配電自動化系統的應用

摘要：隨著我國社會經濟和人民生活對電力的依賴程度越來越高，配電網已經成為城市生命線工程的重要組成部分。配電網的健康發展可以增強我國綜合國力和我國的國際競爭力提供必不可少的基本保證。如何使配電自動化系統適應電力市場環境的要求，并通過實施配電系統的綜合自動化來降低供電企業的運行成本，同時提高對客戶的服務質量，將成為今后供電企業和科研工作者共同關注的問題的。其重要性和作用，在某些方面，如故障隔離，是必不可少的。

關鍵詞：配電系統自動化 應用研究

1 我國配電網的現狀

我國配電網經過多年的建設和改造，供電能力有了明顯的提高，目前已基本能夠滿足我國社會經濟發展的需求，但是長期以來配電網的建設未得到應有的重視，建設資金短缺，設備技術性能落后，事故頻繁發生，嚴重影響了人民生活和經濟建設的發展，隨著電力的發展和電力市場的建立，配電網的薄弱環節顯得越來越突出。配電網實現自動化是一項綜合性工程，最基本條件是應具有較為完善多路電源配電網點，具有較好城市規劃及電源路徑分布，有較為可靠一次、二次設備，城市建設規模和經濟發展對配電網提出了較高要求，但是我國的配電網存在著很多問題。因此，國家把近期內投資建設的重點設在改造和建設配電網、合理增加變電站、架設輸電線、完善配電網絡、更換陳舊的開關設備是非常正確的，也是十分迫切需要的。在建設過程中首先要搞好規劃，而且在做好配電網一次系統規劃的同時，應同時做好配電自動化的規劃，與輸電網相比較，這一點尤其重要。這是由于其一：配電網一次系統中的設備選擇與配電自動化關系密切。例如：在選擇開關設備時，可以有多種選擇，如斷路器、重合器、重合分段器、分段器、電動負荷開關……等，這與配電自動化采取何種方式有關；其次某些一、二次結合設備，如CT、PT等也與配電自動化的實施方案有關。

2 自動化配電的內容

配電自動化是八十年代末首先由美國而后到其他工業發達國家逐步發展起來的，它的內容在不斷變化，由于電力系統由輸電到配電，是由變電站相連接的交疊而主要功能不同的兩個網絡，因而相應的自動化也有著一定程度的互相交疊的功能，或者稱為接口。

用戶自動化

用戶自動化這一說法見諸于我國出版的權威性出版物《電機工程手冊》。國外文獻中也有這種說法。在國內外許多文獻中有一種稱為需方管理(DSM)的功能，其內容大體相同，有控制和自動化的內容，但更多的是一種管理，主要有負荷管理、用電管理、需方發電管理等。

①負荷管理。我國傳統的負荷管理(負荷控制)是在發電容量不足的情況下采取抑制負荷的方法改善負荷曲線(用削峰、填谷和錯峰等控制手段)。這種控制曾在我國配電網中普遍采用。

