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1、 配电自动化终端自适应技术基础分析与研究应用刘杨 摘要：配电网是电力供应链的末端，是智能电网建设不可或缺的重要组成部分，配电网自动化不仅提高了配电网供电的质量，而且提高了供电的可靠性。配电自动化在国内外发展了近40年，是现代电网管理的重要组成部分。它不仅显著提高了服务质量，降低了施工成本，而且促进了企业的发展。20世纪90年代末，中国的配电自动化开始发展。经过近20年的发展，其相关技术已逐步成熟。关键词：配电终端；自适应技术；自描述；自注册；自组网；自配置；配电终端自适应的动态灵活性、模型体系结构稳定性、通信兼容性和批量管理技术特点是当前配电自动化应用水平和运维管理效率提高的关键。它也是互操作
2、性平台的支持，以在未来构建一个开放和互联的生态系统。在IEC61850提出的电力信息模型基础框架和通用服务映射架构体系基础上，开展设备描述、通信服务接口和协议解耦、识别发现和动态配置自适应基础分析与技术研究，提出了配电自动化终端自描述技术、自动注册技术、分布式馈线自动化拓扑自组网技术、终端批量自动配置技术、多通信协议兼容技术和自适应互操作性测试技术的应用和实践思路。一、配电终端批量化自动配置技术终端具备自身功能和信息模型的自描述能力，就具备计算机自动处理和批量化运维配置的基础，IEC61850Ed2.0新增了IID和SED2种类型的配置文件，提出了基于6类配置文件（3类系统配置文件、3类终端配
3、置文件）的自动化工程配置流程，但这些流程主要为解决变电站自动化系统集成需求设计的。在配电网中，网络拓扑边界不清晰、线路结构频繁变化、配电自动化分区分批进行建设改造，终端数量庞大且类型多样，配电网这些自身的特点决定了配电自动化集成与配置工作要在系统侧要关注馈线配置，在终端侧要关注动态配置机制，配置文件内容少但迭代迅速，配合灵活且支持工程的简单批量化、标准化配置需求。1.配电自动化配置流程。在配电网中，新增面向配电馈线的拓扑描述文件FCD，采用SCL语言描述馈线circuit对象模型，规范其连接的变电站、电压等级、馈线连接关系、一次设备信息、二次设备信息、一二次设备关联等信息定义。这样针对一段配电
4、线路的拓扑描述，就可以在主站侧进行馈线拓扑管理校核、终端对等通信子网信息配置，信息发布订阅配置等，在终端动态运行过程中，可根据FCD信息进行拓扑自组织与接力查询，辅助分布式馈线自动化进行拓扑自组网，完成故障就地化处理。配电自动化工程配置流程主要基于ICD、IID、CID、FCD、SCD、SED文件，其中ICD为设备出厂配置文件，主要描述设备功能、规范配置参数；IID文件除实例化配电终端具体的工程名称、地址、数据集等工程信息外，另外扩展系统动态运行过程中，终端需要迭代变化的增量配置信息，主要包含联络开关状态量信息、开关闭锁信息等；CID文件是配电终端在启动运行时所需的具体配置文件，详细描述了终端
5、功能参数具体配置信息；SCD是配电自动化系统集成的所有终端的配置信息与功能信息，是某个工程区域内配电终端配置信息的一个全集，SED描述系统侧2个系统/工程的输入输出接口信息，满足不同工程系统配置工具的数据交换需要。其中FCD表示工程配置以后的FCD文件；IID表示动态运行信息多次变化生成的IID文件。2.馈线拓扑配置。按照网络拓扑管理及变化场景，拓扑配置可通过3种模式实现。终端初次安装时的初始化局部拓扑参数配置；终端通过主站信息或者相临终端的信息校核，发现本身的信息有误时的拓扑校核修正配置；配电线路开关节点增删、联络开关状态变化改变后的异动配置。（1）初始化配置。初始化配置为工程安装初期，由工
