配電自動(dòng)化簡介配電是電力系統(tǒng)發(fā)電、輸電和配電（有時(shí)也稱供電和用電）中直接面向電力用戶的功能。由配電設(shè)備，包括饋線、降壓變壓器、斷路器、各種開關(guān)在內(nèi)構(gòu)成的配電網(wǎng)和繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置、測量和計(jì)量儀表以及通信和控制設(shè)備構(gòu)成一個(gè)配電系統(tǒng)，按一定的規(guī)則運(yùn)行，以高質(zhì)量的電能持續(xù)地滿足電力用戶需求。就我國電力系統(tǒng)而言，配電網(wǎng)是指110kV及以下的電網(wǎng)。在配電網(wǎng)中，通常把110kV35kV級(jí)稱為高壓，10kV級(jí)稱為中壓，0.4kV級(jí)稱為低壓。因此，完整地說，配電自動(dòng)化應(yīng)該是指整個(gè)配電網(wǎng)并包括電力用戶在內(nèi)的自動(dòng)化。隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，用戶對(duì)電能質(zhì)量的要求愈來愈高。對(duì)用戶電能質(zhì)量的評(píng)價(jià)主要有以下幾個(gè)指標(biāo)：一是電壓質(zhì)量，它包括電壓偏差、電壓波動(dòng)和電壓閃變3個(gè)方面的要求；二是頻率；三是供電可靠率，它是配電網(wǎng)對(duì)用戶持續(xù)供電能力的量度，有多至11項(xiàng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)，其中主要是年平均供電可靠率，即用戶年平均供電時(shí)間的百分?jǐn)?shù)；四是諧波含量，應(yīng)不高于規(guī)定的含量。提高電能質(zhì)量要由改善整個(gè)電力系統(tǒng)的裝備和運(yùn)行來達(dá)到。顯然，限于配電網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及用戶所具有的能力，配電網(wǎng)只能對(duì)電能質(zhì)量中的某些指標(biāo)起到顯著的作用，如提高供電可靠率和電壓質(zhì)量。而且，眾所周知，合理而完善的配電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對(duì)于提高供電可靠率和電壓質(zhì)量至關(guān)重要，在某種意義上講是起主要作用的。從另一方面說，保護(hù)、監(jiān)測和控制的改進(jìn)并逐步達(dá)到自動(dòng)化，對(duì)于配電網(wǎng)的運(yùn)行也十分重要，且其重要性和作用正逐漸增大，在某些方面，如故障隔離，是必不可少的。當(dāng)然，電力系統(tǒng)應(yīng)以最經(jīng)濟(jì)的能源消耗、最有效的運(yùn)行管理，以最合理和便宜的價(jià)格向用戶供電。配電網(wǎng)及其控制和用戶管理也關(guān)系到供電的經(jīng)濟(jì)性。因此，可以說，實(shí)現(xiàn)或?qū)嵤┡潆娮詣?dòng)化的目的是采用現(xiàn)代電子、通信和計(jì)算機(jī)等技術(shù)和裝備對(duì)配電網(wǎng)和用戶在正常運(yùn)行和事故情況下實(shí)行監(jiān)測、保護(hù)、控制和管理，提高供電質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)性，改善服務(wù)和提高工作效率。我國配電網(wǎng)的狀況我國目前的配電網(wǎng)很薄弱，絕大多數(shù)為樹狀結(jié)構(gòu)，且多為架空線，可靠性差，尤其在農(nóng)村，送電距離太長，損耗嚴(yán)重，電壓質(zhì)量差。配電設(shè)備比較陳舊，大多是不可遙控的。配電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測設(shè)備少，信息傳輸通道缺乏，因而信息搜集量少，這些導(dǎo)致事故處理自動(dòng)化程度低，處理時(shí)間長，事故后恢復(fù)供電慢。近幾年，一些地區(qū)發(fā)生電網(wǎng)事故，導(dǎo)致重要用戶停電，除了某些人為的因素以外，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)薄弱、可靠性低，是其主要原因；自動(dòng)化程度低、管理不善也是重要原因之一。