建筑配電自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

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摘 要：由于科技進(jìn)步，現(xiàn)代化建筑不斷發(fā)展，多功能、多元化的智能建筑物不斷涌現(xiàn)，對(duì)配電系統(tǒng)提出了更高的要求，在這樣的大環(huán)境下，配電自動(dòng)化應(yīng)運(yùn)而生。將滿足建筑現(xiàn)代化建設(shè)的要求，本文主要對(duì)配電自動(dòng)化系統(tǒng)的組成、設(shè)計(jì)及應(yīng)用、注意事項(xiàng)進(jìn)行了分析與探討

關(guān)鍵詞：建筑工程；配電自動(dòng)化系統(tǒng)

1 配電自動(dòng)化系統(tǒng)的組成

配電自動(dòng)化是指利用現(xiàn)代電子計(jì)算機(jī)、通信及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將配電網(wǎng)在線數(shù)據(jù)和離線數(shù)據(jù)、配電網(wǎng)數(shù)據(jù)和用戶數(shù)據(jù)、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和地理圖形進(jìn)行信息集成，構(gòu)成完整的自動(dòng)化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)及其設(shè)備正常運(yùn)行及事故狀態(tài)下的監(jiān)測(cè)、保護(hù)、控制、用電和配電管理的現(xiàn)代化。配電自動(dòng)化系統(tǒng)包含以下四個(gè)方面：

變電站自動(dòng)化系統(tǒng)：指應(yīng)用自動(dòng)控制技術(shù)和信息處理與傳輸技術(shù)，通過(guò)計(jì)算機(jī)硬軟件系統(tǒng)或自動(dòng)裝置代替人工對(duì)變電站進(jìn)行監(jiān)控、測(cè)量和運(yùn)行操作的一種自動(dòng)化系統(tǒng)。

10kV饋線自動(dòng)化系統(tǒng)：完成10kV饋電線路的監(jiān)測(cè)、控制、故障診斷、故障隔離和網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)。

配電管理系統(tǒng)：是指用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)、信息處理及通信等技術(shù)，并在GIS平臺(tái)支持下對(duì)配電網(wǎng)的運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)視、管理和控制。主要功能有：數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控（SCADA）、配電網(wǎng)運(yùn)行管理、用戶管理和控制、自動(dòng)繪圖設(shè)備管理地理信息系統(tǒng)（AM/FM/GIS）。

用戶自動(dòng)化系統(tǒng)：用戶自動(dòng)化即需求側(cè)管理，主要包括負(fù)荷管理、用電管理、需方發(fā)電管理等。

2 建筑配電自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及應(yīng)用

1、現(xiàn)代配電自動(dòng)化系統(tǒng)采用分層集結(jié)策略大城市配電自動(dòng)化系統(tǒng)一般分四個(gè)層，第一層為現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層。主要由饋線終端單元（FTU）、配變終端單元（TYU）、遠(yuǎn)動(dòng)終端單元（RTU）和電量集抄器等構(gòu)成，統(tǒng)稱(chēng)為配電自動(dòng)化終端設(shè)備。第二層為區(qū)域集結(jié)層。以110kV變電站或重要配電開(kāi)閉所為中心，將配電網(wǎng)劃分成若干區(qū)域，在各區(qū)域中心設(shè)置配電子站，又稱(chēng)“區(qū)域工作站”，用于集結(jié)所在區(qū)域內(nèi)大量分散的配電終端設(shè)備，如饋線終端單元（Fru）、配變終端單元（TI‘U）和電量采集器。第三層為配電自動(dòng)化子控制中心層。建設(shè)在城市的區(qū)域供電分局，一般配備基于交換式以太網(wǎng)的中檔配電自動(dòng)化后臺(tái)系統(tǒng)。往往還包括配電地理信息系統(tǒng)、需方管理和客戶呼叫服務(wù)系統(tǒng)等功能。用于管理供電分局范圍內(nèi)的配電網(wǎng)。第四層為配電自動(dòng)化總控制中心層。建設(shè)在城市的供電局，一般配備基于交換式以太網(wǎng)的高檔配電自動(dòng)化后臺(tái)系統(tǒng)和大型數(shù)據(jù)庫(kù)，用于管理整個(gè)城市范圍內(nèi)的配電網(wǎng)。中小型城市的配電自動(dòng)化系統(tǒng)一般只有前三層設(shè)備，不需要第四層。

2、集成化、智能化和綜合化是發(fā)展趨勢(shì)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，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)一步與斷路器相結(jié)合，機(jī)電一體化，發(fā)展成為智能化開(kāi)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。在電壓無(wú)功控制方面，國(guó)內(nèi)已經(jīng)提出基于人工神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的無(wú)功預(yù)測(cè)和優(yōu)化決策相結(jié)合的變電站電壓無(wú)功控制策略，該策略以無(wú)功變化趨勢(shì)為指導(dǎo)，充分發(fā)揮了電容器的經(jīng)濟(jì)技術(shù)效益，能在無(wú)功基本平衡和保證電壓合格的前提下，使變壓器分接頭的調(diào)節(jié)次數(shù)降至最小，消除了盲目調(diào)節(jié)，降低了變壓器故障幾率和減少了維護(hù)量。

