配電自動化技術的內涵與應用

孫琦

【摘 要】本文介紹了配電自動化的意義與特征，配電自動化技術的現狀，五種實現模式及配電網實現自動化的意義。

【關鍵詞】配電自動化；內涵；應用

配電自動化是一個集成系統，它主要用于對配電網上的各種設備在遠方進行實時監控，協調和控制，這是近年來發展的新技術和新領域。是計算機技術與通信技術在配電網監視和控制方面的結合，也是電氣自動化的典型應用，本文將對配電自動化在油田化工中的應用進行探討和研究。

1 配電自動化的意義與特征

1.1 配電自動化的意義

監測配網故障或異常運行情況，迅速查出故障區段及異常情況，快速隔離故障區段，及時恢復非故障區域的用戶供電，縮短對用戶的停電時間，減少停電面積，當配網正常運行時，通過監視配網的運行工況，優化配網運行方式，根據配網電壓合理控制無功負荷和電壓水平，改善供電質量，達到經濟運行的目的，合理控制用電負荷，從而提高設備利用率。

1.2 自動化系統的特征

完全符合國際標準的系統構架和數據模型，可以對超量實時數據進行準確可靠的處理，具備基于配電的分析應用和實用功能，針對配網調度和故障搶修的“停電管理系統”，采用信息交換總線實相關系統的互聯，各種通信方式綜合應用支持配電信息傳輸。

2 配電自動化技術的現狀

我國的配電自動化技術主要經歷了三個發展階段，即自動化階段，遙控遙測自動化階段和計算機輔助自動化階段，當前國內外的配電網自動化技術均使用這三種方式來實現。

2.1 柱上設備自動化

這種技術的應用，主要是考慮配電自動化的開關設備之間相互配合，其中主要的設備就是重合器，分段器和故障檢測器，以此來隔離故障以及區域供電的恢復。柱上設備自動化技術的優點就是工程量和投資量小，無需配備相應的通信網絡，方便在現有的配電網中繼續改造。而這種技術的缺點則在于重合器必須多次進行重合操作，經過準確判斷后才能掃除發生的送電或者停電用電設備很容易發生損壞。

2.2 遙控遙測自動化

遙控遙測自動化技術的應用主要是取決于FTU與通信網絡，其設備是FTU，通信網絡和計算機系統，以此實現遠方實時監控。這種技術是柱上設備自動化的升級應用。可以通過人工進行遙控，遙調和遙信以便及時切換電網的負荷。但是這種技術的工程量和投資金額相對較大，需要改造現有的配電網和變電所存在一定的難度。

2.3 計算機輔助自動化

這是一種高級的應用，它主要的設備是FTU計算機系統，通信網絡和高級應用軟件等通過這項技術，能夠實行配電管理系統及人工智能的應用。

3 配電自動化系統的五種實現模式。

3.1 簡易型

簡易型配電自動化系統是基于就地檢測和控制技術的一種系統，它采用故障指示器獲取配電線路上的故障信息，一般是無線公網通信方式將故障指示信號上傳到相關的主站，由主站判斷故障區段，再由人工處理停電故障。

3.2 實用型

（1）系統簡介。實用型模式是利用多種通信手段，以實現遙信和遙測功能為主，并可對具備條件的配電一次設備進行單點遙控的實時監控系統。配電自動化系統具備基本的配電SCADA功能，實現配電線路，設備數據的采集和監測。（2）適用范圍。適用于通信通道具備基本條件，配電一次設備具備遙信和遙測條件，但不具備實現集中型饋線自動化功能條件的地區，以配電SCADA監控為主要實現功能。

3.3 標準型

（1）系統簡介。標準型模式是在實用型的基礎上實現完整的配電SCADA功能和集中型饋線自動化功能，能夠通過配電主站和配電終端的配合，實現配電網故障區段的快速切除與自動恢復供電，并可通過與上級調度自動化系統，生產管理系統，電網GIS平臺等其它應用系統的互連，建立完整的配網模型，實現基于配電網拓撲的各類應用功能，為配電網生產和調度提供較全面的服務。（2）適用范圍。適用于配電一次網架和設備比較完善，配電網自動化和信息化基礎較好且具備實施集中型饋線自動化區域條件的供電企業。