加強(qiáng)電網(wǎng)建設(shè)，除了強(qiáng)化輸電網(wǎng)以外，加強(qiáng)配電網(wǎng)建設(shè)是當(dāng)務(wù)之急。這是因?yàn)殚L期以來在配電網(wǎng)上投資欠賬太多，其薄弱的程度大大甚于輸電網(wǎng)。因此國家在近期內(nèi)投資建設(shè)的重點(diǎn)在改造和建設(shè)配電網(wǎng)，合理增加變電站，完善配電網(wǎng)絡(luò)，更換陳舊的開關(guān)設(shè)備，提高配電自動(dòng)化水平，這是非常正確的，也是迫切需要的。在建設(shè)過程中首先要做好規(guī)劃，而且在做好配電網(wǎng)一次系統(tǒng)規(guī)劃的同時(shí)，應(yīng)同時(shí)做好配電自動(dòng)化的規(guī)劃，與輸電網(wǎng)相比較，這一點(diǎn)尤其重要。這是由于配電網(wǎng)一次系統(tǒng)中的設(shè)備選擇與配電自動(dòng)化關(guān)系密切。例如，在選擇開關(guān)設(shè)備時(shí)可以有多種選擇，如斷路器、重合器、重合分段器、分段器、電動(dòng)負(fù)荷開關(guān)……這與配電自動(dòng)化采取何種方式有關(guān)；其次，某些一、二次結(jié)合設(shè)備，如電流（或電壓）互感器等，也與配電自動(dòng)化的實(shí)施方案有關(guān)。配電自動(dòng)化的內(nèi)容配電自動(dòng)化是80年代末首先由美國而后到其他工業(yè)發(fā)達(dá)國家逐步發(fā)展起來的，其內(nèi)容也在不斷變化。配電自動(dòng)化發(fā)展到今天，其內(nèi)容大致可以分為4個(gè)方面：一是饋線自動(dòng)化，即配電線路自動(dòng)化；二是用戶自動(dòng)化，這與需方管理含義是相同的；三是變電站自動(dòng)化，它常常是輸電和配電的結(jié)合部，因此，這里僅指其與配電有關(guān)的部分；四是配電管理自動(dòng)化，其中包括網(wǎng)絡(luò)分析。目前還沒有哪一個(gè)權(quán)威機(jī)構(gòu)對(duì)配電自動(dòng)化下過嚴(yán)格的定義，也有人把這4個(gè)方面的內(nèi)容統(tǒng)稱為配電管理系統(tǒng)(distributionmanagementsystem,簡稱為DMS)，也有人把上述前3個(gè)方面的內(nèi)容稱為配電自動(dòng)化系統(tǒng)(DAS)。事實(shí)上，上述4個(gè)方面的內(nèi)容可以相互獨(dú)立運(yùn)行，并不是其中某一個(gè)必須以另一個(gè)或幾個(gè)方面的存在為前提，也不存在孰低孰高的問題，但有一點(diǎn)必須指出，它們之間的聯(lián)系十分密切，特別是信息的搜集、傳遞、存儲(chǔ)、利用以及這些信息經(jīng)過處理作出的決策和控制是相互影響的。應(yīng)在通盤設(shè)計(jì)的前提下，分步驟地從縱向和橫向兩個(gè)方向逐步實(shí)施、銜接和完善。因此，從這個(gè)意義上講這四方面是一個(gè)集成系統(tǒng)。它又可以與EMS，MIS等構(gòu)成一個(gè)大的集成系統(tǒng)，換句話說，從信息化的角度來看，它是一個(gè)IMS(informationmanagementsystem)。饋線自動(dòng)化饋線自動(dòng)化是指配電線路的自動(dòng)化。廣義地說，饋線自動(dòng)化應(yīng)包括配電網(wǎng)的高壓、中壓和低壓3個(gè)電壓等級(jí)范圍內(nèi)線路的自動(dòng)化，它是指從變電站的變壓器二次側(cè)出線口到線路上的負(fù)荷之間的配電線路。對(duì)于高壓配電線，其負(fù)荷一般是二次降壓變電站；對(duì)于中壓配電線，其負(fù)荷可能是大電力用戶或是配電變壓器；對(duì)于低壓配電線，其負(fù)荷是廣大的用戶。各電壓等級(jí)饋線自動(dòng)化有其自身的技術(shù)特點(diǎn)，特別是低壓饋線，從結(jié)構(gòu)到一次、二次設(shè)備和功能，與高、中壓有很大的區(qū)別。因此目前在論述饋線自動(dòng)化時(shí)是指中、高壓饋線自動(dòng)化，而且特別是指中壓饋線自動(dòng)化，在我國尤其是指10kV饋線。因此下面的敘述是指此范圍。