淺談配電網(wǎng)自動化

鄧基凱　張春豐　張維罡

摘 要：現(xiàn)代社會對電力資源的依賴越來越大，電力自動化技術(shù)更是保證供電質(zhì)量和供電穩(wěn)定性最好的解決辦法，傳統(tǒng)的配電網(wǎng)自動化面臨著許多問題，對于電力市場來講，大力發(fā)展配電網(wǎng)自動化是電力企業(yè)擺脫目前困境的最好方法。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；配電網(wǎng)；自動化技術(shù)

1 配電網(wǎng)自動化技術(shù)的基本概況

1.1 配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)的基本組成

配電自動化是指利用現(xiàn)代電子計(jì)算機(jī)、通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)和離線分布數(shù)據(jù)、配電網(wǎng)數(shù)據(jù)和用戶數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和地理信息一體化，構(gòu)成了一個完整的自動化系統(tǒng)、實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)和設(shè)備的正常運(yùn)行和故障狀態(tài)監(jiān)測、保護(hù)、控制、管理和配電的現(xiàn)代化。配電自動化系統(tǒng)由以下四個組成：

（1）變電站自動化系統(tǒng)：指自動控制技術(shù)和信息處理和傳輸技術(shù)的應(yīng)用，通過計(jì)算機(jī)硬件和軟件系統(tǒng)和自動化設(shè)備代替人工進(jìn)行變電站監(jiān)控、測量和操作的自動化系統(tǒng)。

（2）10kV饋線自動化系統(tǒng)：完成10KV饋線監(jiān)測、控制、故障診斷、故障隔離和網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)。

（3）配送管理系統(tǒng)：是指用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)、信息處理和通信技術(shù)，并在地理信息系統(tǒng)平臺的支持下對配電網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)控、管理和控制。主要功能有：數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制（SCADA）、配電網(wǎng)運(yùn)行管理、用戶管理和控制、自動繪圖設(shè)備管理地理信息系統(tǒng)（AM/FM/GIS）。

（4）用戶自動化系統(tǒng)：用戶自動化系統(tǒng)主要包括需求側(cè)管理、負(fù)荷管理、電源管理、電力需求側(cè)管理。

1.2 配電網(wǎng)自動化實(shí)施的目的和原則

配電自動化是實(shí)現(xiàn)我國城市和農(nóng)村電網(wǎng)自動化和實(shí)用化的前提條件，采用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)據(jù)采集和傳輸技術(shù)和自動控制技術(shù)，對配電網(wǎng)的生產(chǎn)、經(jīng)營、運(yùn)行等方面進(jìn)行管理的綜合全面性的管理系統(tǒng)。它涉及范圍廣、層次比較多，在我國仍處于試點(diǎn)環(huán)節(jié)。配送主站、配電子站和饋線終端三層結(jié)構(gòu)被廣泛接受，在通信主干網(wǎng)方面也達(dá)成共識。配電網(wǎng)自動化的主要內(nèi)容包括變電站自動化系統(tǒng)、饋線自動化系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)、智能分析管理系統(tǒng)、負(fù)荷控制和管理系統(tǒng)、用戶管理系統(tǒng)和計(jì)費(fèi)管理系統(tǒng)。為了有效提高配電網(wǎng)自動化水平，需要遵循安全可靠性和分散性原則：

（1）安全可靠性。在配網(wǎng)自動化的實(shí)施過程中，至少設(shè)置兩個供電可靠性和安全性的電源點(diǎn)，確保電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、自動化設(shè)備、控制器、通信、物流中心站、FTU、RTU的硬件設(shè)備具有很高的可靠性和穩(wěn)定性強(qiáng)。

（2）分散性。配電網(wǎng)涉及范圍廣、地理分布廣等因素的影響，在實(shí)施配電網(wǎng)自動化時，最大程度保證其功能和分散性，這是有利于對設(shè)備的實(shí)時監(jiān)控，在現(xiàn)場監(jiān)測配電網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，在設(shè)備運(yùn)行過程中，如果故障，及時，快速，準(zhǔn)確地進(jìn)行處理。

1.3 配電網(wǎng)維護(hù)方面的基本現(xiàn)狀

實(shí)現(xiàn)配電自動化的主要目標(biāo)是提高電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性，提高電網(wǎng)的效率和降低運(yùn)營成本，提高計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展，對配電網(wǎng)自動化的發(fā)展有著更為堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。因此，配電網(wǎng)自動化的建立不僅要考慮配電網(wǎng)的管理系統(tǒng)，還要考慮用戶的承受能力和配送系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行部門的實(shí)際情況。

