配電自動化系統在智能電網中的應用和發展

卜凡榮

(國網江蘇省電力公司昆山市供電公司，江蘇 昆山　215300)

配電自動化系統在智能電網中的應用和發展

卜凡榮

(國網江蘇省電力公司昆山市供電公司，江蘇 昆山215300)

摘要：智能電網的運用對于我國經濟復蘇起到重要的推動作用，對于我國電力系統的更新換代及技術進步起到重要的帶動作用。在整個智能配電網當中，配電自動化作為其中的一項重要環節，已經在整個智能配電網中得到很好的使用及發展。闡述了自動化系統的具體組成及作用、IDS系統的發展，并展望了我國在配電自動化方面的未來發展趨勢。

關鍵詞：智能電網；配電自動化；智能配電系統

隨著世界環境氣候問題的日益突出，以解決此種問題的哥本哈根氣候大會的影響下，世界經濟發展向低碳化逐步轉變及實施，尤其在資源利用方式上更是發生了根本性的改變。在整個轉變創新的迫切需求下，作為扮演重要角色的電力系統擺在突出位置，資源的使用變化與智能電網的創新建設存在密切聯系。本文通過對智能電網具體的發展歷程進行分析，對其所具有的發展特點進行探討，論述配電自動化化系統在整個智能電網當中的具體應用。

1智能電網的特點分析

所謂智能電網實質上就是具備一定智能化需要的電網形式，其將高速雙向網絡為基礎予以建立，對于智能系統技術的應用來考量，其依據先進的設備技術、控制方法、測量、傳感及科學的決策等支撐予以完成，從而實現運行電網的具體的經濟性、高效性及可靠性。針對智能電網的運行實質來講，就是將信息通信技術，通過一定內在需要及方式，融入到整個電力系統當中的過程形式，將其進行有效使用，不僅對于電力系統的運用效率有重要提升作用，還可促進整個電力行業相應的市場競爭力進行最大限度的提升，如果將其進行廣泛推廣，還可達到創造更多就業崗位的效果，在一定程度上緩解當前緊張的就業壓力。

智能電網特點在于：

(1)自愈。針對智能電網來講，其所具有的能力有很多，諸如在線、實時及連續的實施系統安全評估及分析，其還具有功能強大的預警空置系統，以及強勁的預防控制能力，對故障進行自動診斷，將故障給與隔離，并對系統進行自我恢復，以此達到減少停電時間的效果，并最大限度挽回經濟損失；

(2)安全。針對智能電網安全方面來考量，其實質上主要有信息網絡及物理構架安全兩種，應不斷重視數字化及信息化平臺為基礎的防火墻的建設，依據電網的未來發展方向及趨勢，可進行不斷升級及改造；

(3)頑強。如果整個電網出現比較嚴重的故障時，還可實現對用戶進行持續供電，避免出現以往大面積停電現象的發生，以此具備確保電力安全運行的基礎能力；

(4)協調。在整個電力系統的管理方面，實現了精細化、規范及標準，對于電力市場化的推廣具有重要的促進作用；

(5)高效。對于智能電網的合理使用來講，其不僅能夠起到對資源給與優化配置的作用，還可最大限度的降低電力損耗，對于能源的使用效率具有有效的提升效果；

(6)兼容。針對智能電網的發電電源，其可將分布式、分布式等類型容納其中，對于用戶的電力需求盡可能的給與滿足；

(7)優化。智能電網的應用，可對資源的利用具有優化作用，促進運行維修成本及投資的降低，實現資源的節約目的。

2配電自動化系統在智能電網當中的實際應用

針對整個智能電網來講，作為其關鍵的構成要素，自動化的管理系統及配電自動化將配電網地理信息系統作為其有效實施及運轉的基礎，并將其中心系統確定為進行實時監控的配電監控系統，即對在電網運行當中所可能出現的事故及自動監控予以實現。針對配電網的管理系統來講，主要以運行管理為核心，并將能夠實現監視控制的系統形式給與運用，進而實現相應的配電管理當中的信息化、數字化和自動化。對于自動化系統來講，其將配電網地理信息系統看作是實施數據信息相應的錄入的基礎平臺，將配電網絡和地理信息有效結合起來。

2.1自動化系統的具體組成及作用分析

針對自動化系統構成來講，其主要有通信接口、系統管理、監控系統及主站等組成，主站在具體構成上主要有工作站、通信儀、服務器及相關的技術應用軟件等，對整個自動化系統進行相應監管。對于監控系統來講，其作為一種檢測自動化系統的重要形式，其將對問題及時、準確的發展作為最終目的，從而最大限度的降低或減少損失。針對系統管理，其主要將監控系統作為其主要的基礎內容，對于在管理各個環節當中所可能出現的問題進行調整，促使設備的正常運行得到最大限度的保障。通信接口就是將運行當中的系統管理的主機系統，還有現場監控設備之間實現相應數據之間在鏈路和設備的交換，促進各個設備之間能夠在即時通信方面得到保證。