饋線自動(dòng)化要達(dá)到4個(gè)目的，也可以說有4個(gè)功能。運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測。它又可分為正常狀態(tài)和事故狀態(tài)下的監(jiān)測。正常狀態(tài)監(jiān)測的量主要有電壓幅值、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、電量等和開關(guān)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，監(jiān)測量是實(shí)時(shí)的，監(jiān)測裝置一般稱為線路終端(FTU)。在有數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備時(shí)，這些量可以送到某一級(jí)的SCADA系統(tǒng)；在沒有傳輸設(shè)備時(shí)，可以選擇某些可以保存或指示的量加以監(jiān)測。由于配電網(wǎng)內(nèi)測點(diǎn)太多，因此要選擇確有必要的量加以監(jiān)測，以節(jié)省投資。裝有FTU的配電網(wǎng)，同樣可以完成事故狀態(tài)下的監(jiān)測。沒有裝設(shè)FTU的地點(diǎn)也可以裝設(shè)故障指示器，通常它裝在分支線路和大用戶入口處，具有一定的抗干擾能力和定時(shí)自復(fù)位功能。如果故障指示器有觸點(diǎn)，也可以經(jīng)過通信設(shè)備把故障信息送到某一級(jí)SCADA系統(tǒng)?？刂?。它又分為遠(yuǎn)方控制和就地控制，這與配電網(wǎng)中可控設(shè)備(主要是開關(guān)設(shè)備)的功能有關(guān)。如果開關(guān)設(shè)備是電動(dòng)負(fù)荷開關(guān)，并有通信設(shè)備，那就可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方控制分閘或合閘；如果開關(guān)設(shè)備是重合器、分段器、重合分段器，它們的分閘或合閘是由這些設(shè)備被設(shè)定的自身功能所控制，這稱為就地控制。譬如：重合器本身具有故障電流檢測和操作順序控制功能，可按要求預(yù)先設(shè)定分?jǐn)唷睾喜僮黜樞?，它本身又具有繼電保護(hù)功能，可以斷開故障電流；分段器是一種智能化開關(guān)，可以記錄配合使用的斷路器或重合器的分閘操作次數(shù)，并按預(yù)先設(shè)定的次數(shù)實(shí)現(xiàn)分閘控制；重合分段器可以在失電壓后自動(dòng)分段，重新施加電壓后又能按一定延時(shí)自動(dòng)重合。遠(yuǎn)方控制又可以分為集中式和分散式兩類。所謂集中式，是指由SCADA系統(tǒng)根據(jù)從FTU獲得的信息，經(jīng)過判斷作出控制，通常稱為SCADA—mate方式，也可以稱為主從式；分散式是指FTU向饋線中相關(guān)的開關(guān)控制設(shè)備發(fā)出信息，各控制器根據(jù)收到的信息綜合判斷后實(shí)施對(duì)所控開關(guān)設(shè)備的控制，也稱為peertopeer方式。控制方式的選用要根據(jù)配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度和對(duì)控制方式的適應(yīng)性等要求而確定，SCADA—mate方式適應(yīng)性強(qiáng)，可用于各種結(jié)構(gòu)復(fù)雜的配電網(wǎng)絡(luò)和采用環(huán)網(wǎng)開關(guān)柜的配電網(wǎng)中，配電網(wǎng)絡(luò)變化時(shí)軟件修改也很方便。除了上述事故狀態(tài)下的控制以外，在正常運(yùn)行時(shí)還可以實(shí)行優(yōu)化控制，譬如選擇線損最小或較小的運(yùn)行方式對(duì)開關(guān)設(shè)備進(jìn)行的控制；在某些設(shè)備檢修狀態(tài)或事故后狀態(tài)下進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)的控制等。故障區(qū)隔離，負(fù)荷轉(zhuǎn)供及恢復(fù)供電。