1、基于配電網(wǎng)自動(dòng)化應(yīng)用技術(shù)與發(fā)展趨勢(shì)分析摘 要 文章結(jié)合本人多年的工作經(jīng)驗(yàn)，分析了國(guó)內(nèi)配電自動(dòng)化系統(tǒng)的進(jìn)展和存在問題，并且指出配電自動(dòng)化及配電配電管理系統(tǒng)建設(shè)的技術(shù)和未來(lái)配電自動(dòng)化的一些發(fā)展趨勢(shì)。關(guān)鍵詞 配網(wǎng)自動(dòng)化 配電監(jiān)控 數(shù)據(jù)采集 發(fā)展趨勢(shì)供電企業(yè)實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)自動(dòng)化的主要目的在于：有利于在配電網(wǎng)正常運(yùn)行時(shí)，通過(guò)監(jiān)視配網(wǎng)運(yùn)行工況，優(yōu)化配網(wǎng)運(yùn)行方式；有利于在保證供電可靠性的前提下，確保電力用戶用電的時(shí)效性，滿足電力用戶的供電需求；有利于滿足和確保供電的質(zhì)量，符合高新技術(shù)裝備和居民家用電器的要求，避免高峰低谷，電壓幅值和頻率以及諧波對(duì)用戶所產(chǎn)生的不良影響；有利于降低電網(wǎng)的損耗，提高網(wǎng)絡(luò)的供電能力，減少

2、用戶的停電機(jī)率；由于采用了自動(dòng)化設(shè)備，當(dāng)配電網(wǎng)發(fā)生故障或異常運(yùn)行時(shí)，能快速隔離故障區(qū)段，及時(shí)恢復(fù)非故障區(qū)域用戶的供電，縮短對(duì)用戶的停電時(shí)間，減少停電面積，這樣就有利于提高設(shè)備的故障判斷能力和自動(dòng)隔離故障、恢復(fù)非故障線路的供電條件；有利于提高配電網(wǎng)設(shè)備的自身可靠性運(yùn)行能力，大大地減輕運(yùn)行人員的勞動(dòng)強(qiáng)度和維護(hù)費(fèi)用；由于實(shí)現(xiàn)了配電系統(tǒng)自動(dòng)化，可以合理控制用電負(fù)荷，從而提高了設(shè)備的利用率；采用自動(dòng)抄表計(jì)費(fèi)，可以保證抄表記費(fèi)的及時(shí)和準(zhǔn)確，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和工作效率，并可為用戶提供自動(dòng)化的用電信息服務(wù)。1.我國(guó)配電自動(dòng)化進(jìn)展和存在問題由于城網(wǎng)及農(nóng)網(wǎng)的不斷改造，在供電可靠性和供電指標(biāo)已有很大提高的基礎(chǔ)上，

3、要繼續(xù)提高供電自動(dòng)化是必由之路。近年來(lái)許多城市都在不同層次、不同規(guī)模上對(duì)配電自動(dòng)化工作進(jìn)行試點(diǎn)，并積累不少經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)。通過(guò)近幾年的實(shí)踐，國(guó)內(nèi)配電自動(dòng)化系統(tǒng)的進(jìn)展和存在問題主要有：（1）配電自動(dòng)化的關(guān)鍵設(shè)備由依賴進(jìn)口逐步轉(zhuǎn)向使用國(guó)產(chǎn)設(shè)備，ftu已有了國(guó)產(chǎn)的入網(wǎng)許可產(chǎn)品，其功能與性能價(jià)格比更有利于各供電部門選用。（2）配電自動(dòng)化由單純的配電監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集（scada）系統(tǒng)加配電自動(dòng)化（da）轉(zhuǎn)向具有da、配電管理系統(tǒng)（dms）、地理信息系統(tǒng)（gis）等較完整的配電自動(dòng)化實(shí)時(shí)及供電企業(yè)管理系統(tǒng)，配電主站系統(tǒng)也由借用調(diào)度主站系統(tǒng)逐步轉(zhuǎn)向選擇面向配電自動(dòng)化應(yīng)用的配電自動(dòng)化主站系統(tǒng)。（3）全網(wǎng)配電自動(dòng)化的