3、配電自動(dòng)化新技術(shù)配電線路載波通信技術(shù)。對(duì)低壓配電網(wǎng)，由于終端設(shè)備數(shù)量非常多，采用光纖通信無(wú)論從成本或可行性看均不現(xiàn)實(shí)，為實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)綜合自動(dòng)化的實(shí)時(shí)電價(jià)信息發(fā)布及遠(yuǎn)程讀表功能，研究具有較高可靠性和通信速率的配電線路載波通信技術(shù)，不僅可作為實(shí)現(xiàn)上述功能的通信手段，還可以為客戶提供其他的綜合通信月盼。

用戶電力技術(shù)。用戶電力技術(shù)是將電力電子技術(shù)、微處理機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)等高新技術(shù)運(yùn)用于中、低壓配、用電系統(tǒng)，以減少諧波畸變，消除電壓波動(dòng)和閃變、各相電壓的不對(duì)稱(chēng)和供電的短時(shí)中斷，從而提高供電可靠性和電能質(zhì)量的新型綜合技術(shù)。用戶電力技術(shù)獨(dú)立工作時(shí)可滿足特殊負(fù)荷對(duì)供電量的嚴(yán)格要求，與配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)相結(jié)合時(shí)，將實(shí)現(xiàn)無(wú)瞬時(shí)停電、實(shí)時(shí)控制的柔性化配電、滿足用戶對(duì)電能質(zhì)量更高層次的要求。

智能分布式FA.在該體系中，將要研究建立智能體（agent）與區(qū)域協(xié)調(diào)器的協(xié)調(diào)機(jī)制。為了考慮全網(wǎng)的運(yùn)行方式以及拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的變化影響，需要研究在配單自動(dòng)化主站建立協(xié)調(diào)服務(wù)器，通過(guò)定義智能體之間的通信與規(guī)范構(gòu)成完整的智能分布式FA實(shí)現(xiàn)方式。

3 建筑配電自動(dòng)化系統(tǒng)的注意事項(xiàng)

配網(wǎng)自動(dòng)化的實(shí)施涉及的部門(mén)多，投資大，是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，因此配網(wǎng)自動(dòng)化的規(guī)劃是必不可少的，必須結(jié)合當(dāng)?shù)嘏潆娋W(wǎng)的發(fā)展規(guī)劃，制定詳細(xì)的配網(wǎng)自動(dòng)化的實(shí)施計(jì)劃，整體考慮，分期分批實(shí)施，同時(shí)要和供電企業(yè)內(nèi)部信息化建設(shè)相協(xié)調(diào)。另外，從供電局的實(shí)際需要和發(fā)展需求出發(fā)，目前的配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)該實(shí)現(xiàn)配（網(wǎng)）調(diào)（度）合一的設(shè)計(jì)，技術(shù)上統(tǒng)一平臺(tái)，管理上易于維護(hù)，經(jīng)濟(jì)上節(jié)約資金，同時(shí)也奠定了將來(lái)電力企業(yè)信息化的基礎(chǔ)。在實(shí)施過(guò)程中，注重已有的調(diào)度自動(dòng)化的升級(jí)改造與建設(shè)配網(wǎng)自動(dòng)化統(tǒng)一考慮，新上調(diào)度自動(dòng)化與建設(shè)配網(wǎng)自動(dòng)化統(tǒng)一考慮。

配電線路設(shè)備的戶外運(yùn)行環(huán)境，對(duì)開(kāi)關(guān)設(shè)備、配電終端設(shè)備等提出了更高的要求，必須考慮雷擊過(guò)電壓、低溫和高溫工作、雨淋和潮濕、腐蝕、風(fēng)沙、振動(dòng)、電磁干擾等因素的影響，在開(kāi)關(guān)的外絕緣材料、電子設(shè)備的設(shè)計(jì)、元器件的篩選等方面應(yīng)綜合考慮其性?xún)r(jià)比。此外，配電自動(dòng)化系統(tǒng)中的站端設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)方控制的頻繁程度比輸電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)要高得多，因此要求配電自動(dòng)化系統(tǒng)中的站端設(shè)備具有更高的可靠性。

配電終端設(shè)備中的電源用于控制開(kāi)關(guān)動(dòng)作，正常情況下從線路中取得，線路失電后的后備電源應(yīng)具有較高的可靠性。在實(shí)施配網(wǎng)自動(dòng)化后，降低了運(yùn)行人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了勞動(dòng)效率，使運(yùn)行人員對(duì)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行狀況掌握得更全面更快捷，為供電企業(yè)創(chuàng)造更好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。配網(wǎng)自動(dòng)化的實(shí)施，改變了配電網(wǎng)傳統(tǒng)的運(yùn)行管理方式，但對(duì)運(yùn)行人員提出了較高的要求。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，配電自動(dòng)化系統(tǒng)是智能小區(qū)的重要組成部分，配電自動(dòng)化系統(tǒng)的可靠性、安全性與居民的生活息息相關(guān)，而新信息技術(shù)的應(yīng)用為配電自動(dòng)化系統(tǒng)的可靠性、安全性提供了有效的保障，因此，開(kāi)展此課題的研究，意義非常重大。

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