在配電網(wǎng)中，若發(fā)生永久性故障，通過開關(guān)設(shè)備的順序動(dòng)作實(shí)現(xiàn)故障區(qū)隔離；在環(huán)網(wǎng)運(yùn)行或環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)、開環(huán)運(yùn)行的配電網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)負(fù)荷轉(zhuǎn)供，恢復(fù)供電。這一過程是自動(dòng)進(jìn)行的。在發(fā)生瞬時(shí)性故障時(shí)，通常因切斷故障電流后，故障自動(dòng)消失，可以由開關(guān)自動(dòng)重合而恢復(fù)對(duì)負(fù)荷的供電。配電網(wǎng)按導(dǎo)線區(qū)分有架空線和電纜線，按結(jié)構(gòu)分有環(huán)網(wǎng)和樹狀網(wǎng)。環(huán)網(wǎng)的運(yùn)行方式又可以有閉環(huán)和開環(huán)兩種。因此，故障區(qū)隔離的過程因配電網(wǎng)中采用的開關(guān)設(shè)備、繼電保護(hù)設(shè)備的不同而各不相同。一般，對(duì)于遠(yuǎn)郊區(qū)或廣大農(nóng)村，若無重要用戶，環(huán)網(wǎng)供電成本太高、經(jīng)濟(jì)上不合算時(shí)，可用樹狀網(wǎng)。在分支線路上，可裝設(shè)分段器和熔斷器，并安置故障指示器。在城區(qū)配電網(wǎng)，以雙電源或多電源的環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)開環(huán)運(yùn)行為好。線路的分段和開關(guān)設(shè)備類型的選擇可以有多種方案，一般配電線分段的方法可以通過優(yōu)化設(shè)計(jì)，根據(jù)供電可靠率指標(biāo)，比較投資、運(yùn)行費(fèi)用與失電損失后確定，或以某種準(zhǔn)則（如等負(fù)荷等）而確定。對(duì)于特別重要的地區(qū)，則可以閉環(huán)運(yùn)行，并配置合適的繼電保護(hù)裝置?？傊?，這一功能對(duì)于提高供電可靠率有著十分重要的作用，因此在設(shè)計(jì)時(shí)要進(jìn)行多方案比較。無功補(bǔ)償和調(diào)壓。配電網(wǎng)中無功補(bǔ)償設(shè)備主要有安裝在變電站和用戶端兩種。前者在變電站自動(dòng)化中加以控制和調(diào)節(jié)，后者一般為就地控制。但是在小容量配變難以實(shí)現(xiàn)就地補(bǔ)償?shù)那闆r下，在中壓的配電線路上進(jìn)行無功補(bǔ)償仍有廣泛的應(yīng)用。通常采用自動(dòng)投切開關(guān)或安裝控制器兩種方法加以實(shí)施。配電網(wǎng)內(nèi)無功補(bǔ)償設(shè)備的投切一般不作全網(wǎng)絡(luò)的無功優(yōu)化計(jì)算，而是以某個(gè)控制點(diǎn)（通常是補(bǔ)償設(shè)備的接入點(diǎn)）的電壓幅值為控制參數(shù)，有的還采用線路或變壓器潮流的功率因數(shù)和電壓幅值兩個(gè)參數(shù)的組合為控制參數(shù)。這一功能旨在保持電壓水平，提高電壓質(zhì)量，并可減少線損。用戶自動(dòng)化用戶自動(dòng)化這一說法見諸于我國出版的權(quán)威性出版物《電機(jī)工程手冊(cè)》。國外文獻(xiàn)中也有這種說法。在國內(nèi)外許多文獻(xiàn)中有一種稱為需方管理（DSM）的功能，其內(nèi)容大體相同，有控制和自動(dòng)化的內(nèi)容，但更多的是一種管理，主要有負(fù)荷管理、用電管理、需方發(fā)電管理等。負(fù)荷管理。我國傳統(tǒng)的負(fù)荷管理（負(fù)荷控制）是在發(fā)電容量不足的情況下采取抑制負(fù)荷的方法改善負(fù)荷曲線（用削峰、填谷和錯(cuò)峰等控制手段）。這種控制曾在我國配電網(wǎng)中普遍采用。隨著發(fā)電容量的增加，這種落后的負(fù)荷控制方式必須改變。先進(jìn)的負(fù)荷管理是根據(jù)用戶的不同用電需求，根據(jù)天氣狀況及建筑物的供暖特性，并依據(jù)分時(shí)電價(jià)，確定滿足用戶需求的最優(yōu)運(yùn)行方式，并加以用電控制，以便用最少的電量獲得最好的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益以及用電的舒適度。