4、實(shí)現(xiàn)由通過(guò)重合器時(shí)序整定配合的方式逐步過(guò)度到通過(guò)饋線自動(dòng)化終端（ftu）進(jìn)行故障檢測(cè)，結(jié)合通信技術(shù)進(jìn)行故障隔離和非故障區(qū)域恢復(fù)供電。當(dāng)然，重合器的功能應(yīng)用到變電站10kv出口以及分之線上消除瞬時(shí)故障，仍然有意義。（4）通信方式多樣化。配電網(wǎng)通信有無(wú)線、光纖、專用電纜、載波等多種通行方式，但在主通信線路上更傾向于使用光纖，10kv配電線載波通信以及基于gprs和cdma的無(wú)線通信在配電網(wǎng)中的應(yīng)用受到用戶的廣泛關(guān)注。（5）gis由孤獨(dú)的靜態(tài)設(shè)備管理系統(tǒng)逐步轉(zhuǎn)向動(dòng)態(tài)的實(shí)時(shí)gis，將scada和地理信息有機(jī)地統(tǒng)一起來(lái)。（6）dms由需求不確定、功能繁雜逐步轉(zhuǎn)向功能需求實(shí)用化，以及dms與其他系統(tǒng)有機(jī)集

5、成構(gòu)造供電企業(yè)信息一體化方向發(fā)展。（7）由于技術(shù)發(fā)展的需求，一次設(shè)備與自動(dòng)化設(shè)備結(jié)合更加緊密，一次設(shè)備的廠家向二次自動(dòng)化方向發(fā)展，二次自動(dòng)化系統(tǒng)的廠家向一次設(shè)備方向發(fā)展。（8）部分設(shè)備沒有通過(guò)嚴(yán)格的質(zhì)量測(cè)試，系統(tǒng)在惡劣環(huán)境下運(yùn)行存在質(zhì)量隱患。（9）配電自動(dòng)化系統(tǒng)的規(guī)劃與配電一次網(wǎng)架的規(guī)劃結(jié)合不夠。（10）配電自動(dòng)化系統(tǒng)出廠實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)沒有指導(dǎo)性的試驗(yàn)規(guī)范及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。（11）配電自動(dòng)化系統(tǒng)及dms集成面臨網(wǎng)絡(luò)安全的挑戰(zhàn)。（12）試點(diǎn)系統(tǒng)的規(guī)模不夠，體現(xiàn)不出系統(tǒng)的整體規(guī)模效益。（13）部分省公司以及全國(guó)電力系統(tǒng)城市供電專用工作網(wǎng)發(fā)布了一些配電自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)用化的驗(yàn)收細(xì)則，有利于配電自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)用化

6、的發(fā)展，但是配電自動(dòng)化系統(tǒng)的實(shí)用化仍然是一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程。2.配電自動(dòng)化的發(fā)展目標(biāo)許多供電企業(yè)都強(qiáng)烈要求制定配電自動(dòng)化的各種標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)投運(yùn)的具體相當(dāng)規(guī)模的城網(wǎng)配電自動(dòng)化系統(tǒng)制定相應(yīng)的實(shí)用化要求，進(jìn)行實(shí)用化考核和實(shí)用化驗(yàn)收，以體現(xiàn)配電自動(dòng)化系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。在總結(jié)配電自動(dòng)化近年發(fā)展經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)的基礎(chǔ)上，應(yīng)在已頒布的配電自動(dòng)化系統(tǒng)功能規(guī)范等行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和各省公司以及全國(guó)電力系統(tǒng)城市供電專業(yè)工作編制的驗(yàn)收導(dǎo)則的基礎(chǔ)上，建立配電自動(dòng)化系統(tǒng)性能測(cè)試方法和手段，并在此基礎(chǔ)上搞好配電自動(dòng)化實(shí)用化建設(shè)，作為當(dāng)前配電自動(dòng)化的階段性發(fā)展目標(biāo)。筆者認(rèn)為，配電自動(dòng)化系統(tǒng)功能規(guī)范的基礎(chǔ)思想是實(shí)時(shí)的配電系統(tǒng)監(jiān)控和故障處理功

7、能（da）與配電管理功能（dms）相結(jié)合的系統(tǒng)，最大程度地實(shí)現(xiàn)資源公用、信息共享，以使實(shí)時(shí)信息盡快地提供給管理應(yīng)用，使管理信息方便地為實(shí)時(shí)系統(tǒng)服務(wù)。在總結(jié)這些經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)的基礎(chǔ)上對(duì)功能予以規(guī)范。功能分為基本功能和選配功能。基本功能是較為實(shí)用的，也是應(yīng)該實(shí)用的；選配功能是為發(fā)展提高留有余地，并有利于使用單位因地制宜選用的。3.配電自動(dòng)化的應(yīng)用技術(shù)對(duì)于配電自動(dòng)化實(shí)用化的建設(shè)，應(yīng)在功能規(guī)范和驗(yàn)收導(dǎo)則的基礎(chǔ)上，在系統(tǒng)性能測(cè)試方法和手段健全的前提下，制定可行的實(shí)用化驗(yàn)收細(xì)則。在實(shí)時(shí)系統(tǒng)中重點(diǎn)考核scada系統(tǒng)的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行情況、饋線自動(dòng)化（fa）動(dòng)作可靠情況、出廠測(cè)試（fat）和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試（sat）的成功率。

