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丽水山区配电网智能开关的
应用现状
丽水地处山区，山地占比达到90%左右，大量的山区配电线路穿越在山区密林之间，很多线路开关安装点需要翻山越岭超过1个多小时才能到达，如丽水遂昌琴圩186线，该线路操作需要先坐船后翻山,往返一次需要3小时；同时在线路故障发生率高的强降雨、强对流气象条件下，山路崎岖，行车困难，地质灾害危险性大,以上各种原因造成偏远山区线路运维难度高，运维效率低。
目前智能开关主要采用通讯运营商无线公网+VPN方式与配调主站通讯，但受限于电网信息安全要求，通过无线公网GPRS/3G/4G网络只允许接入配电自动化IV区主站，且只能实现遥测和遥信的二遥功能，不允许主站侧遥控。如果采用光纤通信方面，由于架空线路光纤敷设难度大、故障率高、运维困难，导致覆盖面较低，三遥智能开关通过光纤网络接入受限。此外偏远山区通讯信号较差、智能开关“三级保护”配置模式受保护级差时限限制等因素，导致难以实现快速精准隔离，限制了智能开关应用场景和成效。
丽水公司初期利用北斗导航卫星系统投运了实现“三遥”功能的智能开关；但采用的是位于外网的“小主站”接入模式进行接入管理控制，相对于平台统一的配网主站系统存在以下问题：一是“小主站”接入模式由终端厂家开发，单套小主站接入点位较少，随着终端接入数量的增加，小主站的数量不断增加造成管理困难；二是“小主站”位于外网，无法与IV区主站实现数据平台统一，信号接入完全依靠模拟器展示，不能在线路单线图上直观展示和操作。
因此，丽水公司后期采用了北斗无线接入区接入配调I区主站OPEN5200系统，可以使用常规调控模式开展三遥作业，实现远程遥控功能，并满足数据平台的统一，取得了较好的应用成效。
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北斗工作原理
北斗卫星导航系统是中国自行研制开发的卫星定位与通信系统，是除美国的GPS、俄罗斯的GLONASS之后第三个成熟的卫星导航系统。北斗卫星导航系统由空间端、地面端和用户端三部分组成。空间段包括5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星。地面段包括主控站、注入站和监测站等若干个地面站。
北斗卫星系统特有的短报文通信技术，可以作为配电网建设中对光纤、公网等传统通信方式的有力补充。将短报文通信方式应用于配网线路无公网信号覆盖区域，可实现配网线路、作业人员、车辆等业务数据与位置信息的回传，帮助主站运维人员实时了解线路状态及运行检修作业状况。
基于北斗应用的新型智能开关（简称“北斗开关”）具备双向线损电量数据自动采集、短路及单相接地故障就地自动研判隔离、瞬时故障自动重合闸、通过北斗遥信遥控开关等功能。可最大限度减少停电范围，保障非故障用户的可靠供电，提高供电效率和用电安全。同时，该开关可做为分段开关、联络开关、分支开关和分界开关在配电线路中使用。
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北斗开关接入OPEN5200系统
为提高供电可靠率，提升配网运营效率和效益，丽水公司开展北斗开关设备需求梳理，建设北斗遥控主站。梳理北斗三遥的通信终端、通信业务的后续开展模式；开展北斗三遥的业务管理指导意见的编制及宣贯，规范各单位北斗三遥业务应用。
应用北斗卫星导航系统的短报文通信功能，可以远方遥控智能开关动作，并上送开关位置遥信状态。智能开关侧和主站侧，都用北斗模块直接和卫星通信，信息只在北斗卫星的北斗通讯网络系统内传输，不需要接入公网。
目前的北斗短报文两帧数据间隔大于1min，故通过北斗遥控操作时，会存在延时情况的发生。执行一个遥控操作流程如下，首先主站向终端发送预选命令，终端向主站回复预选成功；其次主站向终端发送执行遥控命令，终端向主站回复执行成功；最后终端向主站发送开关量状态变化告警，主站回复终端收到告警。如果按最短时间间隔1min计算，此流程遥控完成时间只需要2分钟，但是终端给主站回执1条开关量状态变化告警短报文，因此一个完整的遥控操作流程至少需要3分钟。
图1 北斗三遥柱上开关接入OPEN5200系统示意图
经过前期大量的实验联调，浙江丽水莲都10千伏金港264线金灵联164112北斗开关完成测试，标志着北斗开关成功接入配电自动化I区主站。
以下针对整个调试过程重要参数作进一步的描述：
配网终端信息表配置
因北斗三遥终端区别于普通三遥终端，配网主站系统通过终端卡号和指挥机卡号组合对接入终端进行唯一性区分。配置配网终端信息表，应注意修改域user_id，格式为“终端卡号_指挥机卡号”（7个数字、下划线、7个数字，卡号不足7位的话，高位补0）。
图2 配网终端信息表配置
配网通道表配置
配置配网通道表应注意统计周期为600秒，当10分钟收不到数据报文时，判通道工况退出；其中通道类型为网络，网络类型为“tcp客户”，共用一个tcp的从通道的网络类型是“tcp客户-共用”。网络描述一应为终端ip ；端口号：终端的开放端口；RTU_地址：采集器地址累加和，由终端提供；工作方式：安全接入；通信规约类型：北斗天文钟。
图3-1 配网主通道表配置
图3-2 配网终端通道表配置
规约表配置
规约配置选用配网IEC101规约，但是为解决北斗通信延时问题，作单独修改处理，形成以下规约配置表。
图4 规约表配置
主站与终端对点联调
主站点号配置完成后，可应用OPEN5200系统开展进行对点联调，将北斗开关接入OPEN5200系统。
图5 联调报文
调试中的问题及解决措施
1) 在联调过程中出现遥控超时的情况，通过抓包分析发现报文上送有丢失的情况，但是，丢包时TCP链接却一直保持畅通，后通过更换串口服务器解决丢包问题。
2) 多台开关联调接入时，出现排队问题，为解决排队问题，在北斗指挥机处配置了多台北斗接收终端，平均一家县公司一台，解决不同县公司使用中的排队问题。
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取得的成效
丽水公司自投入北斗三遥开关以来，已累计通过北斗遥控156次，减少配网抢修人员现场操作156趟，节省行车路程1982公里，减少人工出行598人·次，大大提升了配网抢修的行车安全与故障抢修效率，尤其恶劣极端天气情况不方便人工现场处置故障时，北斗开关更是“大显神通”，目前累计节省时户数达到2670时户数，对于已配置北斗三遥开关的山区配电网区域，其供电可靠性得到了较大提升。
丨供稿丨
刘子卓 丽水供电公司
李朋朋 南瑞科技公司
丨审核丨
吴栋萁 浙江电力科学研究院
丨编辑丨
蔡婉琪 浙江电力培训中心
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