6、程人员根据馈线自动化要求，完成终端功能设置并对与该一次设备相邻的一次设备、终端设备信息进行描述。初始化配置通常支持就地式和远程式两种配置方式，但考虑批量化、标准化要求，远程配置可以管理多种标准化配置模板，实际中由运维人员选择模板，并通过设定配置终端的IP、数据集选择、控制条件设定、一次设备名称、相邻一次设备名称等信息，完成模板的实例化，批量自动生成终端配置文件。（2）校核配置。终端的配置信息里包含了相邻的一次设备信息和终端与一次设备的关联信息，当系统动态运行时出现开关变位异常、通信故障等原因，信息变化更新不同步，与主站全局拓扑信息校核或配电终端之间相互校核后，会发现这些配置异常，需要进行校核修
7、正。校核配置一般需要人工裁定和干预，综合相关运行、管理、维护信息修正某个终端的错误拓扑信息。（3）异动配置。异动配置主要针对线路发生改变，相应的终端配置也要发生改变，主要涉及线路连接拓扑和终端的相邻关系。当某段线路连接关系发生变化，线路上新增环网柜、柱上开关等一次设备，或者线路上原有的环网柜、柱上开关加装了配电终端等都属于配电线路异动情况，需要进行拓扑关系的重新修正。二、配电自动化的未来发展1.分布式电源。发电功能和储能功能是分布式电源的两个重要组成部分。其发电的原理是通过其他的材料和动力产生电能，如风能发电和光伏发电。但是新能源发的电都不能储存，只能全额上网，或是用户自发自用余点上网。所以储
8、能技术也是未来的一个发展方向，能将瞬时发的电储存起来。分布式发电具有发电地点要求低，且更好的与客户进行互动，让电网与客户之间更加协调，通过智能化的配电系统的研发，使设备更加的顺畅。2.配用电互动技术。用户对于电网发展起着重要的作用，既是参与者又是使用者。而电力系统中的平衡也是通过用户的使用而达到的。从另一方面也保证了供电系统的稳定与可靠性。电力系统提供的电价和用电信息及最新的供电技术对用户使用的积极性都会产生提升作用。分布式电源的快速发展，用户对传统的用电方式已经不再适应，对用电模式的要求也提高了。因此，只能电网的优势就越来越突出，对用户对用电的要求主动响应，确保用户用电的运行正常。3.配电终
9、端多通信协议映射兼容技术。为解决通信技术不断发展带来的应用架构变化迁移问题，IEC61850采用通信映射服务技术ACSI实现上层系统应用数据和底层通信技术分离。理论上，通过定义具体通信协议的特定服务映射信息（SCSM），即可将标准化的抽象通信映射服务映射到任何用户选择的通信协议，其通信映射体系架构。通过这种分离抽象映射的操作过程，IEC61850能够支撑系统架构的长期稳定性。然而实际中，抽象通信服务在映射到具体通信协议中，往往存在不同程度的折损，不能完全对等映射，尤其是针对配用电、分布式电源等领域的轻量级通信协议。目前配电自动化现行的101/104通信，在承载IEC61850定义的60多种标准
10、化抽象通信服务时，只能实现关联、数据对象、控制、定值组四大类10多种通信服务的映射，无法充分灵活应用通信技术资源，通信可扩展性不强。考虑系统安全防护要求，WebService通信端口容易受到网络攻击而不被基础工业体系采纳，因此文件服务、报告控制、数据集等集成型通信服务需要考虑其他互联网通信协议承载。总之，自适应带来的模型稳定性、动态灵活性、拓扑自组网、多种通信兼容性、批量化工程管理等技术特征，不仅能够支持现阶段配电终端即插即用、智能化运维管理和故障快速处理等功能应用的实现，而且能够提供一个具备互操作性的上层抽象层，来弥补开放互联过程中物联网终端各自孤立、难以互通的不足，强化物联网终端与云端的系统性连接，为工业互联网应用提供互操作平台基础，支撑上层多样化的应用开发、算法、资源与服务部署,对下可以延伸扩展电子标签、传感器网络、一二次设备融合等硬件设备的互联与边缘系统集成。参考文献：1刘云，配电自动化终端自适应技术基础分析与研究.2017.2韩垠，浅谈配电自动化终端自适应技术基础分析与研究应用.2017. -全文完-
