組投入等。

通信信道是配電網自動化系統的神經系統，由通信裝置、通信線路（有線通信）、輔助設備（如無線通信的天線、載波通信的結合及耦合設備等）組成，分布在各層需要連接的設備之間。其作用如下：

1）連接控制中心至各終端設備以及其他系統（SCADA、MIS等），建立數據傳輸通道。

2）傳輸控制（分）中心向各終端設備發送的召喚、所需監測信息命令及控制操作命令（下行）。

3）各終端設備向控制中心等上一級系統上傳所采集的配電網測量及狀態信息（上行）。

1.3.4 配電自動化系統的基本功能

配電網自動化有3個基本功能：安全監視功能、控制功能、保護功能。

安全監視功能是指通過采集配電網上的狀態量（如開關位置、保護動作情況等）和模擬量（如電壓、電流、功率等）、電能量，從而對配電網的運行狀態進行監視。

控制功能是指在需要的時候，遠方控制開關的合閘或跳閘以及有載調壓設備升壓或降壓，以達到所期望的目的（如滿足電壓質量的要求、無功補償、負荷均衡等）。

保護功能是指檢測和判斷故障區域，隔離故障區域，恢復正常區域的供電。