這將導(dǎo)致平坦負(fù)荷曲線，節(jié)約電力，減少供電費(fèi)用，推遲電源投資和減少用戶電費(fèi)支出。用電管理。它主要包括自動(dòng)計(jì)量計(jì)費(fèi)、業(yè)務(wù)擴(kuò)充、用戶服務(wù)等內(nèi)容。自動(dòng)計(jì)量計(jì)費(fèi)可應(yīng)用于不同層次，有為適應(yīng)電力市場的交易，滿足發(fā)電、輸電、配電以及轉(zhuǎn)供等需要的計(jì)量計(jì)費(fèi)系統(tǒng)，有適合于不同的發(fā)電廠家、不同的供電部門（公司）的計(jì)量計(jì)費(fèi)系統(tǒng)；還有直接記錄各家各戶的自動(dòng)抄表系統(tǒng)。它們都涉及到計(jì)量設(shè)備、數(shù)據(jù)傳輸（通信）和計(jì)費(fèi)，甚至涉及與費(fèi)用結(jié)算部門（銀行）之間的信息交換。業(yè)務(wù)擴(kuò)充是指用戶報(bào)裝、接電等一系列的用電業(yè)務(wù)的服務(wù)?，F(xiàn)在已可利用計(jì)算機(jī)等設(shè)備進(jìn)行操作，以提高處理事務(wù)的自動(dòng)化程度，節(jié)省勞動(dòng)力，改善勞動(dòng)條件，并可提高服務(wù)質(zhì)量，也便于對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查和管理，有的供電局已實(shí)現(xiàn)了無紙化作業(yè)，其自動(dòng)化程度可見一斑。用戶服務(wù)方面如停電報(bào)告及處理、交費(fèi)及票據(jù)處理等，也均可利用計(jì)算機(jī)及通信等較先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備，使服務(wù)的自動(dòng)化水平和質(zhì)量得以提高。需方發(fā)電管理。這是將用戶的自備電源納入直接或間接的控制之中。出于種種原因，用戶裝有各種自備電源，如電池蓄能的逆變不間斷電源，柴油機(jī)發(fā)電，太陽能、風(fēng)能等發(fā)電，聯(lián)合循環(huán)發(fā)電以及自備熱電站和小水電等。它們?cè)谔峁┊?dāng)?shù)赜脩粝喈?dāng)?shù)碾娏χ螅赡苡胁糠蛛娏ψ⑷肱潆娋W(wǎng)，尤其在晚間，有可能惡化電網(wǎng)的運(yùn)行。如將這些電源置于控制或管理之中，將有利于配電網(wǎng)的運(yùn)行，增加供電的可靠性，并有可能調(diào)節(jié)電網(wǎng)發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行，從而提高經(jīng)濟(jì)性。用戶自動(dòng)化的幾個(gè)內(nèi)容涉及電力供需雙方，甚至與電力管理體制有關(guān)，必須通過立法和制訂相應(yīng)的規(guī)則，并最終由電力市場來調(diào)節(jié)。可以看到，電力的供需雙方不僅僅是一種電力買賣關(guān)系，也是以雙方利益為紐帶的合作伙伴關(guān)系，在電力市場環(huán)境下，用戶自動(dòng)化必將被重視。變電站自動(dòng)化變電站在配電網(wǎng)中的地位十分重要。它既是高壓配電網(wǎng)中的負(fù)荷，又是下一級(jí)配電網(wǎng)的電源。變電站自動(dòng)化是配電自動(dòng)化的重點(diǎn)。也正因?yàn)槿绱?，它已發(fā)展成一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的技術(shù)領(lǐng)域。近幾年來變電站自動(dòng)化發(fā)展十分迅速。概括地說，它至少有如下一些基本功能：各種電器設(shè)備運(yùn)行參數(shù)的監(jiān)測；開關(guān)就地或遠(yuǎn)方控制；與繼電保護(hù)通信；與智能電子裝置聯(lián)接，并實(shí)行控制；與上級(jí)控制中心或其他控制系統(tǒng)通信；簡單的數(shù)據(jù)處理。變電站自動(dòng)化在技術(shù)上的進(jìn)步也很快，這里不詳述了。下面僅敘述變電站自動(dòng)化與饋線自動(dòng)化的接口和配合的問題。與繼電保護(hù)配合。實(shí)現(xiàn)饋線自動(dòng)化有多種方法，開關(guān)設(shè)備也有斷路器、重合器等多種設(shè)備。