配電自動化應有關鍵技術的發展

劉永帥　張嘉勛　欒松　王鈺鳴

摘 要：針對目前國內配電自動化系統的建設情況，具體探討了其實用化關鍵技術的開發與應用，提出了配電自動化實用化、功能規范以及系統性能測試的發展建議，通過配電自動化仿真實驗室的建設探討了配電自動化的測試環境。探討了幾個進一步發展的技術方向：智能分布式饋線自動化模式能夠更好地適應配電網絡運行方式的變化；配電網優化運行決策支持系統為提高供電的經濟性、優化運行方式提供一個有效的工具；配電實時信息引擎機制可以為供電企業信息一體化大平臺提供支持。

關鍵詞：配電自動化；實用化；系統試驗；發展趨勢

引言

隨著我國國民經濟的飛速發展，城市現代化進程加快，城市電力負荷增加，對電力的依賴性越來越強，城網和農網改造已基本完成，一次網架的強壯必然要求提高配電網自動化運行水平，并實現配電管理現代化。我國配電自動化系統正是在這一背景下逐步發展起來的。

1 我國配電自動化發展現狀

許多供電企業都認識到，隨著城網、農網改造的不斷深人，在供電可靠性和供用電指標已有很大提高的基礎上，要繼續提高供用電質量水平，提高對電力用戶的服務質量，實現配電自動化是必由之路。近年來，許多城市都在不同層次、不同規模上對配電自動化工作進行試點，并積累了不少經驗和教訓。

國內配電自動化系統的進展和存在問題主要有：

a.全網配電自動化的實現由通過重合器時序整定配合的方式逐步過

渡到通過饋線自動化終端FTU進行故障檢測，結合通信技術進行故障隔離和非故障區域恢復供電。

b.配電自動化的關鍵設備由依賴進口逐步轉向使用國產設備，FTU已有了國產的入網許可產品，其功能與性能價格比更有利于各供電部門選用。

c.通信方式多樣化。配電網通信有無線、光纖、專線電纜、載波等多種通信方式，但在主干通信線路上更傾向使用光纖，10kV配電線載波通信以及基于GPRS和CDMA的無線通信在配電網中的應用受到用戶的廣泛關注。

d.部分設備沒有通過嚴格的質量測試，系統在惡劣環境下運行存在質量隱患。

e.配電自動化系統出廠試驗和現場試驗沒有指導性的試驗規范及驗

收標準。

f.配電自動化系統的規劃與配電一次網架的規劃結合不夠。

g.配電自動化系統及DMS集成面臨網絡安全的挑戰。

h.試點系統的規模不夠，體現不出系統的整體規模效益。

2 實用化發展目標及其關鍵技術

與地區調度自動化在20世紀80年代中期發展相類似，各供電企業強烈要求制定配電自動化的各種行業標準，對投運的具有相當規模的城網配電自動化系統制定相應的實用化要求，進行實用化考核和實用化驗收，以體現配電自動化系統的經濟效益和社會效益。

實現一個具有實用化的配電自動化系統的關鍵技術有：

a.FTU應能有效、可靠地捕捉故障信息，并結合通信和算法來實現故障隔離及恢復功能，并實現配電自動化功能的分布、分層控制。

b.系統通信方式的廣泛支持性，通信速率和通信可靠性應滿足配電自動化要求，系統通信結構應滿足在一點通信故障時數據暢通，且配電自動化功能正常實現，并能解決因配電自動化系統信息量大而可能造成的信息“瓶頸”效應。

c.具有通過FTU進行蓄電池在線智能維護的功能，有效地延長蓄電池的壽命。

d.配電主站采用開放式支撐平臺技術，具有分布式運行管理環境，采用大型商業數據庫作為歷史數據庫，實時數據庫具有客戶/服務器技術，應用軟件通過軟總線進行數據交換。

e.通過中間件軟件技術和工作流方式實現DMS流程化管理。

配電自動化系統的試驗性能是保證實用化驗收效果的關鍵。配電自動化系統涉及面廣、系統集成度高，配電自動化系統試驗是為了保證配電自動化產品在其形成的各個階段的產品質量而進行的各種測試過程。

3 配電自動化系統技術發展趨勢

配電自動化推廣應用時間不長，在實用化工作逐步推進和完善的同時，配電自動化的理論和技術有著廣闊的發展空間。一些發達國家的配電自動化及配電管理系統已經從單純的監控及故障檢測發展到優化運行和提高效益。配電自動化技術發展中應該特別關注的研究方向主要有以下幾個方面。

3.1 智能分布式FA

根據我國電力工業體制改革方案，“十五”以后逐步實行輸配分開，在售電環節引人競爭機制。配電環節的開放，分散發電裝置將得以廣泛使用，可以在合適的地點提供合適的能源解決方案，從而降低線路損耗，提高能量轉換效率。零售市場環境下配電自動化解決方案的主要困難在于：分散發電裝置的布置及投運的不確定性，使得配電網絡運行方式經常變動，從而傳統保護整定值與集中處理的FA解決方案很難適應變化。

3.2 配電網優化運行決策支持系統

通過配電自動化的有效投運，可以縮小停電范圍和停電時間，提高供電可靠性。但是，配電自動化系統要真正在運行中取得經濟效益，除了提高供電可靠性，需要優化電網結構與運行方式，降低線路損耗，提高供電質量。

配電網優化運行決策支持系統的研究將為提高供電的經濟性、優化運行方式提供一個有效的工具。配電網優化運行決策支持系統中將要研究建立配電網優化運行決策模型，綜合利用各種配電網的在線和離線參數信息，通過優化運行決策模型的輸人輸出關系，反映配電網運行的在線工況與未來可能的運行方式和配電網的規劃信息，計算出各種經濟指標、安全指標，并得出各種可能的在線輔助決策方案及其模擬運行的效果。

4 結束語

本文在探討了近幾年配電自動化系統的發展狀況后，對其實用化的關鍵技術進行了分析，并以《配電自動化系統功能規范》以及配電自動化系統測試方法和手段為基礎提出了配電自動化實用化作為階段性發展目標，隨著配電自動化技術的發展，工程走向實用化將是一個必然趨勢；還探討了智能分布式FA、配電網優化運行決策支持系統、信息一體化大平臺背景下的配電實時信息引擎機制等幾個未來配電自動化的發展趨勢。

參考文獻

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