配電自動化系統中存在的問題分析

葉永傍

（惠州博羅供電局，廣東 惠州 516123）

現階段的配電系統運行與管理過程中，作為擁有著先進概念的配電自動化，可以提供給配電系統中較為經濟且較安全的配電運行模式。在國民經濟的持續增長下，配電系統也迎來了全新的技術革新，各電力企業積極應用現代化的配電自動化技術。通過對自動化的配電技術的應用，從而使得電力企業能夠輸送給社會各行業及人們的日常生活中，更為優質的電能質量，提升對電網運行的監控與管理的作用，實現對傳統配電網技術極大的提升。由此可看出，通過對配電網自動化技術的不斷開發，能夠有效促進我國電力企業獲得科學化的發展，也為人們的生活與工作提供更多的便利。但因為在配電網自動化的技術研究上，我國投入的探索時間并不長，因此，還需要在現存的配電網技術問題上，作出更多的努力。

1 配電自動化系統的功能

對電力企業的配電網各項設備，利用遠程技術進行管控和協調，是配電自動化技術的集成體系。作為現階段逐漸興起的電網運行技術，配電自動化技術是在通信技術與計算機技術的融合下，發展而成的對配電網的管理與監視的新手段。主要作用：（1）電網運行下，對配電網輸送電能過程的監視；（2）改善電網運行模式，極大程度地開發配電網的運行潛能；（3）通過對電負荷的有效控制，提升配電網各設備功能利用率；（4）對電壓水平及無功負荷的情況，通過配電網電壓能夠進行適當控制，從而減少損壞電線的概率，提高電力企業輸送電能的質量；（5）可進行自動抄表計費，且有著較為準確的電表數據，可以有效促進電力企業收費工作的效率；（6）面對運行異常，或是出現運行故障時，配電自動化能對異常或故障原因進行高效查詢并將故障問題進行隔離，以恢復電力輸送；（7）提升電力企業管理及電力服務水平，給用戶提供及時優質的電力相關服務。

自動化配電功能主要體現在以下幾點：（1）配電自動化體系最主要的功能，即為對電力運行過程的監控與采集信息的功能，從而提供給電力運行自動化技術的支持。包括對電網運行故障的警報、收集信息與處理信息、記錄電網運行過程中的事件過程、起到遠程監視與協調的作用。（2）對軟件高級運用功能。通過在配電網的歷史運行及網絡結構、實時監視的作用下，對配電網現階段或后續運行發展的安全性與經濟性等相關因素，在理論計算的基礎上，獲得相應的參考數據，例如對配電網潮流的分析、負荷推算、電網線損等方面做出有效的預估。（3）饋線自動化。即為對電網故障中的定位、隔離、和修復等作出相應的應對功能。如準確定位出存在故障的電網區域、對故障的自動隔離、檢測饋電線的運行狀況、實現對饋電線的調控等。（4）管理配電網。管理電網設備、自動化繪制信息圖和電網運行中的地理信息。

2 配電網自動化系統存在的問題

2.1 存在較多的監控對象

在進行測控工作時，配電自動化設備要對無數個站點實行實時的檢測和監控，包括小區變電站、進線變電區域、變壓器各區域開關、用戶電表等各項站點，因此存在有著非常繁雜的測控區域，使配電網自動化體系面臨著極大的工作困難。另外，隨著現階段電力市場的不斷發展，對于配電網中的計算機技術要求不斷提升，無論是在計算機的工作效率還是安全性方面，都必須不斷滿足于現代配電網技術的更新速度。因此，需要從這些技術挑戰中，作出對配電自動化的不斷改進，自動化主站的硬軟件需超過配電網的硬軟件。

2.2 大量的戶外終端設備

在配電自動化系統中，存在大量的戶外終端設備，所以也需要配電設備保證其運行過程中的安全性。同時因為戶外終端的安放點各不相同，使得自動化系統所處的環境也有著各不相同的要求。一般來說，配電網進行測控變電站其環境標準定為0～55℃的溫度范圍。在對配電網自動化終端設備進行安置時，常存在一些長期處于超過55℃的溫度環境，故而要嚴格考慮發生過電壓、高溫或是過潮的因素，所以需要在配電網設備的材料上作出要求。而且配電網自動化系統中的站端設備需要進行頻繁的遠方控制操作，所以要求這些設備應具有一定程度的可靠性。

2.3 復雜化的通信系統

配電網自動通信的特點是點多、面廣、分散，且還受到地理環境的影響，通信方式通常較為復雜。此外，在自動化配電網中，由于既存在容量較大的RTU，又存在容量較小的FTU，且這些站端設備的設置和要求也不同，因而無法收集到統一的規約信息，這也給通信系統的建設造成了較大的困難。

