城市配電自動(dòng)化關(guān)鍵技術(shù)探析

傅帥++高毅

摘 要：近年來，在社會(huì)各界的共同努力下，我國的社會(huì)經(jīng)濟(jì)取得了極大的發(fā)展，城市現(xiàn)代化進(jìn)程逐年加快，城市用電負(fù)荷變得嚴(yán)峻，各地提高配電效率和用電質(zhì)量的呼聲越來越高。在這樣的背景下，我國電力工作者通過不懈努力和創(chuàng)新，大體實(shí)現(xiàn)了城市配電自動(dòng)化。目前我國城市配電自動(dòng)化的關(guān)鍵技術(shù)主要有FTU技術(shù)、DMS系統(tǒng)和配電主站技術(shù)等。下一階段我國的城市配電自動(dòng)化還將朝著優(yōu)化配電網(wǎng)絡(luò)、智能分布式FA和配電實(shí)時(shí)信息引擎機(jī)制等方向發(fā)展，以進(jìn)一步提升城市配電自動(dòng)化程度。

關(guān)鍵詞：配電自動(dòng)化；城市配電網(wǎng)絡(luò)；關(guān)鍵技術(shù)

中圖分類號(hào)：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0.引言

近年來，隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)技術(shù)的不斷發(fā)展，各地的城鎮(zhèn)化建設(shè)步伐也逐步加快，很多城市面臨著越來越嚴(yán)重的用電負(fù)荷。為滿足居民生產(chǎn)和生活用電的需求，國家電力部門通過不懈努力，不斷完善城鎮(zhèn)電網(wǎng)的硬件和軟件設(shè)施。而配電自動(dòng)化技術(shù)正是在這樣的背景下應(yīng)運(yùn)而生，并不斷發(fā)展起來的一項(xiàng)現(xiàn)代化配電技術(shù)。和其他領(lǐng)域的自動(dòng)化技術(shù)相類似，配電自動(dòng)化技術(shù)也是一門集電力工程、自動(dòng)化、監(jiān)控技術(shù)、信息傳輸?shù)榷喾N技術(shù)為一體的現(xiàn)代化技術(shù)，能夠方便地實(shí)現(xiàn)對(duì)配電信息的控制、監(jiān)測和保護(hù)，極大程度地提升配電服務(wù)水平、降低傳統(tǒng)配電過程中人工工作量、提高配電效率。在這樣的背景下，本文擬通過理論分析，并結(jié)合工作實(shí)踐，談?wù)勎覈潆娮詣?dòng)化關(guān)鍵技術(shù)和發(fā)展趨勢。

1.我國城市配電自動(dòng)化應(yīng)用現(xiàn)狀

近年來隨著自動(dòng)化技術(shù)在我國配電系統(tǒng)的不斷應(yīng)用和新技術(shù)的不斷革新，我國的城市配電自動(dòng)化由原來僅具備采集數(shù)據(jù)和對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)管的傳統(tǒng)配電自動(dòng)化技術(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)榧瘮?shù)據(jù)采集、狀態(tài)監(jiān)控、系統(tǒng)管理和地理信息等為一體的現(xiàn)代化配電自動(dòng)化實(shí)時(shí)管理系統(tǒng)。當(dāng)前我國的城市配電自動(dòng)化系統(tǒng)基本實(shí)現(xiàn)了從重合器時(shí)序整定配合的方式過渡到饋線自動(dòng)化終端故障檢測，并通過現(xiàn)代化通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)城市配電故障區(qū)域隔離和恢復(fù)非故障區(qū)域供電。總體而言，我國城市配電自動(dòng)化的發(fā)展表現(xiàn)為多方面，一是功能越來越豐富，自動(dòng)化程度越來越高；二是配電站角色發(fā)生轉(zhuǎn)變，傳統(tǒng)的配電站扮演的僅僅是電力調(diào)度的角色，而當(dāng)前城市配電自動(dòng)化系統(tǒng)中的配電站則是主動(dòng)服務(wù)配電自動(dòng)化系統(tǒng)；三是配電自動(dòng)化主要設(shè)備逐漸國產(chǎn)化，不斷擺脫原先依賴進(jìn)口的局面；四是通信方式多樣化，如光線、無線、專用電纜、載波等新型通信方式不斷涌現(xiàn)。

