王永生
国网冀北电力有限公司技能培训中心（保定电力职业技术学院），河北保定，071051
一、配电自动化系统
配网自动化是指：利用现代电子技术、通信技术、计算机及网络技术与电力设备相结合，将配网在正常及事故情况下的监测、保护、控制、计量和供电部门的工作管理有机地融合在一起，改进供电质量，与用户建立更密切更负责的关系，以合理的价格满足用户要求的多样性，力求供电经济性最好，企业管理更为有效。
配网自动化是一个庞大复杂的、综合性很高的系统性工程，包含电力企业中与配网系统有关的全部功能数据流和控制。从保证对用户的供电质量，提高服务水平，减少运行费用的观点来看，配网自动化是一个统一的整体。
配网自动化系统的体系结构一般分为三层，分别为中心主站层、子站层和终端设备层。在系统的三个层面之间通过光纤建立通讯联系，进行信息交换，实现对整个配网的实时监控。
1.配网自动化中心主站层
配网自动化中心主站层从各配网自动化配电子站层获取配电网的实时信息，从整体上对配网进行监视和控制，分析配网运行状态，协调配电子站层之间的关系，对整个配电网络进行有效的管理，保证整个配网系统处于最优运行状态。它是整个配网监控和管理系统的核心，同时与SCADA/EMS、MIS等其他网络系统共享资源。
配网自动化主站层既是全网配调中心又是全网配电信息中心和管理中心。该层的计算机系统由多台工作站和服务器组成，并和配网自动化配电子站层的计算机形成一个广域网(或局域网)。不同的工作站系统执行不同的任务，共同实现系统的功能。
2.配网自动化子站层
配网自动化子站层一般放在变电站或开闭所内，实现辖区内配电网络的配电
SCADA和故障诊断功能。实现对电力环路的配电线路的监控，并留有今后扩展的余地。
该层由计算机系统和通讯设备组成。计算机系统既跟配电监控和管理中心层的计算机形成一个局域网，又和配网自动化终端设备层的各种终端通信，完成信息上传下达及对当地配网实时监控的功能。
3.配网自动化终端设备层
配网自动化终端设备层包括各种类型的配网终端，柱上FTU，电缆环网柜FTU，开闭所RTU，配变终端TTU，抄表终端。终端设备层的两个典型组成部分是馈线自动化和变电站自动化。配网自动化终端是一种数据采集与控制的终端设备。
二、配电自动化系统功能模块的可靠性模型
配电自动化的功能模块主要包括：主站、子站、终端、通讯系统。各功能模块可靠性模型建立的基本思路是：
（1）由模块中元件故障对系统可靠性的影响来确定各元件的连接结构；
（2）计算等效的可靠性参数（故障率、修复时间）；
（3）建立模块的两状态或多状态Markov模型，确定状态间的转移率。
以配电系统主站可靠性建模为例，在配电主站中，服务器、局域网LAN、前置机、通信设备（调制解调器）以及软件系统中的任何一个出现故障，主站系统将无法实现对采集信息的汇总、分析、存储功能，因此各元件在主站系统中形成一个相应的串联结构。
三、配电自动化系统可靠性评估基本算法
1.配电自动化系统多状态Markov 模型
通过配电自动化系统各功能模块的Markov模型，可以得到配电自动化系统的所有运行状态和状态间的转运率，由此可得到每个终端设备在各种故障因素下的停运率和停运时间。由于含配电自动化系统的配电网可靠性直接与终端设备能否正常工作有关，因此需要将配电自动化系统的运行状态等效为每个终端设备的运行和停运概率。
设配电自动化系统共有N个终端设备，则共有2N种状态，通过对系统Markov状态方程的求解得到每种状态的概率，形成终端设备状态停运表，并可由此计算含配电自动化系统的配电网的可靠性。
2.配电自动化系统可靠性评估算法
根据上述模型，配电自动化系统可靠性算法主要步骤如下：
（1）建立配电自动化系统各功能模块两状态Markov模型。
（2）出每个状态发生的概率和不同状态间的转运率。
（3）通过配电自动化系统网络拓扑结构，结合各功能模块可靠性模型得到配电自动化系统可靠性Markov模型。
（4）枚举二阶以下元件故障类型，求出该故障下每个终端设备的运行状态及相应概率，如果所有元件故障均枚举完毕，则转计算结束，否则重复（4）。
四、含配电自动化系统的配电网可靠性评估方法
配电自动化系统是实现配电网运行监视和控制的自动化系统，是配电自动化的核心部分。其主要功能有：
（1）数据采集与监控。数据采集与监控功能是“三遥”（遥测、遥信、遥控）的具体体现与扩展，实现配电网及设备的数据采集、运行状态监视和故障告警等功能并可对相关一次设备进行远程操作。
（2）故障自动隔离及恢复供电。在线路发生永久性故障后，配电自动化系统自动定位线路故障点，跳开故障点两侧的断路器，隔离故障区段，恢复非故障线路的供电，缩小故障停电范围，加快故障抢修速度，减少停电时间，提高供电可靠性。
根据配电自动化系统结构和功能，可以得到含配电自动化系统的配电网可靠性评估的基本算法，具体描述如下：
（1）读入系统原始数据；
（2）按照分块算法将一次网络分成若干块；
（3）根据第二章的算法评估配电自动化系统的可靠性；
（4）在配电自动化系统正常工作情况下，计算配电网可靠性指标；
（5）枚举配电自动化系统中元件故障；
（6）在配电自动化系统某元件故障情况下，以块为单位枚举一次网络故障事件；
（7）根据配电自动化系统功能，确定故障影响范围和负荷停电时间；
（8）计算各负荷点的可靠性指标；
（9）判断一次网络故障事件是否枚举完毕，未完转（6），否则，计算系统可靠性指标；
（10）判断配电自动化系统故障事件是否枚举完毕，未完转（5），否则，求取所有故障状态下系统可靠性指标的加权平均值；
（11）对（4）、（10）的计算结果进行加权平均得到含配电自动化系统的可靠性指标。