配電自動(dòng)化發(fā)展動(dòng)向

厚金庫　曹殿春

摘要：配電網(wǎng)是電力系統(tǒng)發(fā)電、輸電和配電(有時(shí)也稱供電和用電)三大系統(tǒng)之一。電力公司通過配電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品銷售--向廣大電力用戶提供電能。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，觀念的變化，電力公司正經(jīng)歷著一場(chǎng)深刻的變革：電力市場(chǎng)自由化。這場(chǎng)變革使電力公司面臨新的挑戰(zhàn)，不得不采取新的策略，新的技術(shù)和管理措施，轉(zhuǎn)變經(jīng)營理念，增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力。

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng)；配電自動(dòng)化；發(fā)展動(dòng)向

1配電網(wǎng)

配電網(wǎng)是電力系統(tǒng)發(fā)電、輸電和配電(有時(shí)也稱供電和用電)三大系統(tǒng)之一。電力公司通過配電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品銷售，向廣大電力用戶提供電能。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，觀念的變化，電力公司正經(jīng)歷著一場(chǎng)深刻的變革：電力市場(chǎng)自由化。這場(chǎng)變革使電力公司面臨新的挑戰(zhàn)，不得不采取新的策略，新的技術(shù)和管理措施，轉(zhuǎn)變經(jīng)營理念，增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力。

2配電自動(dòng)化簡(jiǎn)介

配電自動(dòng)化指：利用現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與電力設(shè)備相結(jié)合，將配電網(wǎng)在正常及事故情況下的監(jiān)測(cè)、保護(hù)、控制、計(jì)量和供電部門的工作管理有機(jī)地融合在一起，改進(jìn)供電質(zhì)量，與用戶建立更密切更負(fù)責(zé)的關(guān)系，以合理的價(jià)格滿足用戶要求的多樣性，力求供電經(jīng)濟(jì)性最好，企業(yè)管理更為有效。

配電自動(dòng)化是一個(gè)龐大復(fù)雜的、綜合性很高的系統(tǒng)性工程，包含電力企業(yè)中與配電系統(tǒng)有關(guān)的全部功能數(shù)據(jù)流和控制。從保證對(duì)用戶的供電質(zhì)量，提高服務(wù)水平，減少運(yùn)行費(fèi)用的觀點(diǎn)來看，配電自動(dòng)化是一個(gè)統(tǒng)一的整體。

配電自動(dòng)化包括饋線自動(dòng)化、變電站自動(dòng)化、配電管理系統(tǒng)、需求側(cè)管理。 這四個(gè)方面的內(nèi)容可以相互獨(dú)立運(yùn)行，它們之間的聯(lián)系十分密切，特別是信息的采集、傳遞、存儲(chǔ)、利用以及這些信息經(jīng)過處理作出的決策和控制相互影響。因而，信息的管理十分重要。

3配電自動(dòng)化發(fā)展新動(dòng)向

3．1配電網(wǎng)自動(dòng)化功能框架奠定，且得到充實(shí)和完善

國際供電會(huì)議(CIGRED)特設(shè)工作小組在1995年5月提出的專題報(bào)告中，按照以下原則：把電網(wǎng)功能和用戶功能區(qū)別開來； 把在線功能和計(jì)劃功能區(qū)別開來； 把運(yùn)行工作和維修工作區(qū)別開來。

將配電自動(dòng)化功能劃分為4組：電網(wǎng)運(yùn)行、運(yùn)行計(jì)劃及其優(yōu)化、維修管理、用戶聯(lián)系和控制。

在上述主功能組的基礎(chǔ)上，再分成若干功能，奠定了配電自動(dòng)化系統(tǒng)的主功能框架。需要強(qiáng)調(diào)的是：

這4個(gè)功能組并不是各行其事，而是有著十分緊密的聯(lián)系，經(jīng)常交換信息，這樣既可做到數(shù)據(jù)共享，更可保證控制和管理的一致性。

