配電網自動化技術及其應用探析

[摘 要]實現配電網自動化是智能配電網建設中極為重要的一環，是提高電網供電可靠性和電力系統現代化發展的必然趨勢。如今，隨著數據采集與控制（SCADA）、地理信息系統（GIS）等網絡新技術的引進，配電自動化系統（DAS）就開始逐步向配網智能化階段發展。本文即詳細闡述了配電網自動化系統的結構組成，對對其組成進行了重點技術分析，最后提出了技術應用中應注意的問題。

[關鍵詞]配電網;自動化;監控;CSDA;光纖

一、應用配電網自動化技術的必要性

1.傳統供電方式不能滿足供電需求。 在我國，配電網的供電受到諸多制約、包括負荷的分布、經濟條件、地理位置等。根據特點的不同，大致可以分為環狀式、網格式和放射式，這幾種傳統的供電方式根本滿足不了實際供電要求，實行配電網自動化勢在必行，實現配電網自動化的主要目的在于改善供電質量、降低供電成本、推動電力商業化進程等。

2.推進電力商業化進程 。實現配電網自動化可以大力推進電力商業化進程，因為用戶辦理手續的效率被大幅度提高，可以更好地為客戶服務，配電網自動化可以對用戶的設備實時遠程監控，其中包括：控制負荷、優化用戶的用電計劃、調整用戶的用電需求等等，另外，配電網自動化可以實現從記錄電費到收取電費全過程的智能化，為智能化、自動化催繳電費奠定了堅實的基礎。

二、配電網自動化技術分析

1.CSDA 的技術架構。根據國內電網的運行特點及實際需求，自主研發了CSDA系統，該系統的計算機網絡共分為 4 級，主要包括 SCADA（數據采集與控制）、DMS（側需求管理系統）、GIS（地理信息系統）、區域工作站、通信系統、遠方終端等部分。其技術特點主要有四方面： 一是通過對數字載波原理的發展，研發出網絡化配電數字載波通信技術（NDLC），引進了DSP、現場總線等技術; 二是選擇先進的智能化算法——配電自動化終端（FTU），使得 DAS 系統的抗干擾能力大為增強，穩定性和精度均有所提高; 三是為破解小電流接地的制約，研制出小電流接地智能架構; 四是通過引入標準化主站支持系統，達到了開關技術的智能化。

2.CSDA 配電中心技術分析。CSDA 配電中心由多臺計算機構成全分布式體系結構，其軟件設計在技術上的優點主要體現在以下六個方面： 一是面向大對象的宏觀設計，所建立的配電網模型和數據庫、所生成的網絡拓撲關系和接線圖都非常清晰，方便了擴充功能和連接 EMS、MIS 系統; 二是在實時數據庫上選擇了核心設計; 三是采取了消息驅動機制; 四是運用了控件、多媒體等先進技術; 五是所采取的前置通信設計為該系統所獨創; 六是在軟件的設計理念上選擇了跨平臺式的完全開放技術。

3.數據采集與監控系統技術分析。該系統（簡稱 SCADA）是配電自動化的核心組成部件，其作用是在系統監控屏幕上顯示電網各站的數據，及時為調度員提供準確的數據信息，幫助調度員快速準確的實現對系統的調度。SCADA 的技術特點主要包括三方面： 一是采取配電自動化終端（FTU）智能化算法，使得 DAS 系統的抗干擾能力大為增強，穩定性和精度均有所提高; 二是創造性地設計出小電流接地智能架構，破除了小電流接地的制約; 三是通過引入標準化主站支持系統，達到了開關技術的智能化。

4.光纖通信技術技術分析。

（1）自承式光纜。當前電力通信領域中ADSS 是應用比較成熟與廣泛的一種產品，這類光纜有很強的抗張能力，可直接掛于2電力桿塔間，跨度最大能在1km 左右，常見的24 芯自承式光纜具有以下特點：自承式光纜應用的是非金屬材料，光纜口徑小、重量輕、絕緣性能良好、抗拉強度大，線膨脹系數較小，適應溫度范圍比較廣;和 OPGW 光纜相比，自承式光纜不需要依附于地線或者電力線，能獨立的架設在桿塔上，故可實現帶電作業施工;應用自承式光纜的通信線路和電力線路更成體系，維護較為方便;光纜內有芳綸絲纏繞，這樣 ADSS 光纜就會有較好的防搶彈與抗張力的性質。

（2）光纖環網。同步數字體系是世界通信領域在傳輸技術發展中的一項關鍵突破應用。SDH 光纖環網應用的是統一網關管理系統，應用了光纖信道完成多個節點（即網元）之間的同步信息傳輸、分叉、復用以及交叉連接等網絡。光纖環網中節點之間應用的世界統一的網絡節點接口 NNI，采用了標準化的信息結構，即同步轉移模式（STM—N，N=1，4，16，25……）。STM—N 應用的是塊狀幀結構，網絡管理中的任一節點都應用了標準光接口，完成了各類廠家光路通信上的互聯。光纖環網不僅在電力系統應用優勢明顯，且對于未來智能電網更多技術推廣具有一定的技術支持。

三、配電網自動化技術應用中應注意的問題

1.建立有效的硬件支持系統。用于市場預測的硬件支持系統：其功能是通過科學的收集數據，進而對數據同比、環比的增長趨勢進行分析，較為準確地預測出用電地區在一定時期的電力負荷需求及其變化情況，同時預測出該地區各行業的電量在未來的分布情況。

用電管理修復系統：其功能是將用電管理通過網絡信息系統進行監督與修復，自動的對一些企業用電的異常變化進行及時的檢測，并且啟動相關報警系統，減少安全事故的發展，切實保障人民的生命財產的安全。同時杜絕許多人情關系造成的工作損失與浪費，使各類繁雜的數據更加準確，大大地提高工作效率和服務質量。

2.加強配電網的自我診斷功能的構建。配電網的自動化技術是指在電力輸送的過程中，通過利用計算機技術、電子技術、通訊技術對電力輸送的待測參數進行輸入、處理、檢測、顯示、記錄或調控的設備。為了使電力企業在任何時刻、任何地點都能準確地了解、記錄、檢測、修復電力輸送過程中產生的問題，并對其中可能出現的問題及時進行控制、處理，以保證供電過程順利、高效的完成，利用自動化的配電技術就實現了信息遠距離傳送和數據處理的問題，使得電力企業在無人操作的情況下也能自動地完成對設備運行情況的監視及故障隔離。

3.重視關鍵技術，強化遠方監控的功能。重點研究 DMS 電力系統，在配電自動化系統中，不但研究信息一體化，還要研究配電信息引擎的實時制，在 IEC61970CIM 和 IEC61968UIB 系統支持互聯模擬的同時，還需要滿足電力二次系統網絡安全框架順利運行。要加強突破遠方通訊的關鍵技術，要 RTU 符合配電網使用，強化誤碼率小、功能強、速度快的分布式分散式通訊特點。

四、結語

綜上，隨著社會進一步的發展，配電網自動化技術在電力市場及用電水平提高的狀況下，將會得到進一步提升。配電網自動化更是建設電網工程中的重中之重，為了電力供應更加穩定、可靠、高效，需要不斷探究優化配電網自動化技術，這是一個復雜、龐大的工程，需要統籌規劃、循序漸進，進而最終實現供電系統的全面自動化。

參考文獻：

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