淺析配電中自動(dòng)化技術(shù)存在的問題

【摘 要】根據(jù)多年工作經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)配電自動(dòng)化技術(shù)的問題，配電自動(dòng)化技術(shù)的主要功能和基本原理出發(fā)，進(jìn)行簡要闡述配電自動(dòng)化系統(tǒng)在我國應(yīng)用的實(shí)踐效果，提出了發(fā)展配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)注意的幾個(gè)關(guān)鍵問題，以供參考。

【關(guān)鍵詞】技術(shù)；配電自動(dòng)化；問題；研究

1 配電自動(dòng)化技術(shù)的主要功能和基本原理

配電自動(dòng)化發(fā)展至今，其內(nèi)容大致可以分為四個(gè)方面：

（1）饋線自動(dòng)化，即配電線路自動(dòng)化；

（2）用戶自動(dòng)化，這與需方管理含義是相同的；

（3）變電站自動(dòng)化；

（4）配電管理自動(dòng)化，其中包括網(wǎng)絡(luò)分析。

1.1 饋電線自動(dòng)化

饋電線自動(dòng)化主要完成饋電線路的監(jiān)測、控制、故障隔離和網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)。即通過線路終端設(shè)備（FTU），將線路的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)送到控制中心SCADA系統(tǒng)或某一集控站；故障定位、故障隔離、非故障段的自動(dòng)恢復(fù)供電，該功能由安裝在饋電線路上的柱上開關(guān)、分段器和重合器組成。其主要模式有：

（1）就地控制模式，即利用重合器加分?jǐn)嗥鞯姆绞綄?shí)現(xiàn)。

（2）計(jì)算機(jī)集中監(jiān)控模式，即設(shè)立控制中心，饋線上各個(gè)自動(dòng)終端采集的信息通過一定的通信通道遠(yuǎn)傳回主站在有故障的情況下，由主站根據(jù)采集的故障信息進(jìn)行分析判斷，切除故障段并實(shí)施恢復(fù)供電的方案。

（3）就地與遠(yuǎn)方監(jiān)控混合模式，采用斷路器（重合器），智能型負(fù)荷開關(guān)，并且各自動(dòng)化開關(guān)具有遠(yuǎn)方通信能力。這種方案可以及時(shí)、準(zhǔn)確地切除故障，恢復(fù)非故障段供電，同時(shí)還可以接受遠(yuǎn)方監(jiān)控，配電網(wǎng)高度可以積極參與網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化調(diào)整和非正常方式下的集中控制。

1.2 用戶自動(dòng)化

用戶自動(dòng)化與需方管理（DSM）的功能、內(nèi)容大體相同，有控制和自動(dòng)化的內(nèi)容，但更多的是一種管理。

（1）負(fù)荷管理。負(fù)荷管理是指通過一系列經(jīng)濟(jì)政策和技術(shù)措施，由供需雙方共同參與的供用電管理。包括負(fù)荷控制、用電管理及需方發(fā)電管理等。其主要功能有：通過負(fù)荷管理這一手段，可提高DMS所需信息的覆蓋面；根據(jù)配電網(wǎng)的負(fù)荷情況、用戶的用電性質(zhì)、用電合同等用戶信息，自動(dòng)編制負(fù)荷的削峰填谷計(jì)劃；根據(jù)此計(jì)劃，自動(dòng)編制實(shí)施負(fù)荷控制用戶的清單，允許人工修改、確認(rèn)并自動(dòng)進(jìn)行用戶監(jiān)控參數(shù)的設(shè)定；對(duì)計(jì)劃限荷和緊急限荷進(jìn)行多方案比較選定。

（2）遠(yuǎn)方抄表與計(jì)費(fèi)自動(dòng)化是指通過各種通信手段讀取遠(yuǎn)方用戶電表數(shù)據(jù)，并將其傳至控制中心，自動(dòng)生成電費(fèi)報(bào)表和曲線等。它主要包括自動(dòng)計(jì)量計(jì)費(fèi)、業(yè)務(wù)擴(kuò)充、用戶服務(wù)等內(nèi)容。

