中低壓配電網自動化的必要性及其實現方案

徐學鋒

摘 要：作為供電系統的最后一個環節，中低壓配電網自動化實現程度的高低直接決定著其所提供電的質量與可靠性。特別是在當代社會，供電質量的好壞，不僅在宏觀方面直接決定一個國家或地區經濟發展質量的好壞，而且在微觀方面還會給企業的發展、人們的正常工作生活帶來極大的破壞。

關鍵詞：中低壓配電網；自動化；必要性；實現方案；

中圖分類號：TM72 文獻標識碼：A 文章編號：1674-3520（2015）-02-00-01

目前與發達國家相比，我國在中低壓配電網自動化建設方面差距還是非常明顯。事實上，加強對中低壓配電網的自動化建設具有非常重要的意義與價值。

一、中低壓配電網自動化建設的必要性

（一）提高供電質量及其可靠性。中低壓配電網自動化實現程度的高低直接決定著其所提供電的質量與可靠性。所以，為了提高供電的質量及其可靠性，首先就必須提高中低壓配電網的自動化實現程度，盡量減少其在工作運行過程中的故障發生次數，同時還必須為事故的診斷和解決提供有效的數據支持。

（二）提高電網管理水平。中低壓配電網自動化的實現，不僅能夠對電力系統的運行情況進行全程監測，而且還能及時發現問題，為事故的發現與解決提供有效保障，極大的提高了電網管理水平。配電網自動化建設，在我國盡管起步較晚，但也已經進行了近20年的研究和實踐，已取得初步成效。但是研究與實踐成果大多數都是在高壓配電網（35kV以上）層次上進行的，而在中低壓配電網（配電房這一層次）的自動化問題上，既沒有總體的規劃，也沒有一個統一的技術原則。不僅如此，目前的縱向監控一般只限于變電站的出線以前，對于從變電站饋線到終端用戶等屬于用電管理范疇的監控，除少數大用戶的負荷控制外，尚無其他監控手段。

（三）提高電力企業經濟效益。中低壓配電網實現自動化之后，可以有效減少操作人員的數量和對其進行的很多維護措施，減少了電力企業的開支，提高了企業經濟效益。首先實現中低壓配電網自動化，可提高供電的質量和可靠性，減少故障次數，縮小事故范圍，縮短事故時間，為恢復供電、快速分析、診斷、報告事故原因提供有效的依據。其次，實現中低壓配電網自動化，可以提高整個電力系統的經濟效益，減輕維護人員的勞動強度；減少操作人員；增強電力系統的免維護性；有利于提高設備的安全和健康水平，延長使用壽命。最后，實現中低壓配電網自動化，可以提高整個電網的管理水平。

二、中低壓配電網自動化的實現方案

（一）電力系統自動化現有方案的比較。中低壓配電網（主要指開關站、開關房、開閉所）的自動化和變電站的自動化具有一定的相似性。因此，分析一下變電站自動化的實現方法，對于正確確定中低壓配電網自動化方案具有重要意義。

變電站自動化系統由5個部分組成：主站、遠方終端單元（remoteterminalunits，RTU）、線路傳感器、遠方控制SF6或真空開關、通信電纜。其中，RTU裝置位于變電站現場，可以自動采集各種開關狀態量（遙信）、模擬量（遙測），并經專用通道傳遞到監控中心的主站系統；有的RTU還可以按監控人員的意圖和指令執行特定的遙控操作，并將操作結果返送監控中心主站系統。

（二）中低壓配網自動化的應用特點。中低壓配網自動化系統由主站、遠方終端單元（RTU）、線路傳感器、遠方控制SF6或真空開關、通信電纜等五個部分組成。中低壓配電網自動化的應用有自己不同的特點：1、傳統的變電站RTU在功能上偏重遙信、遙測，但中低壓配電網的自動化對象（開關房、開閉所和配電房）數目繁多，開關操作頻繁，更注重遙信、遙控功能。2、中低壓配電網的自動化對象遍布城市、農村等各種不同環境，被不同層次的用電管理人員（包括農村電工）所操作。更要求其具有安裝靈活、易操作、免專業維護、抗惡劣環境等特點。3、應用于中低壓配電網的RTU，在功能上應具有模塊化結構，在硬件上要越簡單、越可靠越好。最好是同一套簡單硬件，只要簡單進行一下設置，就可以滿足不同場合、不同規模的要求。

（三）中低壓配電網自動化RTU的PLC實現方案。中低壓配電網自動化RTU的RS6011GGPRSRTU實現RS6011G遠程智能監控終端是集成了模擬信號采集、過程IO控制和無線數據通信于一體的高性監控裝置，可以直接接入標準傳感器信號或儀表輸出的模擬信號、電平信號、干觸點、脈沖信號等，是小規模過程信號實施無線監控的最佳手段。RS6011G遠程智能監控終端內部具有一個高性能的微處理器，可以完成模擬信號的采集、量值轉換和濾波處理等，數據的存儲周期和上報周期可以根據用戶環境的要求而調整，多點組網的方式非常靈活，既可以選擇簡單方便的GSMSMS短消息方式，也可以選擇高效實時的GPRS/CDMA網絡方式。監控中心的建立也是非常容易，目前流行的組態軟件都可以直接接入，同時我們提供基于互聯網WEB發布的電網設備運行遠程監控系統，可以滿足大多數電力用戶的需求。這樣一種基于采集、傳輸、控制一體化RS6011G的中低壓配電網自動化的RTU實現方案，完全可以滿足中低壓配網自動化的特殊要求。

從整體上來看，中低壓配電網自動化RTU的PLC實現方案主要包括硬件實現和軟件實現兩個方面。首先，硬件實現方面。硬件方面比較常見的問題有PLC電源的提供方式、PLC長距離通信的實現途徑等。鑒于PLC一般都有專用的電源模塊，所以在設計RTU時，要將其配置成充電式的電池；其次，軟件實現方面。PLC軟件要以中斷和循環掃描兩種方式來執行程序，為了更好地完成RTU的全部功能，PLC軟件還必須包括循環掃描執行主程序、通信程序、收到報文分析程序、操作執行程序以及輸入點電平中斷掃描程序等一系列程序。有不少實踐已經證明，如果采取恰當合理的軟件實現程序，在中低壓配電網自動化實現的過程中出現的一些問題均可以得到比較圓滿的解決，由此可見PLC軟件程序的極端重要性。

三、結語

本文從中低壓配電網自動化的意義、中低壓配電網自動化的必要性以及中低壓配電網自動化的實現方案三個方面進行了闡述，希望可以為以后的相關研究和實踐提供某些有價值的參考和借鑒。在論述的過程中，由于各種各樣的原因，肯定存在這樣那樣的問題，在以后的研究和相關實踐中要加以積極有效的規避。

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