數(shù)據(jù)管理的重要性。數(shù)據(jù)管理本身并不是配電自動(dòng)化的功能，但是，所有的功能都包含在數(shù)據(jù)管理內(nèi)，要實(shí)現(xiàn)龐大復(fù)雜的眾多功能必須依靠數(shù)據(jù)管理來完成，這些功能所交換和共享的數(shù)據(jù)引起了功能間的聯(lián)系。數(shù)據(jù)管理可確定所掌握的數(shù)據(jù)是需要相關(guān)管理的、連續(xù)不斷更新的還是由若干系統(tǒng)共享的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)管理建立了能滿足配電自動(dòng)化要求的新的機(jī)制和管理方法，是配電自動(dòng)化不可缺少的組成部分。

IEC TC57/WG14工作組提出了配電管理系統(tǒng)接口規(guī)范。該規(guī)范不僅將上述配電自動(dòng)化功能按照商業(yè)應(yīng)用的要求作了分類，規(guī)定了每類的具體功能要求，而且將配電自動(dòng)化系統(tǒng)與能量管理系統(tǒng)(EMS)、氣象信息、雇員信息及用戶信息系統(tǒng)的接口考慮進(jìn)去，充實(shí)和完善了配電自動(dòng)化功能框架。

3．2配電網(wǎng)優(yōu)化運(yùn)行

電力市場(chǎng)的不斷完善迫使電力企業(yè)以效益為目標(biāo)，把工作中心轉(zhuǎn)移到效率管理、降低成本和為用戶提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)上。這使得供電企業(yè)必須不斷地分析電網(wǎng)的運(yùn)行性能、制定電網(wǎng)優(yōu)化運(yùn)行的方案。

變電站自動(dòng)化的發(fā)展，使供電可靠性有了很大的提高，但是，要進(jìn)一步縮短故障停電時(shí)間，很大一部分取決于饋線自動(dòng)化的發(fā)展。必須在饋電線路上裝設(shè)電動(dòng)開關(guān)，配置饋線終端設(shè)備FTU，對(duì)一些分支線路，還應(yīng)裝設(shè)故障指示器，并利用通信系統(tǒng)，向系統(tǒng)提供饋線運(yùn)行數(shù)據(jù)和狀態(tài)，執(zhí)行系統(tǒng)下達(dá)的饋線開關(guān)遙控操作命令。

非線性負(fù)載、電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)、不平衡負(fù)載、焊接設(shè)備以及家用電器設(shè)備增多，降低了電壓質(zhì)量。電壓質(zhì)量對(duì)現(xiàn)代電子設(shè)備及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)影響極大。為此，提出系統(tǒng)應(yīng)對(duì)電壓進(jìn)行連續(xù)測(cè)量和質(zhì)量分析，噪聲越限告警。同時(shí)，要根據(jù)實(shí)際需要選擇不同的無功補(bǔ)償方式。

3．3集成化、智能化和綜合化是一發(fā)展趨勢(shì)

早期配電自動(dòng)化的實(shí)施采用發(fā)展獨(dú)立的、單項(xiàng)自動(dòng)化系統(tǒng)來解決問題，其中大部分要求很難滿足，且還無法克服在擴(kuò)大應(yīng)用規(guī)模時(shí)確認(rèn)所需投資的合理性所遇到的困難。這種按"功能定向"的方法，已造成綜合化水平非常低并帶來若干反面影響。

配電自動(dòng)化系統(tǒng)作為一個(gè)龐大復(fù)雜的、綜合性很高的系統(tǒng)性工程，包含眾多的設(shè)備和子系統(tǒng)，各功能、子系統(tǒng)之間存在著不同程度的關(guān)聯(lián)，其本身及其所用技術(shù)又處于不斷發(fā)展之中，對(duì)任一家制造商而言，根本不可能包攬一切。

這就要求配電自動(dòng)化系統(tǒng)采用全面解決的方案，走系統(tǒng)集成之路，使得各種應(yīng)用之間可共享投資和運(yùn)行費(fèi)用，最大限度保護(hù)用戶原有的投資。