饋線的負(fù)荷電流要考慮到負(fù)荷轉(zhuǎn)移的情況，因此在保護(hù)的配置（包括重合閘）和定值的設(shè)置上要加以綜合考慮。如果饋線自動(dòng)化是采用由饋線上的FTU采集信息送到某一級(jí)SCADA系統(tǒng)，由軟件處理信息并作出判斷，而后進(jìn)行故障區(qū)隔離和負(fù)荷轉(zhuǎn)移，恢復(fù)供電，那么，這個(gè)SCADA系統(tǒng)可以是在配調(diào)中心的主站，或者就是設(shè)在變電站自動(dòng)化系統(tǒng)。前一種方式，如果采用有線傳輸信息，變電站至少要將信息轉(zhuǎn)發(fā)至配調(diào)中心；后一種方式，變電站的SCADA系統(tǒng)要增加饋線自動(dòng)化的應(yīng)用軟件，這樣它就成為二級(jí)主站（如果配調(diào)中心的主站稱為一級(jí)主站的話）。采用哪一種方式，要根據(jù)不同的配電網(wǎng)具體地選擇。前一種方式，大大增加了變電站到配調(diào)中心主站的通信量，但簡化了變電站的SCADA系統(tǒng)。后一種方式，實(shí)行了信息和功能的分層，但增加了變電站自動(dòng)化的技術(shù)難度。配電管理自動(dòng)化顧名思義，配電管理自動(dòng)化是指用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)、通信等技術(shù)和設(shè)備對(duì)配電網(wǎng)的運(yùn)行進(jìn)行管理，從信息的角度看，它是一個(gè)信息收集和處理的系統(tǒng)。首先，要有一個(gè)計(jì)算機(jī)平臺(tái)，它在操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、人機(jī)界面、通信規(guī)約上遵守現(xiàn)行的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，是一個(gè)開放系統(tǒng)，因此是一個(gè)可以不斷集成和擴(kuò)展的靈活的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。在這一點(diǎn)，與調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)平臺(tái)是一樣的。所不同的是，它面對(duì)的是信息量特別大，通信又較為薄弱的一個(gè)配電網(wǎng)。由于配電網(wǎng)直接面向用戶，尤其是城市配電網(wǎng)，電器設(shè)備的布局、饋線的走廊與地理位置、城市房屋、街道走向關(guān)系密切。如果把配電網(wǎng)的設(shè)備和運(yùn)行信息與地理信息、自動(dòng)繪圖（GIS/AM）相聯(lián)系，將使配電網(wǎng)信息的含義表示得更直觀，也對(duì)運(yùn)行帶來極大的方便（而在輸電網(wǎng)中，地理位置與輸電網(wǎng)的信息關(guān)系就較疏遠(yuǎn)些）。因此與調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)不同，配電管理自動(dòng)化中GIS技術(shù)十分必要。從某種意義說，GIS/AM是計(jì)算機(jī)平臺(tái)的一部分，它可以在許多離線和在線的應(yīng)用功能中使用。配電管理自動(dòng)化可以是集中式，即由一個(gè)配電管理自動(dòng)化主站，實(shí)行對(duì)整個(gè)配電網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集，并和饋線自動(dòng)化、變電站自動(dòng)化、用戶自動(dòng)化集成為一個(gè)系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)可以稱為配電管理系統(tǒng)(DMS)。配電管理系統(tǒng)也可以是分層、分布式的結(jié)構(gòu)，如前面已講到的，在變電站中設(shè)立二級(jí)主站，整個(gè)配電自動(dòng)化由一個(gè)一級(jí)主站、若干個(gè)二級(jí)主站以及若干個(gè)子系統(tǒng)，如用電管理子系統(tǒng)、負(fù)荷管理子系統(tǒng)等集成，這樣信息的收集和處理也是分層和分布的，這種結(jié)構(gòu)最適合采用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。