2.城市配電自動(dòng)化關(guān)鍵技術(shù)

城市配電自動(dòng)化系統(tǒng)得以實(shí)現(xiàn)歸根于現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)的不斷創(chuàng)新，而目前國內(nèi)外用到的配電自動(dòng)化關(guān)鍵技術(shù)主要有FTU技術(shù)、DMS系統(tǒng)和配電主站分布式管理技術(shù)。

2.1 FTU技術(shù)

饋線自動(dòng)化終端技術(shù)簡稱FTU技術(shù)，是配電自動(dòng)化系統(tǒng)中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。該技術(shù)通過與饋線主站通信，為主站提供配電自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行、控制和管理過程中配電故障信息，并通過事先設(shè)定的算法和通信通道實(shí)現(xiàn)故障區(qū)域的隔離和非故障區(qū)域正常通電，實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)自動(dòng)化功能。為了使FTU技術(shù)能更高效地捕捉到城市配電系統(tǒng)的故障信息，并精準(zhǔn)地做出反饋，就需要保障FTU技術(shù)的可靠性。為此，一方面需要對(duì)FTU技術(shù)進(jìn)行全工業(yè)化的設(shè)計(jì)，以保障FTU技術(shù)能夠在室內(nèi)外不同環(huán)境條件下正常工作；另一方面，在安裝過程中需要保證FTU結(jié)構(gòu)與柱子上的開關(guān)一致，這樣方便對(duì)FTU結(jié)構(gòu)進(jìn)行日常檢修。

2.2 DMS系統(tǒng)

配電管理系統(tǒng)簡稱DMS系統(tǒng)，是一個(gè)綜合自動(dòng)化的管理系統(tǒng)，具有對(duì)整個(gè)配電系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控管理、對(duì)用電負(fù)荷情況進(jìn)行管理、自動(dòng)繪制圖形、對(duì)用電設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控管理和地理信息系統(tǒng)管理等功能，是配電自動(dòng)化系統(tǒng)得以實(shí)現(xiàn)的另一關(guān)鍵技術(shù)。該技術(shù)通過和用電信息、配電負(fù)荷控制信息等信息的有機(jī)聯(lián)合，實(shí)現(xiàn)了配電自動(dòng)化信息的一體化。為保證DMS技術(shù)功能的順利發(fā)揮，在進(jìn)行DMS建設(shè)時(shí)，一方面要充分保障系統(tǒng)拓?fù)湫畔IS/SCSADA/DMS的一致性；另一方面要保證DMS和配電自動(dòng)化系統(tǒng)整體信息和信息源頭的高度一致；再者，還要保障GIS和SCADA兩個(gè)系統(tǒng)的高效溝通與協(xié)調(diào)。

2.3 配電主站技術(shù)

對(duì)配電主站實(shí)行分配式的管理是城市配電自動(dòng)化系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分。相對(duì)于傳統(tǒng)配電方式或者傳統(tǒng)的配電自動(dòng)化技術(shù)，現(xiàn)代配電自動(dòng)化系統(tǒng)的主要功能就是以現(xiàn)代化網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)為載體，實(shí)現(xiàn)對(duì)城市配電系統(tǒng)的實(shí)施監(jiān)控和管理。因此，在進(jìn)行城市配電主站的建設(shè)時(shí)要特別注重配電信息平臺(tái)的建設(shè)，這也是配電主站建設(shè)的主要環(huán)節(jié)。要求該平臺(tái)具有對(duì)配電信息數(shù)據(jù)庫進(jìn)行實(shí)時(shí)保存、維護(hù)及局部實(shí)時(shí)查詢歷史數(shù)據(jù)的功能。