在饋線自動(dòng)化方面，現(xiàn)有饋線終端設(shè)備不僅具有常規(guī)的遙測(cè)、遙信和遙控功能，且還集成了自動(dòng)重合閘、饋線故障檢測(cè)和電能質(zhì)量的一些參數(shù)的檢測(cè)功能，甚至集成了斷路器的監(jiān)視功能，且有進(jìn)一步與斷路器、開關(guān)相結(jié)合，機(jī)電一體化，發(fā)展成為智能化開關(guān)的趨勢(shì)。顯著地降低了建設(shè)、運(yùn)行和維護(hù)的綜合成本，為提高供電可靠性，創(chuàng)造了有利的條件。

故障定位和自動(dòng)恢復(fù)送電可以明顯地縮短停電時(shí)間。有效地解決這一問題，必須以數(shù)字式繼電保護(hù)、饋線自動(dòng)化和DMS系統(tǒng)為基礎(chǔ)。

3．4電力線載波技術(shù)取得重大突破

1997年10月英國聯(lián)合電力公司的子公司Norweb通信公司與加拿大Notel公司聯(lián)合聲稱：取得了電力線載波技術(shù)重大突破，利用新開發(fā)的數(shù)字配電線載波技術(shù)(Digital Power Line DPL)可有效地保護(hù)配電線上傳輸?shù)男盘?hào)不受干擾，使得電力公司可以通過現(xiàn)成的配電線路為用戶提供高速、可靠而費(fèi)用低廉的因特網(wǎng)、多媒體以及其他信息服務(wù)。目前，該技術(shù)可為家庭和中小型用戶提供速度最快的通信方式。

DPL技術(shù)是針對(duì)能夠加強(qiáng)本地、區(qū)域性以至全球范圍的家庭和中小型公司的數(shù)據(jù)訪問性能和響應(yīng)性能，采用改進(jìn)的因特網(wǎng)規(guī)約(IP)以及復(fù)雜的專用電子裝置來沿低壓配電電纜網(wǎng)絡(luò)傳輸MHz級(jí)的數(shù)字高頻信號(hào)，同時(shí)監(jiān)視導(dǎo)致信息失真的脈沖信號(hào)以及其他形式的電干擾，從而實(shí)現(xiàn)了利用配電網(wǎng)絡(luò)為家庭和中小公司提供數(shù)字電話、傳真及因特網(wǎng)通信服務(wù)的手段。

3．5用戶電力技術(shù)的應(yīng)用

用戶電力(Custom Power)技術(shù)是Narain G.Hingorani任職于美國電力科學(xué)研究院(EPRI)時(shí)和柔性輸電(FACTS)技術(shù)一起提出的。其核心內(nèi)容是電力電子設(shè)備的應(yīng)用。該項(xiàng)技術(shù)可以解決電壓突升、突降和瞬時(shí)斷電等配電系統(tǒng)擾動(dòng)所引起的種種問題，可補(bǔ)償電壓下降及短時(shí)斷電，對(duì)諧波進(jìn)行有效濾波，補(bǔ)償相電流的不平衡，改進(jìn)功率因素。其對(duì)提高供電質(zhì)量方面，有廣闊的前景，值得研究。

有了用戶電力設(shè)施，用電的質(zhì)量和可靠性仍需供電方和用電方合作解決，所以雙方的信息暢通和工況變化的透明度是十分重要的，這有賴于供電信息化程度的提高。用戶和供電者合作可以共同把擾動(dòng)減少到幾乎沒有。不論是雷擊、開關(guān)切換還是負(fù)荷大變動(dòng)等，都不使其干擾電力用戶的運(yùn)作。

3．6技術(shù)和經(jīng)濟(jì)手段綜合利用，改善對(duì)用戶的服務(wù)

面對(duì)激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，改進(jìn)對(duì)用戶的服務(wù)，是增強(qiáng)電力公司競(jìng)爭(zhēng)能力的重要手段之一。利用各種技術(shù)和經(jīng)濟(jì)手段，改進(jìn)對(duì)用戶的服務(wù)，滿足不同用戶的需求，指導(dǎo)用戶合理、經(jīng)濟(jì)用電，鼓勵(lì)用戶參與和配合電力企業(yè)對(duì)供用電進(jìn)行管理和控制，提供用戶用電選擇權(quán)等是當(dāng)前配電自動(dòng)化發(fā)展值得注意的一個(gè)動(dòng)向。