摘　要：从现代社会对配电的要求、电力企业自身的成长需要、国内外配网自动化成长的状态等方面，论述了中低压配电网自动化的需要性；对配电网自动化的几种现有方案进行了比力，提出了用可编法式控制器（PLC）来实现中低压配电网自动化的解决方案，并对PLC方案的具体实现作了具体的介绍。　　要害词：配电网；自动化；可编程控制器　　随着科学技术的成长，实现中低压配电网的自动化已成为电力系统成长的趋向。中低压配电网作为输配电系统的后一个环节，其实现自动化的水平与供用电的质量和靠得住性紧密亲密相关。为此，本文特对中低压配电网自动化的需要性及其实现方案作简单的计议。　　1　实现中低压配电网自动化的需要性　　1．1　实现中低压配电网自动化是提高人们生活质量、成长国平易近经济的要求　　在现代社会中，供电质量的黑白，不仅反映一个国家或地域人们的生活质量、水安然平静投资情况的黑白，更是影响经济成长的重要身分，它决议着工业成长的标的目的、规模。现实上，信息时代的到来，要求不中断供电的计较机装备越来越多，给供电提出了更高的要求。停电或限电会致使减产，而突然的停电则会风险工场的重要装备。只有实现中低压配电网的自动化，才可能年夜限度地提高供电质量，知足人们日常生活工作与生产的需要。　　1．2　实现中低压配电网自动化是电力企业自身成长的需要　　　　实现中低压配电网自动化，可提高供电的质量和靠得住性。实现中低压配电网自动化，可削减故障次数，缩小事故范围，缩短事故时间，为恢复供电、快速分析、诊断、陈述事故缘由提供有用的依据。　　实现中低压配电网自动化，可以提高整个电力系统的经济效益：减轻维护人员的劳动强度；削减操作人员；增强电力系统的免维护性；有益于提高装备的平安和健康水平，延长使用寿命。　　实现中低压配电网自动化，可以提高整个电网的治理水平。主要包括：为电力系统计较机治理自动、准确、实时地提供更为详实、丰硕的数据和信地方、任何用户的计划停电、供电；可以利便、直观地监控全局内各个用户的用电、供电情况，实现整体控制。　　1．3　中低压配电网是我国配电网自动化的亏弱环节　　　　配电网自动化建设，在我国虽然起步较晚，但也已进行了近20年的研究和实践，取得初步成效。可是研究与实践功效年夜大都都是在高压配电网（35kV以上）条理上进行的，而在中低压配电网（配电房这一条理）的自动化问题上，仍是一片空白，既没有整体的计划，也没有一个统一的技术原则。不仅如斯，今朝的纵向监控一般只限于变电站的出线之前，对于从变电站馈线到终端用户等属于用电治理范围的监控，除少数年夜用户的负荷控制外，尚无其它监控手段。　　2　中低压配电网自动化方案　　2．1　电力系统自动化现有方案的比力　　　　中低压配电网（主要指开关站、开关房、开闭所）的自动化和变电站的自动化具有一定的相似性。是以，分析一下变电站自动化的实现方式，对于准确肯定中低压配电网自动化方案具有重要意义。　　变电站自动化系统由5个部门组成：主站、远方终端单元（remoteterminalunits，RTU）、线路传感器、远方控制SF6或真空开关、通讯电缆。其中，RTU装配位于变电站现场，可以自动收集各类开关状态量（远信）、模拟量（远测），并经专用通道传递到监控中心的主站系统；有的RTU还可以按监控人员的意图和指令执行特定的远控操作，并将操作成效返送监控中心主站系统。　　从变电站RTU可以实现的功能来看，变电站的自动化包括3个方面的内容：远信、远测、远控。除此之外，有的系统还可以凭据远测的成效实现电能量总加功能。与此响应，变电站自动化系统可以分为两类：一类只实现了远信、远测的功能，即传统的SCADA系统；而新的SCADA系统则属于另外一类，它应当可以实现所有“三远”功能。这两类系统对应着电力系统自动化的分歧阶段和水平。　　从变电站RTU实现远测的方式来看，RTU存在两种实现方案：　　a）直流采样方案　　这类类型的RTU装配在收集模拟量之前，先哄骗变送器将交流转化成直流，然后再使用RTUA／D转换元件将直流量暗示成数字量。其装配以模拟电路为主，辅以少许的数字电路。其特点在于需要变换器，无需的数字处置单元（CPU等），难以反映模拟量的瞬时变化，没法进行谐波分析，电能量总加功能的实现比力复杂坚苦。　　