8、在管理系統(tǒng)中重點(diǎn)考核配電gis基礎(chǔ)信息的準(zhǔn)確率和及時(shí)更新情況，配電工區(qū)設(shè)計(jì)和操作人員真正應(yīng)用圖紙管理系統(tǒng)代替常規(guī)的cad圖紙，配電調(diào)度操作功能代替手工記錄和操作。至于配電高級(jí)應(yīng)用軟件以及配電管理中的其他業(yè)務(wù)流程管理，可放在第二步，當(dāng)條件成熟后再逐步實(shí)用化。實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用技術(shù)主要有：（1）ftu應(yīng)能有效可靠地捕捉故障信息，并結(jié)合通信和算法來(lái)實(shí)現(xiàn)故障隔離及恢復(fù)功能，并實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化功能的分布、分層控制。（2）系統(tǒng)通信方式的廣泛支持性，通信速率和通信可靠性應(yīng)滿足配電自動(dòng)化要求，系統(tǒng)通信結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足在一點(diǎn)通信故障時(shí)數(shù)據(jù)暢通，且配電自動(dòng)化功能正常實(shí)現(xiàn)，并能解決因配電自動(dòng)化系統(tǒng)信息最大而可能造成的

9、信息“瓶頸”效應(yīng)。（3）ftu采用全工業(yè)級(jí)設(shè)計(jì)，滿足戶外惡劣環(huán)境運(yùn)行要求，技術(shù)指標(biāo)達(dá)到戶外d2級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（-40攝氏度85攝氏度）。柱上開關(guān)與fut在電氣和結(jié)構(gòu)上匹配，可靠接口，便于維修。（4）具有通過(guò)ftu進(jìn)行蓄電池在智能維護(hù)的功能，有效的延長(zhǎng)蓄電池的壽命。（5）配電主站采用開放式支撐平臺(tái)技術(shù)，具體分布式運(yùn)行管理環(huán)境，采用大型商業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)作為歷史數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)具有客戶/服務(wù)器技術(shù)。應(yīng)用軟件通過(guò)軟總線進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。（6）dms數(shù)據(jù)建模及設(shè)備編碼考慮全局信息一體化建設(shè)的完備性和一致性，做到信息源頭唯一，系統(tǒng)拓?fù)湫畔is/scada/dma的一致性。負(fù)荷控制信息、客戶服務(wù)信息、用電信息等其他系統(tǒng)信

10、息，能有機(jī)地接入配電主站系統(tǒng)，共同構(gòu)件全局信息一體化系統(tǒng)。（7）配電scada系統(tǒng)與gis應(yīng)運(yùn)軟件之間在保證網(wǎng)絡(luò)安全的基礎(chǔ)上有效互通，使得實(shí)時(shí)信息在gis中具有與scada系統(tǒng)相同的實(shí)時(shí)性，保持圖元在不同硬件、軟件平臺(tái)上的一致性。（8）通過(guò)中間件軟件技術(shù)和工作流方式dms流程化管理。配電自動(dòng)化系統(tǒng)的試驗(yàn)性能是保證實(shí)用化驗(yàn)收效果的關(guān)鍵。配電自動(dòng)化系統(tǒng)涉及面廣、系統(tǒng)集成度高，配電自動(dòng)化系統(tǒng)試驗(yàn)是為了保證配電自動(dòng)化產(chǎn)品在其形成的各個(gè)階段的產(chǎn)品質(zhì)量而進(jìn)行的各種測(cè)試過(guò)程。配電自動(dòng)化系統(tǒng)產(chǎn)品的生命期大致可以分為產(chǎn)品研制、市場(chǎng)認(rèn)可、供貨與接入系統(tǒng)3個(gè)階段。在每個(gè)階段都有各自不同的測(cè)試與運(yùn)行過(guò)程。在產(chǎn)品研制階