2.4 電源操作與信息提取的困難

目前，配電自動化系統存在的問題不僅復雜，而且數量較多。信息提取和電源操作方面的困難，是現階段配電自動化系統較為典型的技術問題。在隔離電網運行的故障問題后，要進一步準確定位出存在故障的區域，再對停電區域恢復供電，是配電網自動化系統最基本的功能，這樣才能達到檢測與修復的效果。這就需要在配電網中迅速捕捉到停電信息，再通過遠程控制故障隔離和恢復供電，但現階段的計算機和通信技術，很難實現在停電區域快速收集到精確的電源信息的要求。

3 電力二次系統和配電自動化安全防護系統

在現代移動通信、計算機、網絡媒體等各項技術不斷發展的背景下，電力信息控制技術在電力市場中的應用也逐漸廣泛。現階段，在大力推進電力改革體系的情況下，配電方與用戶、電廠、各電力調度中心建立交換的數據也隨之增多。另外，在新時代，PC機及網絡技術都在不斷的發展，網絡平臺中存在著諸多的黑客與網絡病毒等因素。故而，結合我國經濟貿易相關的法律規定，并考慮到我國目前電力發展的實際狀況，作出對電力二次系統安全防護方面的相關策略，對電網計算監控體系與調度安全作出了一系列的規劃，并加強了對電力安全的維護措施。通過對電網設備安全隱患的預防與解決，來保證電力企業持續安全的運行發展。

3.1 電力二次系統安全防護措施

（1）對安全區域的劃分。按照配電網自動體系的一次系統的影響級別和各部分功能進區分，可以將配電網劃分為生產區、控制區、信息區與管理區。配電網全部構成體系都在安全區域內安置，通過加密、認證等方工來對重要業務功能作出保護。

（2）采取橫向的隔離。對于安全范圍中的功能系統，需要通過合適強度的隔離設備來保證這些業務的安全性，尤其是要對辦公自動化、信息管理、生產控制這些重要功能系統進行隔離防護，并且應采取物理隔離的效果。

（3）建立網絡專用防護。通過專用的信息網絡，在配電網專用通道上達到物理隔防其他數據信息的作用，選擇多協議標和虛擬的交換方式，建立出隔離效果，使在安全區進行對上下級安全區的聯系，以防出現縱向交叉的現象。

（4）縱向防護。通過訪問監控、加密措施和認證途徑，來對生產過程中各項數據進行縱向邊界形式的防護。

3.2 配電自動化系統的防護策略

（1）劃分出配電自動化體系的安全區域。在對配電自動化體系中的區域劃分時，可根據其各子系統的網絡區域和業務功能進行有序的劃分，例如在安全區，按照業務功能的實時控制性特點，將負荷管理、SCADA、配網計算、DA等系統放置于安全區Ⅰ；在安全區Ⅱ，主要是配電網的非控制模塊，如配網調度培訓、電網管理、運行與優化等系統，同時，因為研制反向電力安全隔離的技術還未得到完善，因此，控制區要實現調用GIS，需要設置GIS副本于安全區Ⅱ中；在安全區Ⅲ中，包括配網規劃、GISAM電能交易等業務模塊；在安全區Ⅳ中，存在有賬戶管量、用戶查詢等業務功能。

（2）橫向隔離各安全區。在電力生產系統中包括有安全區Ⅰ與Ⅱ，它們都屬于在線運行狀態，且與數據網絡之間有著緊密聯系，通過電力調度形式，很多數據需要交換，所以需要通過硬件設備來對這兩個安全區域實行邏輯隔離，以防其他服務，如Telnet、E-mail等穿越隔離區域。專用的電力安全隔離措施，是電力相關部門經過認證的安全隔離裝置，用來對安全區Ⅰ與Ⅱ的隔離。通過正向安全隔離手段讓安全區Ⅰ、Ⅱ向安全區Ⅲ傳輸，并針對其他相關網絡服務作出禁止訪問和穿越到安全隔離區域，如Rlogin、Web等。

（3）對各安全區內部的防護。針對配電網自動化的各安全區，也需作出相關的防護工作，如提供縱向Web服務于安全區域內；防范E-mail服務應用于安全區Ⅰ與區Ⅱ；通過訪問管控或是加密等措施，嚴格管理安全區Ⅰ與區Ⅱ；Web服務不可以跨越安全區Ⅰ；安全區Ⅱ內禁止各業務功能與Web的共用；在安全區Ⅰ與區Ⅱ內采用離線更新處理，禁止在網站直接下載；需要通過加密或是進行認證方式，對安全區Ⅰ與區Ⅱ的關鍵性功能的保護；對于惡意代碼或木馬，通過訪問控制來對安全區Ⅲ進行防護。

4 結束語

在我國電力企業發展形勢中，配電自動化系統發揮著重要的作用，通過對配電自動化的功能、配電自動化運行現狀問題的分析研究，了解現階段配電自動化需要改進與優化的技術難點，以及如何對配電自動化的安全性進行防護，進而促進我國電力發展科學革新的實現，以助于我國電力企業與電網技術得到持續穩健的發展，從而促進我國國民經濟的進一步增長。