b）交流采样方案　　这类类型的RTU装配直接使用A／D转换元件对交流电量进行收集计较，无需变送器之类的转换装备，但需要快速的数字处置单元进行配合，以对收集到的数据进行分析、综合。它不仅可以反映电量的瞬时变化，而且可以进行谐波分析，计较频率，简单地实现电能量总加功能。它们多使用微型计较机（如8X86等）配合多个单片机（如8051、8098等）、并加上年夜量的A／D转换电路，来实现开关量、模拟量的收集。　　当前在数字技术获得充实成长和运用的情况下，交流采样方案是配网自动化的一个合理选择。它以数字电路为主，辅以少许的模拟电路，功能壮大，扩充轻易，靠得住性较直流采样方案有较年夜提高，综合成本低。　　2．2　中低压配网自动化的运用特点　　中低压配网自动化系统由主站、远方终端单元（RTU）、线路传感器、远方控制SF6或真空开关、通讯电缆等五个部门组成。中低压配电网自动化的运用有自己分歧的特点：　　a）传统的变电站RTU在功能上偏重远信、远测，但中低压配电网的自动化对象（开关房、开闭所和配电房）数目繁多，开关操作频仍，更注重远信、远控功能。　　b）中低压配电网的自动化对象遍及城市、农村等各类分歧情况，被分歧条理的用电治理人员（包括农村电工）所操作。更要求其具有安装灵活、易操作、免专业维护、抗恶劣情况等特点。　　c）运用于中低压配电网的RTU，在功能上应具有模块化结构，在硬件上要越简单、越靠得住越好。好是统一套简单硬件，只要简单进行一下设置，就能够知足分歧场所、分歧规模的要求。　　因而可知，有需要开发新型的、分歧于传统结构的RTU，以适合中低压配电网自动化的特点和需要。　　2．3　中低压配电网自动化RTU的PLC实现　　可编法式控制器（programmablelogiccon－troller，PLC）技术经过几十年的成长，已相当做熟。其品种齐全，功能繁多，已被普遍运用于工业控制的各个领域。用PLC来实现中低压配电网自动化的RTU功能，能够很好地知足RTU的独有的要求。在国内市场，有来自许多厂家的PLC产物。这些产物从简单到复杂，都自成系列，可以知足分歧运用的非凡要求。年夜大都中低档次的PLC产物，都包括有离散点输进和输出（点数的几多可以依据运用情况增减）、模拟采样输进、时钟、通讯等功能。哄骗这类PLC的现成功能，可以利便地实现中低压配电网自动化的RTU功能。使用PLC的离散输进点来实现远信、用PLC的离散输出点来实现远控、用PLC的模拟采样输进来实现远测、用PLC的通讯功能来实现和主机的通讯。完成这些功能，都无需额外的硬件，只需凭据开关房的现实情况，对PLC进行简单编程即可。不仅如斯，哄骗PLC的模拟输出功能，甚至还可以实现配电网的远调。例如调理调压变压器的变比，调理静止无功抵偿装备的电压、电流相角等。　　这样一种基于PLC的中低压配电网自动化的RTU实现方案，完全可以知足中低压配网自动化的非凡要求。它具有以下特点和优势：硬件结构简单，完全免维护；规模可年夜可小，只需将PLC的扩大模块毗连在一起，就能够实现远控点、远信点、远测点的增加；抗恶劣情况；高靠得住性；编程实现各类功能，免硬件调试；费用低廉。　　PLC方案在具体设计时，包括以下几个步骤：　　a）获取操作点数。领会配电网的基本情况及自动化的具体要求，肯定系统需要进行远控、远信、远测、甚至远调的装备，统计遍地配电房需要这4种旌旗灯号的具体点数。　　b）肯定通讯方案。凭据配电网的规模及散布情况，肯定整体设计方案，主要是通讯方案的设计和选择。　　c）PLC选型。凭据遍地各类操作的点数和所肯定的通讯方案，选择恰当型号的PLC来实现RTU功能。　　由于RTU需接受监控中心的指令，并上传配电网、开关柜的信息，所以通讯功能是选择PLC的主要斟酌身分。　　由于各开关房、开关柜的操作类型、操作点数往往相差很年夜，是以，PLC是否具有模块化结构和组态能力，是否能够灵活、经济地组成输进点、输出点、丈量点（A／D）、调理点（D／A）的规模可变系统，是选择PLC型号的另外一个主要斟酌身分。　　今朝，很多厂家的产物，都可以知足通讯和模块化的要求。例如，SIEMENS的S7－214以上系列，三菱的A1S系列，松下的较此外PLC系列等。