實(shí)現(xiàn)配電管理自動(dòng)化，可以有這樣的設(shè)計(jì)思想，一種思路是從配電自動(dòng)化的目的是提高供電質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)性出發(fā)，提出對(duì)功能的要求，從而確定需要哪些信息；另一個(gè)思路是從所能獲得的信息出發(fā)，對(duì)信息加以處理，以獲得有用的信息和決策。后一種思路就是我們所說的從IMS到DM(datamining)。因此，歸納起來主要功能有：數(shù)據(jù)采集與控制，運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控，配電設(shè)備管理，停電管理，檢修管理，計(jì)量計(jì)費(fèi)，負(fù)荷管理，網(wǎng)絡(luò)分析，營業(yè)管理，工作管理，網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)，與相關(guān)系統(tǒng)通信。這些功能及其所需要的信息，有的屬于饋線自動(dòng)化、用戶自動(dòng)化和變電站自動(dòng)化，這取決于配電管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。功能的劃分和名稱，以及它所包含的具體內(nèi)容，不同的人、不同的文獻(xiàn)有不同的提法，目前也無權(quán)威機(jī)構(gòu)的規(guī)定。這些功能所需要的信息，有配電網(wǎng)內(nèi)變電站、線路、開關(guān)、繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置、電桿的所有技術(shù)參數(shù)，生產(chǎn)廠家以及這些設(shè)備的維修記錄；有配電網(wǎng)的所有運(yùn)行實(shí)時(shí)信息，如電流、電壓、功率、電量和電力設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)信息；有稱為用戶信息(CIS)的用戶名稱、地址、電話、賬號(hào)、繳費(fèi)和供電優(yōu)先級(jí)、用電量和負(fù)荷，停電次數(shù)、時(shí)間，電壓水平等；有備品備件及其參數(shù)、儀器儀表、工具等；有人員名稱、工種、技術(shù)等級(jí)、操作票記錄等，信息之多不勝枚舉，這里不再一一羅列。下面對(duì)幾個(gè)功能及GIS/AM作一簡單說明。關(guān)于GIS/AM應(yīng)用。有些文獻(xiàn)將設(shè)備管理(FM)與GIS/AM寫在一起(AM/FM/GIS),給人感覺GIS/AM只用于FM。其實(shí)這是一種誤解。GIS/AM是一種技術(shù)，可以離線應(yīng)用，如設(shè)備管理(FM),用電管理；而且很適合用于規(guī)劃設(shè)計(jì)，如饋線擴(kuò)充、走線路徑選擇、配電設(shè)備定位等。GIS/AM的在線應(yīng)用可與SCADA系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)著色相接口，在地理圖上顯示配電網(wǎng)帶電狀況和潮流、電壓分布；也可與TCM相接口，顯示故障位置，以便選擇合理的操作順序和恢復(fù)供電路由。網(wǎng)絡(luò)分析。它包括負(fù)荷預(yù)測、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹⒊绷饔?jì)算、線損計(jì)算分析等一些應(yīng)用軟件。這些軟件與調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的相類似，所不同的是在配電網(wǎng)中由于不對(duì)稱程度較嚴(yán)重，可能要采用三相計(jì)算。另外由于配電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與輸電網(wǎng)的不同，其算法也有較大的不同。網(wǎng)絡(luò)分析功能旨在全面了解配電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)，以便進(jìn)一步減少線路損耗和提高供電質(zhì)量。網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)。