2 配電網(wǎng)自動化的實(shí)施以及運(yùn)行管理

2.1 配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)的要求

在配電網(wǎng)的建設(shè)時應(yīng)先確定建立區(qū)域地區(qū)的實(shí)際情況，確保合理布線、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定的10kV配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，并保證其建設(shè)的供電電源點(diǎn)、半徑、設(shè)備裝備水平、架設(shè)導(dǎo)線以及導(dǎo)線截面等方面達(dá)到配電網(wǎng)自動化規(guī)定的技術(shù)要求；第二要滿足正常狀態(tài)下的功率要求，如安全、可靠、穩(wěn)定運(yùn)行的電源，功率損耗小，電能質(zhì)量高等；此外供電故障定位和隔離故障，改變供電路徑的負(fù)載；最后以減輕超載分支線的功能，保證電壓質(zhì)量。來平衡負(fù)載和減少操作要求的損失。

2.2 配電網(wǎng)自動化實(shí)施的注意事項(xiàng)

配電網(wǎng)規(guī)劃與建設(shè)：配電網(wǎng)規(guī)劃與建設(shè)是實(shí)現(xiàn)配電自動化與管理系統(tǒng)的基本條件。常用的配網(wǎng)接線有樹狀、放射狀、網(wǎng)狀、環(huán)網(wǎng)狀等形式，其中環(huán)網(wǎng)連接是配電網(wǎng)中最常用的一種形式。環(huán)網(wǎng)和配電網(wǎng)10kV饋線合理分割；確保事故情況下，110kV變電站容量和10KV主干和10kV饋線有足夠的負(fù)荷轉(zhuǎn)移能力。實(shí)時系統(tǒng)與管理系統(tǒng)的集成問題：配電自動化涉及設(shè)備的成本較大，分布范圍一般僅限于重要區(qū)域，而AM/FM/GIS可用于所有配電網(wǎng)。如果結(jié)合使用可以彌補(bǔ)大的不足，在一定程度上通過AM/FM/GIS系統(tǒng)，以及實(shí)時監(jiān)控的AM/FM/GIS配電自動化及管理系統(tǒng)的集成是非常重要的。所謂整合指的是信息系統(tǒng)的一個組成部分作為計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)平臺，該系統(tǒng)的實(shí)時數(shù)據(jù)（包括圖形數(shù)據(jù)）的一致性可以得到保證，使SCADA和AM/FM/GIS通過圖形用戶界面（GUI）集成在一起。因此提高系統(tǒng)的效率和有效性。

通信渠道的合理配置：選擇一個通信系統(tǒng)的渠道，應(yīng)根據(jù)通信計(jì)劃，對現(xiàn)有通信條件和配電自動化管理系統(tǒng)的需求，根據(jù)資源共享原則的層次結(jié)構(gòu)確定。

選擇一個可靠的設(shè)備：對于一個開關(guān)設(shè)備除符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)外，還應(yīng)滿足配電自動化和配電管理系統(tǒng)的要求：前三個遠(yuǎn)程接口。模擬接口：電流互感器或電流傳感器，電壓互感器或電壓傳感器；接口狀態(tài)：開關(guān)狀態(tài)，開關(guān)存儲狀態(tài)，SF0的壓力狀態(tài)；控制接口：分閘控制，切換控制。第二操作電源。滿足開關(guān)電源的交流電源損耗，控制設(shè)備可以滿足要求的數(shù)據(jù)通信和故障隔離，恢復(fù)供電的動作時間要求。

2.3 設(shè)備運(yùn)行維護(hù)管理措施

為了保證用戶端的可靠、配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)不僅可以判斷故障恢復(fù)，而且增加投資，提高快速、可靠的切換控制裝置，從而降低用戶的停電次數(shù)和持續(xù)時間。為了滿足電力市場競爭的需求，對配電網(wǎng)的監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的要求具有強(qiáng)大的功能，尤其是在監(jiān)控用戶要求準(zhǔn)確、靈敏可靠。

采用全面的網(wǎng)絡(luò)分布自動化終端擴(kuò)展，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的集成，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)、功能、接口的集成，實(shí)現(xiàn)地理信息系統(tǒng)中屬性數(shù)據(jù)的自動提取和網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對地理信息系統(tǒng)的監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。綜合自動化終端可擴(kuò)展的分銷網(wǎng)絡(luò)，以滿足市場對電能質(zhì)量和價(jià)格信息的監(jiān)測要求，而且要收集和控制信息，而且還可以降低系統(tǒng)的復(fù)雜度和減少終端的數(shù)量。

3 結(jié)語

配電網(wǎng)自動化管理系統(tǒng)具有自動化程度高、實(shí)時性好、管理性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，不僅可以提高電能質(zhì)量和供電可靠性，同時也提高了對用戶的服務(wù)，具有明顯的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢和良好的社會效益。配電網(wǎng)自動化管理系統(tǒng)是一個綜合性的項(xiàng)目，仍處于一個上升的階段，我們要不斷的完善。

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作者簡介：鄧基凱（1997—），女，吉林榆樹人，沈陽理工大學(xué)學(xué)生。

張春豐（1997—），男，遼寧大連人，沈陽理工大學(xué)學(xué)生。

張維罡（1997—），男，山東濟(jì)南人，沈陽理工大學(xué)學(xué)生。