3.4 集成型

（1）系統簡介。集成型模式是在標準型的基礎上，通過信息交互總線實現配電自動化系統與相關應用系統的互連，整合配電信息，外延業務流程，擴展和豐富配電自動化系統的應用功能。支持配電生產，調度，運行及用電等業務的閉環管理，為配電網安全和和經濟指標的綜合分析以及輔助決策提供服務。（2）適用范圍。適用于配電一次網架和設備條件比較成熟，配電自動化系統初具規模，各種相關應用系統運行經驗較為豐富的供電企業。

4 配電網實現自動化

4.1 實現目標

配電自動化實現的目標總得來說可以歸結為以下幾點：（1）提高電網供電的可靠性，切實地提高電能的質量確實保護向用戶提供不間斷地優質電能；（2）切實提高城鄉電力網整體的供電能力；（3）實現配電管理的自動化，為多項管理過程提供遠程信息支持，從而改善服務；（4）減少運行維護費用和各種損耗費用，從而實現配電網的經濟運行；（5）提高勞動生產率和管理水平；（6）提高勞動生產效率及服務質量，為電力市場改革打下良好的技術基礎。

4.2 模式設計方案

（1）兩個電源形成供電換一個角度也就是說優化配網結構，推行配電網的相互銜接。變電站出線保護開關具有多次重合的功能，重合命令功能由微機來控制，線路開關具有自動操作和遙控操作兩種功能，信開關具有自動操作和遙控操作功能。

4.3 自動重合器方案

該方案是將兩電源相連接的環網分成數段，每段線路，由相鄰兩側的重合器進行保護，當發生故障時，由上級重合器斷開故障開關。當任何一段發生故障時應使故障段兩端重合器斷開對故障進行隔離處理，線路分支線故障由重合器與分段器動作次數相配合來切除。

4.4 饋線自動化模式

（1）近距離也稱就地控制模式，即利用重合器加分斷器的方式來實現。（2）計算機集中監控模式。即設立控制中心，饋線上各個自動終端采集的信息通過一定的通信遠傳回主站，在有故障發生的情況下，由主站根據采集的故障信息進行分析判斷切除故障段并恢復供電的方案。（3）就地與遠方監控的混合模式，采用斷路器，智能型負荷開關，并且各個自動化開關都具有遠方通信的能力。

4.5 自動化設備分兩種方式探討

（1）就地控制。這是一種不需要通信的方式來隔離故障，只要檢測電壓的加時限，多次重合后就能夠隔離故障。這種方式的工作原理就是在饋線發生不可挽回的故障時，重合器的合閘不成功之后會發生跳閘，這樣發生故障的兩端負荷開關就會因為沒有電壓的支持而分開，重合器再次合閘，此時負荷開關的延時一設定了時間后開關就會閉鎖，這樣故障段就被隔離了，再將重合器合上重新連接開關就可恢復送電。（2）遠程遙控。遠程遙控方式是通過通信手段的運用而完成的。它是由可以電動操作的負荷開關，能夠遠程通信的饋線遠程終端FTU和饋線的自動化控制中心三大部分組成。這種遠程遙控方式的核心設備就是FTU，它可以采集相對應的開關運行情況作為（下轉第110頁）（上接第78頁）判斷故障區間和非故障區間的重要依據。

5 結束語

各供電企業可根據自身配電網的基本條件及特點，依照相應的實現模式構建合理的配電自動化系統，在確保配電網安全運行的前提下，以配電自動化為基礎，以配電調控一體化智能技術支持系統為手段，優化配網運行，檢修，搶修等配套機制，可實現跨區域調配搶修資源，實現配網高度，監視和控制的統一集中管理，提升配網異常和故障的應急響應速度，提高工作效率并符合大運行管理。

【參考文獻】

[1]徐臘元.國內配電自動化綜述[J].農村電氣化，2004（8）.

[2]董旭柱.智能配電網自愈控制主內涵及其應用[J].南方電網技術，2013（3）.

[3]梁宇.自動化技術在配電網中的應用[J].城市建設理論研究，2013（23）.

[責任編輯：劉帥]