2.2IDS系統的發展應用

IDS系統就是我國自行研發的一種比較成熟的系統形式，現以中小城市的配電自動化為例進行分析，其在具體結構上，主要有FTU單元多級網絡控制，此外，還具有子站和主站。IDS的系統拓撲結構見圖1。

圖1　IDS的系統拓撲結構圖

從圖1可看出，主站、子站及IDS系統終端之間所存在的關系，即針對配電自動化各個環節所存在的特征，將配網的智能終端單元在各個結點上均予以運用，以此實現對數據的采集及檢測目的，利用光纖對配網終端的單元之間進行連接通信，在所有的配網終端單元的體系框架下，形成相應的單環網，并且將其連接子站。針對子站在整個配電自動化系統當中的作用來講，可將現場的工業計算機作為其實現運轉的基礎形式，或者可將嵌入式系統的子站終端作為根本給與建立，子站可利用用戶界面開展相應的查詢及操控。現以IPDS智能配電系統為實例，對其應用效果進行分析，針對IPDS智能配電系統來講，其在具體的實際運行當中，能夠實現為整個電力系統提供形式多樣的通信方式，諸如利用RS485/422/232的串行通信，以此來實現對管理系統的DCS、PLC及計算機等進行控制。

針對IPDS智能配電系統來講，其中的分區的IPDS_LCU和中央監控管理站之間，建立數據通信網絡，通過分析設施在運行當中的實際狀況，采用與實際需要相符合的通信介質，此外，并依據實際需要，將網絡的具體結構及所應變化進行調整。圖2為IPDS的智能配電系統。

圖2　大型設施的配電系統的典型架構

針對IPDS的智能配電系統來分析，其在具體的控管對象方面，主要有大功率電源、變壓器、發電機及各開關柜等。IPDS系統在建筑行業、礦山和石油及冶金業等當中被廣泛應用，IPDS系統可對重工業領域的設備運行的管理效率及用電設施具有重要的提升效果，至此，達到企業的運營成本降低的目的，節能減排；從該系統的基礎設計建設來考量，針對飛機場、火車站及交通樞紐等基礎設施，電作為其相應運轉能力的主要來源，所以，設施投入的最大運營成本當中，這些設施的電能消耗以及供電設施首當其沖，如果采用IPDS，可實現對上述設施在整體運行管理效率方面得以最大限度提升，至此，促進設施能源損耗成本的減低及減少。

3我國在配電自動化方面的未來發展趨勢

作為電力發展的必然趨勢的配電網自動化，伴隨我國在各方面用電方面的持續增加和需求量增大，電網行業所面臨的任務繁重及事態嚴峻。由于我國針對配電網自動化方面，仍然處于相應的快速發展階段，因此，需要更為深入的科學研究態度及應用需求，就其對我國電力行業的實際作用進行分析，對我國配電網自動化的研究及改造有針對性的予以強化。數字化及網絡化的發展趨勢的配電網自動化系統，伴隨當今社會科學技術的持續完備，以IEC61850為基礎的配電自動化系統，經過不斷的技術更新和完備，在自動化發展定會得到廣泛應用。以IEC61850為基礎，抽象化二次邏輯的功能及物理的設備，將一次系統及二次設備在具體的功能方面的關系相應參數模型給與建立，將配電網自動化系統通過全景式方式予以描繪，以此，為建立更為完備的配電自動化系統，提供各方面充足的數據內容。此外，其可根據電力企業所提出的實際不同需要，將相同的配置語言進行設定，還可設定統一及一致的參數模型和測試方式，為我國配電網自動化系統深層次發展奠定堅實的基礎。

4結語

當前我國配電自動化的技術已經得到較好發展，并且正向兼容、開放的方向邁進。伴隨社會科學技術的不斷發展，針對各個電力企業只有將IEC61850的功能特點給與充分發揮相信在未來的配電自動化技術發展中，定會取得長足的進步。

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(本文編輯：楊林青)

Application of Distribution Automation System in Smart Grid and Its Development

BU Fan-rong

(StateGridKunshanPowerSupplyCompany,City,JiangsuElectricPowerCompany,Kunshan215300,China)

Abstract:The application of smart grid plays an important role in driving the economic recovery and upgrading the electric power system and technology in China. In the intelligent power distribution network, distribution automation, as one of the important link, has been well put into application and development. This paper expounds the specific composition and effect of the automation system as well as the IDS system development, and forecasts the prospects of future development in distribution automation in China.

Key words:smart grid; distribution automation; intelligent distribution system

DOI：10.11973/dlyny201603010

中圖分類號：TM76

文獻標志碼：B

文章編號：2095-1256(2016)03-0308-03

收稿日期：2016-03-18