凭据具体情况，在一个配网自动化工程中，整个配电网系统可以选用统一个厂家的PLC，也能够凭据配电房的具体情况，选用分歧厂家的PLC，以哄骗各厂家PLC的优势和特点。　　3　RTU功能的PLC实现　　RTU功能的PLC实现包括硬件实现和软件实现两个方面。　　3．1　硬件实现方面　　在硬件方面，主要存在PLC的电源若何提供，PLC若何实现长距离的通讯，远控、远信、远测、远调若何具体实现等问题。　　由于PLC都有配套的专用电源模块，是以在设计RTU时，主要应斟酌电网断电后PLC的供电问题，凡是以设置装备摆设充电电池的方式解决。　　一般PLC的通讯模块只具有短距离的通讯能力，虽然有些公司为PLC提供配套的组网模块，但通讯距离也限制在若干千米之内。而配电网的特点是点多、面广，是以，必需借助其它方式以延长PLC的通讯距离。方式很多，有电话调制解调器方案、专线调制解调器方案、无线方案、寻呼台服务方案、光纤方案等。在统一个配电自动化工程中，可以凭据具体情况，采用单一方式，也能够采用多种方式组合。　　在RTU的四远操作方面，由于PLC的电平和功率容量同操作装备不成能正好一致，加上有电气隔离的要求，是以，必需增加辅助的电位转换、功率放年夜、电气隔离等模块和器件。　　对于远控，当PLC收到开关指令时，输出点到内部电源的通路被接通或关断，假设直接用输出点的输出电流往操作开关装备，则功率基本不够。是以，可把PLC的输出点作为一个小功率继电器的激磁电源，以控制该继电器的常开或常闭触点的开合，再由该继电器往控制配电网的配电开关的操作电源，使配电开关动作，线路或配电装备被投切。　　对于远信，则是将被测开关的辅助触点两头引线接到PLC的输进点和地，当配电开关动作时，辅助触点响应开闭，PLC的响应输进点与地之间被断开或短接，从而在PLC内部获得一个高电平或低电平。　　对于远测，经互感器出来的旌旗灯号，必需落在PLC的A／D转换模块的丈量范围之内，才能接进到响应模块的输进端。此外，在选择PLC的A／D模块时，还要斟酌采样周期问题。周期太长，将没法获得切确数值。　　PLC可以实现远调功能，但因电网中运用很少，这里不予详述。　　3．2　软件实现方面　　在PLC软件方面，由于PLC以轮回扫描和中断两种方式来执行法式，是以为了完成所有RTU功能，PLC软件应包括：轮回扫描执行的主法式；通讯法式（接收和发送报文）；收到报文分析法式；上发报文发生法式；输进点电平中断扫描法式；操作执行法式（远控、远信、远测等）。　　在上述法式模块的编制中，应重点斟酌以下问题：　　a）PLC的主CPU的速度是否足够快？若何编制出执行时间短的法式？　　b）PLC和监控中心的通讯要哄骗一套复杂的通讯规约，PLC的法式容量能否容下所有法式？若何编制出短小精壮的法式？　　c）PLC是经由过程轮回扫描输进点的内存映像以获取输进点的输进状态的，在配电开关动作时，响应辅助触点往往存在短暂的发抖。发抖的机械频率虽然很高，但相对PLC的法式扫描执行的频率却是很低的，是以这类发抖会在PLC的内存映像中反映为屡次不相关的开关动作，若何在法式上消除这类开关动作的假象？　　实践证实，采用恰当的编程技巧，以上各类问题都可以获得圆满解决。　　4　结论　　实现我国中低压配电网自动化，是提高供电质量、用电靠得住性和提高电力企业自身水平的需要。哄骗PLC来实现中低压配电网的RTU功能，具有简单、靠得住、易用等特点，是一个比力有运用前景的实现方案。　　参考文献：　　［1］陈章潮，顾洁．配电网及自动化讲座（六）———第六讲配电网自动化［J］．电网技术，1996，20（2）：65—68．　　［2］朱年夜新．变电站综合自动化与无人值班［J］．电力系统自动化，1994，18，（11）：5—9．　　［3］BRINKMANNH．配电网运行治理系统的经验———远控和使用人工智能［A］．CIRED论文集［C］．［出书地不详］：［出书社不详］，1993（4）．33．　　［4］PRAISSAJ．法国电力公司电网自动化对策［A］．CIRED论文集［C］．［出书地不详］：［出书社不详］，1993（4）．66．　　［5］吴闯明，尹华杰，蔡丽娟，等．广州保税区10kV配电网自动化的PLC实现［J］．电力系统自动化，1999，23（7）：45—46，57.