②用電管理。它主要包括自動計量計費、業務擴充、用戶服務等內容。

③需方發電管理。這是將用戶的自備電源納入直接或間接的控制之中。

3 iES-DA1000的構成

iES-DA1000配電自動化系統下面幾部分組成：

①iES-DMS1000配電自動化主站系統；

②iES-DAS1000配電自動化廠站系統；

③iES-DSM1000用戶自動化系統。

見下圖示意。

4 配電自動化主站系統 iES-DMS1000

iES-DMS1000是iES-DA1000的配電自動化主站，該系統綜合了配網監視控制、配網自動化、配網設備管理和配網分析功能，構成了一個完整的配電管理系統。

iES-DAS1000由下列單元構成：

饋線自動化、變電站自動化系統構成。

饋線自動化系統由智能開關控制器iES-C20，饋線監控裝置（FTU）iES-F20，開閉所監控裝置iES-R70s組成。

變電站自動化系統由變電站綜合自動化系統CAN2000、變電站監控裝置iES-R70組成。

饋線自動化是指配電線路的自動化。饋線自動化應包括配電網的高壓、中壓和低壓三個電壓等級范圍內的線路的自動化，它是從變電站的變壓器二次側出線口到線路上的負荷之間的配電線路。高壓配電線，其負荷一般是二次降壓變電所。中壓配電線，其負荷可能是大電力用戶或是配電變壓器。低壓配電線其負荷是廣大的用戶。各電壓等級饋線自動化有其自身的技術特點，特別是低壓饋線從結構到一次、二次設備和功能，與高、中壓有很大的區別。因此目前在饋線自動化時是指中、高饋線自動化而且特別是指中壓饋線自動化，在我國尤其是指10kv饋線。

變電站在配電網中的地位是十分重要的，它可以是高壓配電網中的負荷又是下一級配電網的電源。變電站自動化是配電自動化的重點，也正因為如此，它已發展成一個相對獨立的技術領域。近幾年來變電站自動化發展十分迅速。概括地說，它至少有如下一些基本功能：

①各種電器設備電氣運行參數的監測。

②開關就地或遠方控制。

③與繼電保護通信。

④與智能電子裝置聯接，并實行控制。

⑤與上級控制中心或其他控制系統通信。

配電自動化系統iES-DAS1000實現功能：配電自動化系統主要的功能，一是通過故障定位、故障隔離及無故障區自動恢復供電而提高供電可靠性；二是通過無功功率/電壓優化及網絡重構而提高電能質量與降低網損。

與配電變電站自動化系統配合，可以完成以下功能：

①故障定位、故障隔離、非故障段的自動恢復供電。

②線路運行工況的檢測。

③電能量的自動計量。

④通信。

⑤線路重構。

⑥配電變壓器無功功率/電壓控制等。

結合DMS配電管理系統可以實現更多的功能：

①接地點區段尋查。當單相接地時，自動查找接地點所在區段，縮小尋找的區域。

②事故自動處理。短路故障發生后，自動隔離故障區段，恢復非故障區段的供電，且可以做到不受運行方式影響，恢復供電快，避免了現行采用自動重合器達到類似目的一些固有弊病。

③線路街區圖。按照城市地理圖，對線路狀況進行巡視、在線顯示。

④安全調度。根據越限狀況，對網絡結構重構，提示合理的調度方案。

⑤經濟調度及網損計算。通過在線網損計算在保證線路電流不越限的情況下，采用電容補償和改變運行方式，使網損最小。

⑥負荷控制。利用中壓數據交換網，實現高、低壓用戶的負荷控制。

5 iES-DSM1000用戶自動化系統（需方控制DSM）

所謂 DSM( Demand Side Management)，實質是電力的供需雙方，甚至還牽涉到政府的有關部門密切配合，加大對用電市場進行管理，以便達到提高供電質量和可靠性，減少能源消耗及供需雙方的費用支出，直一平改進供電服務，從而提高電力用戶的工作和生活質量，甚至可以達到保護生態環境的目的。iES-DSM1000主要包括以下三方面的內容：負荷管理、用電管理、需方發電管理等。

配電網信息自動化的實施涉及的部門多，投資大，是一項長期系統工程，因此配網自動化的規劃是必不可少的，必須結合當地配電網信息化的發展規劃，制定詳細的配電網信息化自動化的實施計劃，整體考慮，分期分批實施。目前電力系統配電網自動化是當前電網建設和熱點，無論是城市還是鄉村都是把電網建設改造及自動化的實施列為工作重點，投入大量的資金和人力，其目的都是為了擴大供電能力，保證供電可靠性，優化電力服務。從目前的應用情況，有些內容只限于開發、研制和試用階段，因此，各地還必須本著從實際出發，統籌安排，循序漸進的原則，從本地配電網的網絡結構改造入手，認真做好規劃，根據效益反饋，來逐步建設，更好的完善適合于本地區電網發展的配電網自動化系統。

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