试析配网自动化技术的应用与研究
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摘要：随着我国科学技术水平的不断提高，我国电网的发展和自动化程度都有所提高，并且已成为国家电网发展中的首要任务。配电网自动化是运用计算机技术、自动控制技术、电子技术、通信技术及新的高性能的配电设备等技术手段，对配电网进行离线与在线的智能化监控管理，以确保实现我国供电可靠性和供电质量，通过缩短事故处理时间，来降低停电范围和停电损失，以此来提高配电系统运行的经济性，降低运行维护费用，最大限度提高企业的经济效益，提高整个配电系统的管理水平和工作效率，改善为用户服务的水平。
Abstract: Distribution automation is the use of computer technology, automatic control technology, electronic technology, communication technology and new high performance power distribution equipment technology, intelligent monitoring and management for off-line and on-line for the distribution network, in order to ensure the reliability of power supply in our country and the quality of power supply, by shortening the processing time of the accident, to reduce the the scope of power failure and the outage loss, in order to improve the economic operation of the power distribution system, reduce operation and maintenance costs, maximize the economic efficiency of enterprises, improve the distribution system of the management level and work efficiency, improve the level of service for users.
Key words: distribution automation; technology; application; research
中图分类号: TM76
引言
配网自动化起源于90年代的美国，并在近代被广泛使用。配网自动化技术室以实现对配电网正常运行时的控制、检测和故障处理自动化（故障检测、故障定位、隔离和非故障区的恢复供电）为主要目标，并且同时具备一定的生产管理、设备管理的自动化，它可使配电网处于安全、可靠、经济、优质、高效的运行状态。配网自动化的研究在世界发达国家越来越受到广泛的重视，本文主要针对配网自动化技术进行一系列的探讨，希望可以总结出一些具有价值的观念供读者参考。
1 配网自动化技术
1.1 配网自动化的研究现状
配网自动化的发展大致经历了三个阶段。并自第三阶段开始于计算机控制及通讯技术迅猛发展，配网自动化实现了以现代信息技术为基础的集中远控，发展成包括信息管理、调度等在内的多功能、开放型综合自动化系统。随着新设备、新技术及应用软件的不断发展，近年来配网自动化系统已有从集中远控向分布式控制发展的趋势。
分布式现场控制设备（FTU）具有功能强大的智能控制软件，它一方面能与主站（子站）的SCADA系统通信，另一方面对现场事件独立作出判断并快速反应。主站（子站）系统的自动化软件能根据配电网络的实时拓扑结构，按照一定的算法进行故障定位，下达命令给相关的FTU跳闸隔离故障。此后，主站（子站）通过计算，考虑线损、过负荷等情况确定最佳恢复方案，命令有关FTU恢复非故障区的供电，又称之为DMS方式，有效地提高了系统的反应速度，增加了运行的可靠性。
由于不同应用区域的配网结构不同，配网自动化模式肯定会有所不同，所以，配网自动化的实现不应局限于某一特定的功能。本文针对郸城配电网架的实际情况，提出了较为可行的解决方案。
1.2 配网自动化的构成
配网自动化实现了以现代信息技术为基础的集中远控，发展成包括信息管理、调度等在内的多功能、开放型综合自动化系统。随着新设备、新技术及应用软件的不断发展，近年来配网自动化系统已从集中远控向分布式控制发展。下图（1）为配网自动化构成图：
图（1）为配网自动化构成图
2 实现配网自动化基本要求
供电线路要连接成环网，至少应具备双电源，对供电密集区甚至要考虑构成多电源供电系统。采用环网供电开环运行的供电模式，保证环网内的重要用户达到N-1供电可靠性准则。
线路要分段才能避免线路某处出现故障导致整条线路都连续失电，即通过分段开关的倒闸，将非故障区域负荷转移。分段原则可根据具体情况，或按负荷相等，或按线长相等，或按用户数量均等原则。对一次设备开关的自动化要求，馈线中的环路开关、分段（负荷）开关的操作机构和操作电源应满足自动化的要求。但由于真空断路器与负荷开关的价格相差不大，目前，我国大部分地区多采用真空断路器。
3 配网自动化的应用
配网自动化的最终目的是实现故障检测、故障定位、隔离和非故障区的恢复供电，同时，具备一定的生产管理、设备管理的自动化。目前，国内的县级配电网络已改造完成，运行方式多是环网结构开环运行。所以，配网自动化的基本原理就是基于将该环网结构开环运行的配网线路通过分段开关（柱上自动开关）分割成各个供电区域。当某区域发生故障，及时检测到故障发生（故障检测），判断故障的发生区域（故障定位），及时将分割该区域的开关跳开，实现故障区的隔离。随后，将因线路发生故障而失电的非故障区域迅速恢复供电。从而避免了因线路出现故障而导致整条供电线路连续失电，因为停电区域仅在故障发生的局部，大大减少了停电范围，最终提高了供电的可靠性。
3.1 建立配网通信系统
建立可靠的配网通信系统是配网自动化系统中一个极其重要的环节，配电系统的实时数据采集与控制，配电网的优化控制，配电网运行方式的改变等等均需要通过配网通信系统来实现。配网系统测点多而分散，覆盖面广，这就决定了配网通信应采用一点对多点的通信方式。配电网覆盖整个城市，根据市中心、城区、郊区等不同特点，选用不同方式的通信的组合。电缆通信（有线通信）：导引电缆具有一定耐压水平，可以与电力电缆同沟铺设，但价格较贵,只适宜配变近距离的通信。
光纤通信：光纤通信是一种高速、可靠、不受干扰，先进的现代通信方式，随着光端设备的大幅降价，已得到大量使用，越来越多地被人们所认识。目前，在配网中已得到广泛的使用。
配网控制中心与用户FTU之间的通信是配网自动化的主要通信系统，其可靠性、经济性至关重要。当装置故障或光缆故障时，光端机能自动测量故障点，信息在到达故障点之前又返回，使用第二个环路完成通信。用这种方法，对其余的正常装置或正常光缆仍能保持通信畅通和链路完好。其结构及主要工作形态如图（2）所示。