淺議配電網自動化技術的發展趨勢

李慧穎 宋 斌 孫曉林

（1.國網吉林省電力有限公司 吉林供電公司，吉林 吉林 132012；2.國網吉林省電力有限公司 長春供電公司，吉林 長春 130000）

我國配電自動化的發展大致經歷了三個階段，第一個階段是自動化階段，它的主要原理是不同的自動化開關設備相互支持；第二個階段是計算機階段，它主要基于計算機大規模云計算處理相關的配網問題；第三個階段是使用現代控制理論支持的現代自動化階段。

1 我國配電自動化存在問題

由于城網及農網的不斷改造，在供電可靠性和供電指標已有很大提高的基礎上，要繼續提高供電自動化是必由之路。近年來許多城市都在不同層次、不同規模上對配電自動化工作進行試點，并積累不少經驗和教訓。通過近幾年的實踐，國內配電自動化系統的進展和存在問題主要有：

（1）全網配電自動化的實現由通過重合器時序整定配合的方式逐步過度到通過饋線自動化終端（FTU）進行故障檢測，結合通信技術進行故障隔離和非故障區域恢復供電。當然，重合器的功能應用到變電站10kv 出口以及分之線上消除瞬時故障，仍然有意義。

（2）通信方式多樣化。配電網通信有無線、光纖、專用電纜、載波等多種通行方式，但在主通信線路上更傾向于使用光纖，10kv 配電線載波通信以及基于GPRS 和CDMA 的無線通信在配電網中的應用受到用戶的廣泛關注。

（3）GIS 由孤獨的靜態設備管理系統逐步轉向動態的實時GIS，將SCADA 和地理信息有機地統一起來。DMS 由需求不確定、功能繁雜逐步轉向功能需求實用化，以及DMS 與其他系統有機集成構造供電企業信息一體化方向發展。

（4）部分設備沒有通過嚴格的質量測試，系統在惡劣環境下運行存在質量隱患。配電自動化系統的規劃與配電一次網架的規劃結合不夠。配電自動化系統出廠實驗和現場實驗沒有指導性的試驗規范及驗收標準。配電自動化系統及DMS 集成面臨網絡安全的挑戰。試點系統的規模不夠，體現不出系統的整體規模效益。部分省公司以及全國電力系統城市供電專用工作網發布了一些配電自動化系統實用化的驗收細則，有利于配電自動化系統實用化的發展，但是配電自動化系統的實用化仍然是一個長期的過程。

2 配電自動化的發展目標

許多供電企業都強烈要求制定配電自動化的各種標準，對投運的具體相當規模的城網配電自動化系統制定相應的實用化要求，進行實用化考核和實用化驗收，以體現配電自動化系統的經濟效益和社會效益。在總結配電自動化近年發展經驗和教訓的基礎上，應在已頒布的《配電自動化系統功能規范》 等行業標準和各省公司以及全國電力系統城市供電專業工作編制的驗收導則的基礎上，建立配電自動化系統性能測試方法和手段，并在此基礎上搞好配電自動化實用化建設，作為當前配電自動化的階段性發展目標。

本文認為《配電自動化系統功能規范》的基礎思想是實時的配電系統監控和故障處理功能（DA）與配電管理功能（DMS）相結合的系統，最大程度地實現資源公用、信息共享，以使實時信息盡快地提供給管理應用，使管理信息方便地為實時系統服務。在總結這些經驗教訓的基礎上對功能予以規范。功能分為基本功能和選配功能。基本功能是較為實用的，也是應該實用的；選配功能是為發展提高留有余地，并有利于使用單位因地制宜選用的。

3 配電自動化的應用技術

對于配電自動化實用化的建設，應在功能規范和驗收導則的基礎上，在系統性能測試方法和手段健全的前提下，制定可行的實用化驗收細則。在實時系統中重點考核SCADA 系統的連續穩定運行情況、饋線自動化（FA）動作可靠情況、出廠測試（FAT）和現場測試（SAT）的成功率。在管理系統中重點考核配電GIS 基礎信息的準確率和及時更新情況，配電工區設計和操作人員真正應用圖紙管理系統代替常規的CAD 圖紙，配電調度操作功能代替手工記錄和操作。

