建筑配電自動化系統設計與實現

牛可坤+王燕

摘 要：由于科技進步，現代化建筑不斷發展，多功能、多元化的智能建筑物不斷涌現，對配電系統提出了更高的要求，在這樣的大環境下，配電自動化應運而生。將滿足建筑現代化建設的要求，本文主要對配電自動化系統的組成、設計及應用、注意事項進行了分析與探討

關鍵詞：建筑工程；配電自動化系統

1 配電自動化系統的組成

配電自動化是指利用現代電子計算機、通信及網絡技術，將配電網在線數據和離線數據、配電網數據和用戶數據、電網結構和地理圖形進行信息集成，構成完整的自動化系統，實現配電網及其設備正常運行及事故狀態下的監測、保護、控制、用電和配電管理的現代化。配電自動化系統包含以下四個方面：

變電站自動化系統：指應用自動控制技術和信息處理與傳輸技術，通過計算機硬軟件系統或自動裝置代替人工對變電站進行監控、測量和運行操作的一種自動化系統。

10kV饋線自動化系統：完成10kV饋電線路的監測、控制、故障診斷、故障隔離和網絡重構。

配電管理系統：是指用現代計算機、信息處理及通信等技術，并在GIS平臺支持下對配電網的運行進行監視、管理和控制。主要功能有：數據采集和監控（SCADA）、配電網運行管理、用戶管理和控制、自動繪圖設備管理地理信息系統（AM/FM/GIS）。

用戶自動化系統：用戶自動化即需求側管理，主要包括負荷管理、用電管理、需方發電管理等。

2 建筑配電自動化系統的設計及應用

1、現代配電自動化系統采用分層集結策略大城市配電自動化系統一般分四個層，第一層為現場設備層。主要由饋線終端單元（FTU）、配變終端單元（TYU）、遠動終端單元（RTU）和電量集抄器等構成，統稱為配電自動化終端設備。第二層為區域集結層。以110kV變電站或重要配電開閉所為中心，將配電網劃分成若干區域，在各區域中心設置配電子站，又稱“區域工作站”，用于集結所在區域內大量分散的配電終端設備，如饋線終端單元（Fru）、配變終端單元（TI‘U）和電量采集器。第三層為配電自動化子控制中心層。建設在城市的區域供電分局，一般配備基于交換式以太網的中檔配電自動化后臺系統。往往還包括配電地理信息系統、需方管理和客戶呼叫服務系統等功能。用于管理供電分局范圍內的配電網。第四層為配電自動化總控制中心層。建設在城市的供電局，一般配備基于交換式以太網的高檔配電自動化后臺系統和大型數據庫，用于管理整個城市范圍內的配電網。中小型城市的配電自動化系統一般只有前三層設備，不需要第四層。

2、集成化、智能化和綜合化是發展趨勢配電自動化系統作為一個龐大復雜的、綜合性很高的系統性工程，包含眾多的設備和子系統，各功能、子系統之間存在著不同程度的關聯，其本身及其所用技術又處于不斷發展之中，這就要求配電自動化系統采用全面解決的方案，走系統集成之路，使得各種應用之間可共享投資和運行費用，最大限度保護用戶原有的投資。

在饋線自動化方面，現有饋線終端設備不僅具有常規的遙測、遙信和遙控功能，且還集成了自動重合閘、饋線故障檢測和電能質量的一些參數的檢測功能，甚至集成了斷路器的監視功能，且有進一步與斷路器相結合，機電一體化，發展成為智能化開關的趨勢。顯著地降低了建設、運行和維護的綜合成本，為提高供電可靠性，創造了有利的條件。在電壓無功控制方面，國內已經提出基于人工神經元網絡的無功預測和優化決策相結合的變電站電壓無功控制策略，該策略以無功變化趨勢為指導，充分發揮了電容器的經濟技術效益，能在無功基本平衡和保證電壓合格的前提下，使變壓器分接頭的調節次數降至最小，消除了盲目調節，降低了變壓器故障幾率和減少了維護量。

