配電自動化淺析

楊哲

摘 要：隨著社會經濟的發展和人民生活水平的提高，人們對電能的可靠性提出了更高的要求，電力企業將面臨更大的壓力。配電自動化可以滿足電能可靠性的要求，同時可以改善電能服務，提高工作效率。

關鍵詞：配電自動化；配電網；計算機；用戶

中圖分類號：TM76 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）16-0057-02

配電自動化于20世紀90年代由美國提出，但國際上至今對配電自動化及其相關的一系列技術無統一的定義和規范。事實上，配電自動化是對配電網的設備進行遠方實時監視、協調和控制的一個集成系統，是電力系統自動化的重要組成部分。我國《配電自動化技術導則》對配電自動化作了如下定義：以一次網架和設備為基礎，以配電自動化系統為核心，綜合利用多種通信方式，實現對配電系統的監測和控制，并通過集成相關應用系統的信息，實現配電系統的科學管理。

配電系統是配電區域范圍內配電線和配電設施的總稱，由配電所、變電所、發電廠直配線路、進戶線、用電設備、配電變壓器及以下各級線路等組成。配電自動化系統是實現監視和控制配電網的一種自動化系統，其功能含有配電SCADA、饋線自動化、電網分析應用及與其相關的應用系統互聯等功能；其組成部分主要有配電終端、配電主站、子站（非必需）和通信通道等。

1 配電自動化內容

電子、通信和計算機技術的飛速發展使配電自動化進入了計算機階段，同時，GIS（地理信息系統）的應用使配電自動化向前邁出一大步，并在管理、生產和用戶服務等領域發揮了巨大的正面效應。基于國內對配電自動化的定義，借鑒國外經驗，綜合深入分析了配電自動化系統應具有的功能，可知配電自動化研究內容主要包括變電站站內自動化、饋線自動化、自動抄表計費、配電網分析軟件、配電網地理信息系統和數據庫管理等。

目前，配電自動化大致可以分為饋線自動化、用戶自動化、變電站自動化和配電管理自動化。針對這四方面的內容及相互關系，有人提出用配電管理系統（DMS）來統稱這四方面，涵蓋變電、配電到用電過程的監視、控制和管理等內容，并由配電網數據采集和監控（SCADA）、地理信息系統（GIS）、網絡分析和優化（NA）、工作管理系統（WMS）、需方管理（DSM）和調度員培訓模擬系統（DTS）六個部分組成。

1.1 饋線自動化

饋線自動化是配電線路的自動化。饋線自動化目前主要是指中、高壓饋線（尤其是中壓饋線）的自動化。國內電力企業往往通過安裝一些新型開關、智能元件和配備相關功能來實現饋線自動化。元件以重合器、分段器和環網開關最具代表性，其中，分段器同時還是智能開關，重合器具有記憶功能，而分段器可以實現饋線的分段化，兩者配合使用可有效隔離事故，使無故障區域的供電不受影響。總之，饋線自動化概括起來具有以下幾個功能：①正常狀態和事故狀態下的運行狀態監測；②基于配電網中可控設備功能的遠方控制和就地控制；③當配電網中發生永久性故障時，自動通過開關設備的迅速動作實現故障區隔離，當環網運行或者環網結構開環運行的配電網中負荷轉供時恢復供電；④無功補償和調壓保持電壓水平，提高電壓質量，并減少線損。

1.2 用戶自動化

用戶自動化在諸多文獻中也被稱作需方管理（DSM），主要包括負荷管理、用電管理和需方發電管理三個方面。

負荷管理的傳統定義是指在發電容量不粗時采取抑制負荷的方法改善負荷曲線，常采用削峰、填谷和錯峰等手段。但是先進的負荷管理可根據用戶的不同用電需求、天氣情況、建筑物特性和電價機制，得到能滿足用戶需求的最優運行方式。

用電管理主要包括自動計量計費、業務擴充和用戶服務等內容。手工抄表在人力資源利用的準確性等方面存在一些問題，雖然自動抄表不失為一種良好的對策，但因目前配電網情況復雜，如何進行大面積推廣是一難題。

需方發電管理是將用戶自備電源納入直接或間接的控制之中，此措施將利于配電網的穩定運行，同時，結合調節電網發電機組，可以提高供電的經濟性。

1.3 變電站自動化

變電站既是高壓配電網中的負荷，同時又是下一級的電源，在配電網中具有十分重要的地位，但因早期的設備性能、計算機軟硬件的限制，其自動化受到極大制約。隨著設備和計算機的飛速發展，我們可以采取將空間劃分單元、集結保護控制等裝置的方法，節約變電站大部分空間，進而省去大量二次設備，形成一種廣泛使用的分布式結構。

我國有能力實現變電站自動化，實現變電站的遠程控制和操作，并使其與整個配電網聯系起來，實現數據的采集、處理、傳送，站內設備的監控和電能測量的監視等功能。

1.4 配電管理自動化

配電管理自動化是一個信息收集和處理的系統，利用現代計算機、通信等技術和設備對配電網運行進行管理，但其首先需基于一個計算機平臺，遵守操作系統、人機界面、通信等規約，形成一個開放系統，同時滿足集成和擴展的需要。基于計算機平臺，利用計算軟、硬件技術的配電網分析軟件，以智能現代技術替代傳統方法，實行全網運行管理，進而大大提高供電效率、節約電能和確保供電的可靠性。分析軟件主要包括：網絡建模與拓撲、負荷建模及校準、配電潮流、狀態估計、無功優化與補償、優化與重構、仿真培訓等。

2 配電自動化展望

“十二五”期間，我國在重點城市核心區開展了配電自動化和配網調控一體化智能技術支持的系統建設，使區域供電可靠性、電網運行效率和電能質量得到了全面提升。接下來，應適度在其他具備一定條件的地級市開展試點。

已有部分發達國家在配電自動化和配電管理系統方面從單純的監控和故障檢測發展到優化運行和提高效益。目前，我國還需解決在通信（通信設計、通信方式、通信規約）、開關設備和終端設備方面的技術問題，在未來發展中，應做好以下幾個方面的工作：①進行方案比較，做好每一步規劃，全面考慮、因地制宜；②充分利用計算機網絡，實現資源共享；③提高技術性能和設備質量；④實現配電自動化的標準化、規范化，并加強管理；⑤目前的配電網分析軟件還不是很成熟，需投入資金加強軟件開發；⑥科技是第一生產力，要做好科研、制造和工程的相互結合；⑦21世紀最重要的是人才，因此，必須加強人才培養，做好培訓工作，以滿足配電自動化的需要；⑧中壓配電網的饋線自動化是重點，需加強中壓配電網的改造和建設。

3 結束語

隨著國民經濟的發展和生活水平的提高，人們對電能質量的要求越來越高，具體表現在電壓質量、頻率和供電的可靠性方面。未來的電力系統應該是以最經濟的能源消耗、最優的運行管理和最合理的價格向用戶供電，同時，電力企業能獲得最大的效益。本文對配電自動化的概念、內容和展望進行了介紹和分析，配電管理系統利用現代電子、通信、計算機等技術和設備對正常和事故狀態下的配電網進行了檢測、保護、控制和管理等操作，提高了電能質量和供電效益。

參考文獻

[1]劉健，趙樹仁，張小慶.中國配電自動化的進展及若干建議[J].電力系統自動化，2012（19）：6-11.

[2]劉東，丁振華，滕樂天.配電自動化實用化關鍵技術及其進展[J].電力系統自動化，2004（7）：16-19.

〔編輯：王霞〕