配電自動化系統的試驗性能是保證實用化驗收效果的關鍵。配電自動化系統涉及面廣、系統集成度高，配電自動化系統試驗是為了保證配電自動化產品在其形成的各個階段的產品質量而進行的各種測試過程。

配電自動化系統產品的生命期大致可以分為產品研制、市場認可、供貨與接入系統3 個階段。在每個階段都有各自不同的測試與運行過程。在產品研制階段，站端產品進行功能驗證和型式試驗，主站產品進行單元測試；在市場認可階段，進行產品技術鑒定，取得入網許可證；在供貨與接入系統階段，進行FAT，現場投運前進行SAT。

關于建立配電自動化系統性能測試方法和手段，應考慮配電動模試驗模型的建設。為了闡述配電模試驗模型，本文以某公司建成的配電系統模擬仿真實驗室為例介紹其功能。實驗室模擬系統規模為6 個電源點，35 條分段線路，6 個開閉所單元。系統可模擬正常運行時的各種工況，例如改變符合的大小和性質、改變負荷分布、操作開關改變系統送電的網絡結構等。系統可根據現場實際保護配置情況來配置模型系統的保護裝置，使系統自身的動作情況與配電自動化系統對系統的操作二者得到真實反映。系統可模擬電網運行中的各種故障情況，并可模擬配電網各種中性點接地方式的運行，包括中性點不接地方式和中性點經消弧線圈接地方式、中性點經小電阻接地方式。

配電動模試驗模型將為系統聯調和測試提供仿真配電網運行的實時數據采集及控制對象，是系統聯調和測試可以在出廠前完整地進行，這對于提高開發和服務質量、減少現場服務工作量將產生明顯的效果。

4 配電網自動化系統的發展趨勢

配電自動化推廣應用的時間不長，在實用化工作逐步推進和完善的同時，配電自動化的理論和技術有著廣闊的發展空間。一些發達國家的配電自動化及配電管理系統已經從單純的監控及故障建設發展到優化運行和提高效益。配電自動化技術發展中應特別關注的研究方向主要有以下兩個方面。

4.1 配電網優化運行決策支持系統

通過配電自動化的有效投運，可以縮小停電范圍和停電時間，提高供電可靠性。但是，配電自動化系統要真正在系統中取得經濟效益，除了提高供電可靠性，需要優化電網結構與運行方式，降低線路損耗，提高供電質量。

配電網優化運行決策支持系統的研究將為提高供電的經濟性、優化運行方式提供一個有效的工具。配電網優化運行決策支持系統中將要研究建立配電網優化運行決策模型，綜合利用各種配電網的在線和離線參數信息，通過優化運行決策模型的輸入輸出關系，反映配電網運行的在線工況與未來可能的運行方式和配電網的規劃信息，計算出各種經濟指標、安全指標，并得出各種可能的在線輔助決策方案及其模擬運行的效果。

4.2 信息一體化大平臺集成系統

配電網自動化及DMS 是整個電力企業信息一體化集成系統的一個有機組成部分，而不是孤立的系統。在未來的配電自動化系統中，需要研究信息一體化大平臺背景下的配電實時信息引擎機制，在支持IEC 61970 CIM（公共信息模型）和IEC 61968 UIB（企業集成總線）系統應用層互聯模擬標準的同時，需要滿足電力二次系統網絡安全框架方案，以提供數據安全引擎機制作為數據應用的基礎環節。

5 結束語

隨著科技的不斷發展，配電網自動化技術也會逐漸提升，工程走向實用化也是一個必然趨勢；包括配電網優化運行決策支持系統和電力企業信息一體化集成系統也將會得到實現。