浅谈配网自动化

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摘要：变电站自动化是在计算机技术和网络通信技术的基础上发展起来的。国外在八十年代已有分散式变电站自动化系统，我国在就九十年代初期才有，现在许多高校和科研单位在借鉴国外先进技术的同时，结合我国的实际情况加快发展我国的变电站自动化系统，今后其发展和推广的速度会越来越快，与国外的差距会逐步缩小。

关键词：配网自动化 变电站 网络通信

1．前言

长期以来，由于过去对配电系统投入较少，导致配电网结构不合理，绝大多数城市基本上都是辐射型单端供电，一旦线路故障只能整回线路切除，导致大片区域停电。很多地方还使用80年代初的线路，经常过负荷运行，不但线损高达20%以上，还经常在用电高峰期间断电。设备技术性能落后，现在未改造的配电网几乎没有任何自动化可言，一旦出现事故只能依靠跳闸保护或配电变压器的熔断器断电或人工拉闸，然后再依靠人工查明故障点，往往是一点小故障导致一片区域长时间停电。[1]这些严重影响了人民生活和经济建设的发展。为了解决这一问题，国家电力公司从总体上进行改造，使我国城市10KV配电系统实现自动化运行管理的目标，使城市供电可靠性能大到99.99%。[2]

2．配电自动化包含内容

配电自动化是指利用现代电子技术、通信技术、计算机及网络技术与电力设备相结合，将配电网在正常及事故情况下的监测、保护、控制、计量和供电部门的工作管理有机融合在一起，改进供电质量，与用户建立更密切负责的关系，以合理的价格满足用户要求的多样性，力求供电经济性最好，企业管理最为有效。[3]从保证对用户的供电质量、提高服务水平、减少运行费用的观点来看，配电自动化是一个统一的整体。就总体而言，配电自动化内容包含以下4个方面：[4]

2.1馈线自动化

馈线自动化是一个完全集成在配电管理系统环境中，用于配电网络运行、监视、控制、故障诊断、故障隔离、网络重构、旨在提高配电网供电可靠性和管理水平的子系统。馈线自动化完成馈电线路的监测、控制、故障诊断、故障隔离和网络重构。其具体功能包括：事故预想、操作票管理、线路的动态着色和局部追踪、临时性的网络修改、设备定位、故障诊断隔离和恢复供电。

配电网的实时信息通过就地的FTU 采集，传送到区域集控站或变电站集中后，上报配电调度中心；配电调度中心的集控命令通过区域集控站或变电站转发给FUT执行。根据实际情况用多种通信通道，区域集控站或变电站与FTU之间可采用的通信介质为低压供电线路载波、光纤、无线电、公用电话网等，配电调度中心与区域集控站或变电站之间的通信，一般可以采用已有的调度与区域集控站或变电站的通信通道。

2.2配电自动化系统

变电站自动化指应用自动控制技术和信息处理与传输技术，通过计算机硬软件或自动装置代替人工对变电站进行监控、测量和运行操作的一种自动化系统。变电站自动化的基本功能有：数据采集、数据计算和处理、越限和状态监视、开关操作控制和闭锁、与继电保护交换信息、自动化控制的协调和配合、与变电站其他自动化装置交换信息和调度控制中心或集控中心通信等项功能，变电站自动化技术是配电自动化的重点之一。

(1)配电SCADA

配电SCADA系统应能满足配电网的监控需求，并可以根据实际需要不断扩充系统功能。一般的功能包括：数据采集与处理、控制、开关操作连锁、人工设置状态标志、人机界面、信息与报警、事件顺序记录、历史数据、报表功能、计算功能、变压器分接头显示等功能。

(2)地理信息系统

地理信息系统的应用为配电网的运行管理提供一个具有地理环境信息的网络模型，对配电网设备的资产、规划、设计、施工、检修等进行有效的管理，并支持应用软件的开发和其他子系统功能的实现，如馈线自动化，故障投诉管理等。宜采用成熟的商业用地理信息，他能够作为配电网地理信息系统的开发平台。

(3)配电网的应用软件

根据配电网的需要，用于配电网的应用软件一般包括配电网络建模与拓扑、符合建模与校准、配单潮流、配电负荷预报、网络机构优化和重构。

2.3配电管理系统

配电管理系统是指用现代计算机、信息处理及通信技术和相关设备对配电网的运行监控、管理和控制。他是配电自动化系统的神经中枢，整个配电自动化系统的监视、控制和管理的中心。主要功能有：数据采集和监控、配电网运行管理、用户管理和控制、自动绘图、设备管理、地理信息系统等。

配电工作管理是在GIS提供的地理背景图形上，对配电网络的日常工作进行全面的运行管理。其主要功能为：配电网运行工作管理；配电网设备检修管理；配电网设备档案管理；配电网统计报表管理；配电网工程设计；配电网施工计划和施工工作管理。

2.4需求侧管理

通过一系列经济政策和技术政策，由供需双方共同参与的供电管理。包含负荷管理、用电管理及需方发电管理等。需求侧管理的几个内容涉及电力供需双方，甚至与电力管理体制有关，必须通过立法和制定相应的规则，并最终由电力市场来调节。可以看到，电力的供需双方不仅仅是一种电力买卖关系，也是以双方利益为纽带的合作伙伴关系，在电力市场的环境下，需求侧管理必将被重视。

(1)用电营业管理

用电营业管理系统是配电管理面向电力用户的前置机，向配电管理提供用户信息。一般由：用户报装管理；用户电能信息管理；营业电费管理；电能计量表计管理；用电检查管理。

在配电管理中建立一个用户信息数据库，它是用电营业管理系统中用户信息的有选择的“镜像”，应能提供一系列的用户数据管理功能，允许定时或由操作人员进行“镜像”操作。为满足唯一性和独立性的要求，配电管理系统对用户信息数据不能随意更改。此数据库能为馈线自动化提供用户信息，同时，用电营业管理系统也可以从配电管理中获得相应的实时信息。

(2)电能计费

电能计费功能通过对电量的分时段采集，对不同时段的电量进行不同价格计费，了解不同时段的电量变化情况，更好得实现计划用电，并使电网更高效的运行。

配电管理系统中应提供单独数据库及电能计费的常规软件，具有数据库访问手段，允许在系统支持平台上开发软件。通过通信工作站用电话拨号方式对远方厂站的各计量关口电量进行采集、处理、统计、结算，能方便地生成各种统计、分析报表，具有电量分时段统计和计算等功能，能方便地在线修改有关参数及报表格式。

(3)负荷管理

配电管理系统所需信息的覆盖面，根据配电网的负荷情况，用户的用电性质，用电合同等用户信息，自动编制负荷的削峰填谷计划。根据削峰填谷计划自动编制实施负荷控制用户的清单，允许人工修改、确认并自动进行用户监控参数的设定。对计划限荷和紧急限荷进行多方案比较选定，根据当前电网运行的状况，提供降压减载方案，并通过买方负荷管理系统实施用户可控制负荷周期控制，切除用户可控制负荷，当电网出现紧急情况时，及时向买方负荷管理系统提供强制性切负荷命令。

参考文献：

[1]阎晓霞.《变配电所二次系统》[M].中国电力工业出版社.2003.

[2]贺永孚.《电力系统继电保护原理》[M].中国电力工业出版社.2004.

[3]王厚余.《变电所自动化实用技术及应用指南》[M].中国电力工业出版社.2004.

[4]季福坤.《数据通信与计算机网络技术》.中国水电出版社[M]. 2003.