（3）地理信息系統(tǒng)（Geographic lnformationSystem，簡稱GIS）的引入是配電自動(dòng)化的主要特點(diǎn)之一，因?yàn)榕潆娋W(wǎng)節(jié)點(diǎn)多、設(shè)備分散，其運(yùn)行管理工作常與地理位置有關(guān)，將GIS與一些屬性數(shù)據(jù)庫結(jié)合，可以更加直觀地進(jìn)行運(yùn)行管理。

1.3 變電站自動(dòng)化

變電站自動(dòng)化指應(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、測量和運(yùn)行操作的一種自動(dòng)化系統(tǒng)。變電站自動(dòng)化以信號(hào)數(shù)字化和計(jì)算機(jī)通信技術(shù)為標(biāo)志，進(jìn)入傳統(tǒng)的變電站二次設(shè)備領(lǐng)域，使變電站運(yùn)行和監(jiān)控發(fā)生了巨大的變化，取得顯著的效益。目前新建的變電所已經(jīng)逐步實(shí)現(xiàn)了變電站綜合自動(dòng)化，已建的變電所也正在逐步實(shí)現(xiàn)綜合自動(dòng)化改造，這為配電電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)自動(dòng)化提供了良好的基礎(chǔ)。事實(shí)上，下一步要做的就是變電站自動(dòng)化與饋線自動(dòng)化的接口和配合的問題。

變電站自動(dòng)化的基本功能有：數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)計(jì)算和處理，越限和狀態(tài)監(jiān)視，開關(guān)操作控制和閉鎖，與繼電保護(hù)交換信息、自動(dòng)控制的協(xié)調(diào)和配合，以及變電站其它自動(dòng)化裝置交換信息與調(diào)度控制中心或集控中心通信等功能。

1.4 配電管理自動(dòng)化

配電管理自動(dòng)化是指用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)、通信等技術(shù)和設(shè)備對(duì)配電網(wǎng)的運(yùn)行進(jìn)行管理，從信息的角度看，它是一個(gè)信息收集和處理的系統(tǒng)。配電管理自動(dòng)化可以是集中式，即由一個(gè)配電管理自動(dòng)化主站，實(shí)行對(duì)整個(gè)配電網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集，并和饋線自動(dòng)化、變電站自動(dòng)化、用戶自動(dòng)化集成為一個(gè)系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)可以稱為配電管理系統(tǒng)（DMS）。配電管理系統(tǒng)也可以是分層、分布式的結(jié)構(gòu)，如前面已講到的，在變電站中設(shè)立二級(jí)主站，整個(gè)配電自動(dòng)化由一個(gè)一級(jí)主站、若干個(gè)二級(jí)主站以及若干個(gè)子系統(tǒng)，如用電管理子系統(tǒng)、負(fù)荷管理子系統(tǒng)等集成，這樣信息的收集和處理也是分層和分布的。

由于配電網(wǎng)直接面向用戶，如果把配電網(wǎng)的設(shè)備和運(yùn)行信息與地理信息、自動(dòng)繪圖（GIS/AM）相聯(lián)系，將使配電網(wǎng)信息的含義表示得更直觀，對(duì)運(yùn)行也帶來極大的方便。因此配電管理自動(dòng)化中GIS技術(shù)十分必要。從某種意義說，GIS/AM是配電自動(dòng)化計(jì)算機(jī)平臺(tái)的一部分，它可以在許多離線和在線的應(yīng)用功能中使用。

配電管理自動(dòng)化主要功能有：數(shù)據(jù)采集與控制，運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控，配電設(shè)備管理，停電管理，檢修管理，計(jì)量計(jì)費(fèi)，負(fù)荷管理，網(wǎng)絡(luò)分析，營業(yè)管理，工作管理，網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)及相關(guān)系統(tǒng)通信。這些功能所需要的信息很多，包括配電網(wǎng)內(nèi)各種設(shè)備的各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)、配電網(wǎng)的運(yùn)行實(shí)時(shí)信息、用戶信息、備品備件等各類信息。

2 配電自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用效果

2.1 縮短了停電時(shí)間和提高了供電可靠性

采取環(huán)網(wǎng)“手拉式”來對(duì)用戶進(jìn)行供電，解決了線路應(yīng)故障和檢修造成的全線停電的現(xiàn)象。利用配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)，可以快速、有效的監(jiān)測出來線路故障發(fā)生的具體位置，并進(jìn)行有效的隔離處理，恢復(fù)健康線路的供電，這樣可以大大縮短故障停電的范圍，縮短用戶停電的時(shí)間，從而達(dá)到提高供電可靠性的目的。

