配電自動化發展動向

厚金庫　曹殿春

摘要：配電網是電力系統發電、輸電和配電(有時也稱供電和用電)三大系統之一。電力公司通過配電網實現產品銷售--向廣大電力用戶提供電能。隨著經濟的發展，觀念的變化，電力公司正經歷著一場深刻的變革：電力市場自由化。這場變革使電力公司面臨新的挑戰，不得不采取新的策略，新的技術和管理措施，轉變經營理念，增強市場競爭實力。

關鍵詞：配電網；配電自動化；發展動向

1配電網

配電網是電力系統發電、輸電和配電(有時也稱供電和用電)三大系統之一。電力公司通過配電網實現產品銷售，向廣大電力用戶提供電能。隨著經濟的發展，觀念的變化，電力公司正經歷著一場深刻的變革：電力市場自由化。這場變革使電力公司面臨新的挑戰，不得不采取新的策略，新的技術和管理措施，轉變經營理念，增強市場競爭實力。

2配電自動化簡介

配電自動化指：利用現代電子技術、通信技術、計算機及網絡技術與電力設備相結合，將配電網在正常及事故情況下的監測、保護、控制、計量和供電部門的工作管理有機地融合在一起，改進供電質量，與用戶建立更密切更負責的關系，以合理的價格滿足用戶要求的多樣性，力求供電經濟性最好，企業管理更為有效。

配電自動化是一個龐大復雜的、綜合性很高的系統性工程，包含電力企業中與配電系統有關的全部功能數據流和控制。從保證對用戶的供電質量，提高服務水平，減少運行費用的觀點來看，配電自動化是一個統一的整體。

配電自動化包括饋線自動化、變電站自動化、配電管理系統、需求側管理。 這四個方面的內容可以相互獨立運行，它們之間的聯系十分密切，特別是信息的采集、傳遞、存儲、利用以及這些信息經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配電自動化發展新動向

3．1配電網自動化功能框架奠定，且得到充實和完善

國際供電會議(CIGRED)特設工作小組在1995年5月提出的專題報告中，按照以下原則：把電網功能和用戶功能區別開來； 把在線功能和計劃功能區別開來； 把運行工作和維修工作區別開來。

將配電自動化功能劃分為4組：電網運行、運行計劃及其優化、維修管理、用戶聯系和控制。

在上述主功能組的基礎上，再分成若干功能，奠定了配電自動化系統的主功能框架。需要強調的是：

這4個功能組并不是各行其事，而是有著十分緊密的聯系，經常交換信息，這樣既可做到數據共享，更可保證控制和管理的一致性。

數據管理的重要性。數據管理本身并不是配電自動化的功能，但是，所有的功能都包含在數據管理內，要實現龐大復雜的眾多功能必須依靠數據管理來完成，這些功能所交換和共享的數據引起了功能間的聯系。數據管理可確定所掌握的數據是需要相關管理的、連續不斷更新的還是由若干系統共享的數據。數據管理建立了能滿足配電自動化要求的新的機制和管理方法，是配電自動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接口規范。該規范不僅將上述配電自動化功能按照商業應用的要求作了分類，規定了每類的具體功能要求，而且將配電自動化系統與能量管理系統(EMS)、氣象信息、雇員信息及用戶信息系統的接口考慮進去，充實和完善了配電自動化功能框架。

3．2配電網優化運行

電力市場的不斷完善迫使電力企業以效益為目標，把工作中心轉移到效率管理、降低成本和為用戶提供優質服務上。這使得供電企業必須不斷地分析電網的運行性能、制定電網優化運行的方案。

變電站自動化的發展，使供電可靠性有了很大的提高，但是，要進一步縮短故障停電時間，很大一部分取決于饋線自動化的發展。必須在饋電線路上裝設電動開關，配置饋線終端設備FTU，對一些分支線路，還應裝設故障指示器，并利用通信系統，向系統提供饋線運行數據和狀態，執行系統下達的饋線開關遙控操作命令。

非線性負載、電動機直接起動、不平衡負載、焊接設備以及家用電器設備增多，降低了電壓質量。電壓質量對現代電子設備及計算機系統影響極大。為此，提出系統應對電壓進行連續測量和質量分析，噪聲越限告警。同時，要根據實際需要選擇不同的無功補償方式。

3．3集成化、智能化和綜合化是一發展趨勢

早期配電自動化的實施采用發展獨立的、單項自動化系統來解決問題，其中大部分要求很難滿足，且還無法克服在擴大應用規模時確認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。

配電自動化系統作為一個龐大復雜的、綜合性很高的系統性工程，包含眾多的設備和子系統，各功能、子系統之間存在著不同程度的關聯，其本身及其所用技術又處于不斷發展之中，對任一家制造商而言，根本不可能包攬一切。

這就要求配電自動化系統采用全面解決的方案，走系統集成之路，使得各種應用之間可共享投資和運行費用，最大限度保護用戶原有的投資。

在饋線自動化方面，現有饋線終端設備不僅具有常規的遙測、遙信和遙控功能，且還集成了自動重合閘、饋線故障檢測和電能質量的一些參數的檢測功能，甚至集成了斷路器的監視功能，且有進一步與斷路器、開關相結合，機電一體化，發展成為智能化開關的趨勢。顯著地降低了建設、運行和維護的綜合成本，為提高供電可靠性，創造了有利的條件。

故障定位和自動恢復送電可以明顯地縮短停電時間。有效地解決這一問題，必須以數字式繼電保護、饋線自動化和DMS系統為基礎。

3．4電力線載波技術取得重大突破

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

DPL技術是針對能夠加強本地、區域性以至全球范圍的家庭和中小型公司的數據訪問性能和響應性能，采用改進的因特網規約(IP)以及復雜的專用電子裝置來沿低壓配電電纜網絡傳輸MHz級的數字高頻信號，同時監視導致信息失真的脈沖信號以及其他形式的電干擾，從而實現了利用配電網絡為家庭和中小公司提供數字電話、傳真及因特網通信服務的手段。

3．5用戶電力技術的應用

用戶電力(Custom Power)技術是Narain G.Hingorani任職于美國電力科學研究院(EPRI)時和柔性輸電(FACTS)技術一起提出的。其核心內容是電力電子設備的應用。該項技術可以解決電壓突升、突降和瞬時斷電等配電系統擾動所引起的種種問題，可補償電壓下降及短時斷電，對諧波進行有效濾波，補償相電流的不平衡，改進功率因素。其對提高供電質量方面，有廣闊的前景，值得研究。

有了用戶電力設施，用電的質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減少到幾乎沒有。不論是雷擊、開關切換還是負荷大變動等，都不使其干擾電力用戶的運作。

3．6技術和經濟手段綜合利用，改善對用戶的服務

面對激烈的市場競爭，改進對用戶的服務，是增強電力公司競爭能力的重要手段之一。利用各種技術和經濟手段，改進對用戶的服務，滿足不同用戶的需求，指導用戶合理、經濟用電，鼓勵用戶參與和配合電力企業對供用電進行管理和控制，提供用戶用電選擇權等是當前配電自動化發展值得注意的一個動向。