3.城市配電自動(dòng)化發(fā)展趨勢

雖然我國的城市配電實(shí)現(xiàn)了一定程度的自動(dòng)化，但仍有很多地方需要不斷優(yōu)化和創(chuàng)新，不斷提高自動(dòng)化程度和可靠性，滿足城市用電需求。

3.1 優(yōu)化配電網(wǎng)絡(luò)

配電自動(dòng)化系統(tǒng)的實(shí)施，大大縮小了和縮短了配電故障導(dǎo)致的停電范圍和停電時(shí)間，大大提高了供配電的可靠度，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。為了進(jìn)一步提升配電自動(dòng)化系統(tǒng)的工作效率，提高城市電網(wǎng)供配電經(jīng)濟(jì)效率，滿足居民生產(chǎn)、生活需求，就要不斷優(yōu)化城市配電網(wǎng)絡(luò)，尋找最優(yōu)的配電自動(dòng)化結(jié)構(gòu)和運(yùn)行模式，以不斷降低配電過程中的路線損耗，提高供電效率和供電質(zhì)量。為此，一方面要根據(jù)每個(gè)城市的實(shí)際用電需求和特點(diǎn)對(duì)城市配電網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行決策模型進(jìn)行深入研究，以建立滿足城市用電需求的配電自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行模型；另一方面，要加強(qiáng)對(duì)城市配電網(wǎng)絡(luò)中各種在線和非在線的用電信息的收集和利用，以進(jìn)一步提高供配電效率。

3.2 智能分布式FA

智能分布式FA是一種多智能化集成體系，該體系的建立可以有效協(xié)調(diào)智能體和區(qū)域協(xié)調(diào)器，因地制宜地進(jìn)行電力配置，降低電力路線損耗、提高能源的轉(zhuǎn)換利用工效。配電自動(dòng)化主站的建立是智能分布式FA的關(guān)鍵技術(shù)，在建立該主站協(xié)調(diào)服務(wù)器時(shí)，要重點(diǎn)考慮城市配電網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際運(yùn)行方式和配電網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的變化，以提高智能體之間的通信效率，規(guī)范通信方式。

3.3 配電實(shí)時(shí)信息引擎機(jī)制

近年來，在信息全球化和一體化的大背景下，配電實(shí)時(shí)信息引擎機(jī)制成為電力工程配電自動(dòng)化系統(tǒng)的一個(gè)重要研究方向。該機(jī)制可支持公共信息模式和企業(yè)集成總線，方便地實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化系統(tǒng)各個(gè)層面的互聯(lián)互通，實(shí)現(xiàn)供電、配電、公共信息、用電信息、地理信息等信息的共享；并且還可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的二次開發(fā)，通過和現(xiàn)代化通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)相結(jié)合，為城市配電自動(dòng)化系統(tǒng)提供安全可靠的數(shù)據(jù)庫安全引擎機(jī)制，從而保證配電自動(dòng)化系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的安全。

結(jié)語

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)技術(shù)的不斷發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的不斷革新，我國的配電技術(shù)也經(jīng)歷了一次次的大變革，當(dāng)前的城市配電自動(dòng)化系統(tǒng)依托現(xiàn)代化網(wǎng)絡(luò)通信、自動(dòng)化、智能化、監(jiān)控監(jiān)測等技術(shù)已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)對(duì)城市配電信息的實(shí)施動(dòng)態(tài)監(jiān)測和管理，大大提高了城市配電效率，節(jié)約了大量的人力投入，獲得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。可以預(yù)見，隨著現(xiàn)代科技的不斷更新，我國的城市配電自動(dòng)化的發(fā)展空間還很大，未來還會(huì)有更多、更便利的技術(shù)不斷涌現(xiàn)。

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