11、段，站端產(chǎn)品進(jìn)行功能驗(yàn)證和型式試驗(yàn)，主站產(chǎn)品進(jìn)行單元測(cè)試；在市場(chǎng)認(rèn)可階段，進(jìn)行產(chǎn)品技術(shù)鑒定，取得入網(wǎng)許可證；在供貨與接入系統(tǒng)階段，進(jìn)行fat，現(xiàn)場(chǎng)投運(yùn)前進(jìn)行sat。3個(gè)階段的每一個(gè)測(cè)試項(xiàng)目都必須有完整的測(cè)試計(jì)劃、明確的初始條件、嚴(yán)格的測(cè)試過(guò)程和對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行有效評(píng)估。關(guān)于建立配電自動(dòng)化系統(tǒng)性能測(cè)試方法和手段，應(yīng)考慮配電動(dòng)模試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷慕ㄔO(shè)。為了闡述配電模試驗(yàn)?zāi)Ｐ停疚囊阅彻窘ǔ傻呐潆娤到y(tǒng)模擬仿真實(shí)驗(yàn)室為例介紹其功能。實(shí)驗(yàn)室模擬系統(tǒng)規(guī)模為6個(gè)電源點(diǎn)，35條分段線路，6個(gè)開閉所單元。系統(tǒng)可模擬正常運(yùn)行時(shí)的各種工況，例如改變符合的大小和性質(zhì)、改變負(fù)荷分布、操作開關(guān)改變系統(tǒng)送電的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)等。系統(tǒng)可根據(jù)

12、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際保護(hù)配置情況來(lái)配置模型系統(tǒng)的保護(hù)裝置，使系統(tǒng)自身的動(dòng)作情況與配電自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)系統(tǒng)的操作二者得到真實(shí)反映。系統(tǒng)可模擬電網(wǎng)運(yùn)行中的各種故障情況，并可模擬配電網(wǎng)各種中性點(diǎn)接地方式的運(yùn)行，包括中性點(diǎn)不接地方式和中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式、中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地方式。配電動(dòng)模試驗(yàn)?zāi)Ｐ蛯橄到y(tǒng)聯(lián)調(diào)和測(cè)試提供仿真配電網(wǎng)運(yùn)行的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集及控制對(duì)象，是系統(tǒng)聯(lián)調(diào)和測(cè)試可以在出廠前完整地進(jìn)行，這對(duì)于提高開發(fā)和服務(wù)質(zhì)量、減少現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)工作量將產(chǎn)生明顯的效果。4.配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)配電自動(dòng)化推廣應(yīng)用的時(shí)間不長(zhǎng)，在實(shí)用化工作逐步推進(jìn)和完善的同時(shí)，配電自動(dòng)化的理論和技術(shù)有著廣闊的發(fā)展空間。一些發(fā)達(dá)國(guó)家的配電自動(dòng)化

13、及配電管理系統(tǒng)已經(jīng)從單純的監(jiān)控及故障建設(shè)發(fā)展到優(yōu)化運(yùn)行和提高效益。配電自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展中應(yīng)特別關(guān)注的研究方向主要有以下兩個(gè)方面。（1）配電網(wǎng)優(yōu)化運(yùn)行決策支持系統(tǒng)通過(guò)配電自動(dòng)化的有效投運(yùn)，可以縮小停電范圍和停電時(shí)間，提高供電可靠性。但是，配電自動(dòng)化系統(tǒng)要真正在系統(tǒng)中取得經(jīng)濟(jì)效益，除了提高供電可靠性，需要優(yōu)化電網(wǎng)結(jié)構(gòu)與運(yùn)行方式，降低線路損耗，提高供電質(zhì)量。配電網(wǎng)優(yōu)化運(yùn)行決策支持系統(tǒng)的研究將為提高供電的經(jīng)濟(jì)性、優(yōu)化運(yùn)行方式提供一個(gè)有效的工具。配電網(wǎng)優(yōu)化運(yùn)行決策支持系統(tǒng)中將要研究建立配電網(wǎng)優(yōu)化運(yùn)行決策模型，綜合利用各種配電網(wǎng)的在線和離線參數(shù)信息，通過(guò)優(yōu)化運(yùn)行決策模型的輸入輸出關(guān)系，反映配電網(wǎng)運(yùn)行的在線工況與未來(lái)可能的運(yùn)行方式和配電網(wǎng)的規(guī)劃信息，計(jì)算出各種經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、安全指標(biāo)，并得出各種可能的在線輔助決策方案及其模擬運(yùn)行的效果。（2）信息一體化大平臺(tái)集成系統(tǒng)配電網(wǎng)自動(dòng)化及dms是整個(gè)電力企業(yè)信息一體化集成系統(tǒng)的一個(gè)有機(jī)組成部分，而不是孤立的系統(tǒng)。在未來(lái)的配電自動(dòng)化系統(tǒng)中，需要研究信息一體化大平臺(tái)背景下