2.2 節(jié)省了總體投資減少了檢修費(fèi)用

配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)能合理的安排網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，在一條線路的用戶因?yàn)榫€路故障和維修出現(xiàn)停電問題時(shí)，那么就可以通過網(wǎng)絡(luò)操作聯(lián)絡(luò)開關(guān)，使健康區(qū)域有其他供電線路供電。由此可見，實(shí)行配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)可以充分節(jié)省線路的投資，減少了不必要的停電時(shí)間和維修費(fèi)用，并能及時(shí)、準(zhǔn)確的尋找到線路故障和維修位置，大大縮小了維修的時(shí)間，盡快的給用戶供電。

2.3 提高了運(yùn)行管理水平和改善了供電質(zhì)量

使用配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)，有效的避免了在恢復(fù)供電和維修電網(wǎng)時(shí)的人力資源消耗，防止由于過負(fù)荷產(chǎn)生供電質(zhì)量下降的問題，減少了線路損傷。通過實(shí)行對(duì)配電網(wǎng)進(jìn)行監(jiān)控，可以對(duì)線路進(jìn)行預(yù)測，及時(shí)發(fā)現(xiàn)線路過負(fù)荷的現(xiàn)象，自動(dòng)計(jì)算線損的程度，有效的防止了竊電現(xiàn)象的發(fā)生。

2.4 為推行電力商業(yè)化運(yùn)行提供現(xiàn)代化工具

配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)，有效的減少了用戶交付電費(fèi)時(shí)的一些不必要的程序，大大提高了效率。配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)是實(shí)現(xiàn)從用戶電能表自動(dòng)抄表到記收電費(fèi)的全部過程，呈現(xiàn)在用戶面前的是一個(gè)新結(jié)構(gòu)的電價(jià)實(shí)施方案。使供需雙方的總費(fèi)用都得到節(jié)省，起到了“迅速”、“高效”的作用。

3 發(fā)展配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)注意的幾個(gè)問題

3.1 做好規(guī)劃。首先是配電網(wǎng)絡(luò)一次系統(tǒng)的規(guī)劃，與此同時(shí)做好配電自動(dòng)化的規(guī)劃，要考慮多個(gè)方案，并進(jìn)行比較。在規(guī)劃中要堅(jiān)持分階段、分塊實(shí)施的原則，對(duì)配電自動(dòng)化幾個(gè)方面的功能，都應(yīng)全面考慮到，但不一定要同時(shí)實(shí)施，而應(yīng)選擇對(duì)改善供電質(zhì)量最有效、技術(shù)上較成熟的先實(shí)施，然后逐步擴(kuò)充功能，不斷完善，以便節(jié)省投資，避免浪費(fèi)。在選擇采用的技術(shù)和設(shè)備時(shí)，應(yīng)該按照先進(jìn)、實(shí)用的原則，在選擇實(shí)施方案時(shí)應(yīng)按照各自配電網(wǎng)的不同情況，遵循因地制宜的原則。

3.2 在設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)（主站）、數(shù)據(jù)采集和傳送方案時(shí)，要從信息化的角度統(tǒng)一考慮EMS，DMS，MIS等，盡量利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，做到信息資源共享。

3.3 提高開關(guān)設(shè)備、FTU、控制終端等設(shè)備的技術(shù)性能和質(zhì)量，特別是提高其它抗嚴(yán)寒惡劣環(huán)境的能力。

3.4 加強(qiáng)配電自動(dòng)化應(yīng)用軟件的開發(fā)。配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行有其自身的特點(diǎn)，不能完全依靠廠家現(xiàn)成的系統(tǒng)，必須在依托現(xiàn)有廠家系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，結(jié)合電網(wǎng)實(shí)際，由運(yùn)行單位和產(chǎn)品制造廠密切配合來完成符合電網(wǎng)實(shí)際的應(yīng)用軟件。

3.5 通信方式上要做到因地制宜，要根據(jù)本網(wǎng)的特點(diǎn)選擇不同的設(shè)備和不同的通信方式，宜組成混合式通信網(wǎng)絡(luò)。

[責(zé)任編輯：曹明明]