3、配電自動化新技術配電線路載波通信技術。對低壓配電網，由于終端設備數量非常多，采用光纖通信無論從成本或可行性看均不現實，為實現配電系統綜合自動化的實時電價信息發布及遠程讀表功能，研究具有較高可靠性和通信速率的配電線路載波通信技術，不僅可作為實現上述功能的通信手段，還可以為客戶提供其他的綜合通信月盼。

用戶電力技術。用戶電力技術是將電力電子技術、微處理機技術、控制技術等高新技術運用于中、低壓配、用電系統，以減少諧波畸變，消除電壓波動和閃變、各相電壓的不對稱和供電的短時中斷，從而提高供電可靠性和電能質量的新型綜合技術。用戶電力技術獨立工作時可滿足特殊負荷對供電量的嚴格要求，與配網自動化技術相結合時，將實現無瞬時停電、實時控制的柔性化配電、滿足用戶對電能質量更高層次的要求。

智能分布式FA.在該體系中，將要研究建立智能體（agent）與區域協調器的協調機制。為了考慮全網的運行方式以及拓撲結構的變化影響，需要研究在配單自動化主站建立協調服務器，通過定義智能體之間的通信與規范構成完整的智能分布式FA實現方式。

3 建筑配電自動化系統的注意事項

配網自動化的實施涉及的部門多，投資大，是一項系統工程，因此配網自動化的規劃是必不可少的，必須結合當地配電網的發展規劃，制定詳細的配網自動化的實施計劃，整體考慮，分期分批實施，同時要和供電企業內部信息化建設相協調。另外，從供電局的實際需要和發展需求出發，目前的配網自動化系統應該實現配（網）調（度）合一的設計，技術上統一平臺，管理上易于維護，經濟上節約資金，同時也奠定了將來電力企業信息化的基礎。在實施過程中，注重已有的調度自動化的升級改造與建設配網自動化統一考慮，新上調度自動化與建設配網自動化統一考慮。

配電線路設備的戶外運行環境，對開關設備、配電終端設備等提出了更高的要求，必須考慮雷擊過電壓、低溫和高溫工作、雨淋和潮濕、腐蝕、風沙、振動、電磁干擾等因素的影響，在開關的外絕緣材料、電子設備的設計、元器件的篩選等方面應綜合考慮其性價比。此外，配電自動化系統中的站端設備進行遠方控制的頻繁程度比輸電網自動化系統要高得多，因此要求配電自動化系統中的站端設備具有更高的可靠性。

配電終端設備中的電源用于控制開關動作，正常情況下從線路中取得，線路失電后的后備電源應具有較高的可靠性。在實施配網自動化后，降低了運行人員的勞動強度，提高了勞動效率，使運行人員對網絡的運行狀況掌握得更全面更快捷，為供電企業創造更好的經濟效益和社會效益。配網自動化的實施，改變了配電網傳統的運行管理方式，但對運行人員提出了較高的要求。

4 結束語

綜上所述，配電自動化系統是智能小區的重要組成部分，配電自動化系統的可靠性、安全性與居民的生活息息相關，而新信息技術的應用為配電自動化系統的可靠性、安全性提供了有效的保障，因此，開展此課題的研究，意義非常重大。

參考文獻

[1]曾少杰.建筑供配電自動化系統設計及其實現[J].民營科技.2016（04）

[2]陳昆.關于配電自動化系統分析與發展探究[J].企業技術開發.2013（15）

[3]支丙勇，方愛斌，倪集龍.淺談農網配電自動化系統設計與應用[J].農業與技術.2013（11）

[4]蔣三明.配電自動化系統若干問題探討[J].電氣開關.2013（01）

[5]劉曉靜，李雅娟.配電自動化系統的單相接地故障定位[J].硅谷.2012（05）