由于計(jì)劃檢修或事故，以及擴(kuò)建、業(yè)擴(kuò)等各種原因?qū)е屡潆娋W(wǎng)內(nèi)某些設(shè)備的停運(yùn)，需要改變?cè)瓉淼恼＿\(yùn)行方式，這就有可能引起某些設(shè)備的過負(fù)荷或損耗的增加，導(dǎo)致不安全或降低經(jīng)濟(jì)性。在這種情況下，就要將配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)加以調(diào)整，對(duì)各種可能的運(yùn)行方式進(jìn)行比較，選擇最好的配電網(wǎng)連接方式，這個(gè)過程叫作網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)。它本質(zhì)上是一個(gè)離線的優(yōu)化計(jì)算過程，不是一個(gè)閉環(huán)的自動(dòng)控制過程，需要配電網(wǎng)實(shí)時(shí)的或預(yù)計(jì)的數(shù)據(jù)以及網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)和結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)。在獲得網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)的結(jié)果后，由調(diào)度員操作實(shí)施。停電管理?，F(xiàn)在普遍認(rèn)為，故障處理的快慢及停電期間對(duì)用戶質(zhì)詢的答復(fù)，是供電部門服務(wù)的重要內(nèi)容，因此停電管理是DMS中的重要內(nèi)容，在電話通信已經(jīng)普及的情況下，尤其如此。從自動(dòng)停電監(jiān)測系統(tǒng)或電話投訴獲得信息后，停電管理進(jìn)程就會(huì)啟動(dòng)GIS，CIS，SCADA等相應(yīng)的功能模塊和檢索有關(guān)數(shù)據(jù)庫，迅速判斷故障地點(diǎn)和范圍，作出事故處理的決策，然后將決定送達(dá)工作管理模塊，必要時(shí)還要查詢備品備件狀況。工作管理程序啟動(dòng)后，就會(huì)派出人員，調(diào)動(dòng)車輛，并根據(jù)操作票的內(nèi)容攜帶必要的工具和備品備件去處理事故。一個(gè)好的停電處理功能能夠在有關(guān)的控制室顯示處理過程。與此同時(shí)，還會(huì)把處理過程中的重要信息和結(jié)果送入投訴電話的應(yīng)答裝置。幾個(gè)重要的技術(shù)問題7.1通信7.1.1通信設(shè)計(jì)配電自動(dòng)化需要有效的通信手段，以便在主站與大量遠(yuǎn)方終端之間傳遞信息和控制信號(hào)雖然有多種通信技術(shù)和裝備可以使用，但配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，城市和農(nóng)村各有特點(diǎn)，新建的和原有的配電網(wǎng)在設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上也不盡相同。配電自動(dòng)化的通信點(diǎn)較多，且分布極為分散，但單個(gè)通信點(diǎn)信息量少，通信設(shè)備環(huán)境條件差。因此目前還難有某個(gè)單一的通信方式可很好地滿足所有配電自動(dòng)化的需要。配電自動(dòng)化使用的通信還應(yīng)考慮到：配電設(shè)備大多安裝在室外，因此FTU也大多是在戶外或在開關(guān)柜中，它受到高溫、低溫、雨、雪、風(fēng)等的影響和強(qiáng)電、磁場的干擾，所以要求通信設(shè)備應(yīng)能適應(yīng)惡劣的工作環(huán)境。不同的通信方式，其建設(shè)、安裝、運(yùn)行費(fèi)用差別較大。由于配電網(wǎng)中通信點(diǎn)多，其費(fèi)用是一個(gè)敏感的問題。因?yàn)榕潆娮詣?dòng)化需要對(duì)停電區(qū)內(nèi)的配電設(shè)備采集數(shù)據(jù)和輸送控制信號(hào)，因此它要有在停電區(qū)通信的能力。配電網(wǎng)因擴(kuò)建等原因經(jīng)常變化，因此與其配套的通信也處于同樣的狀況，這就要求配電自動(dòng)化的通信易于擴(kuò)充，易于維護(hù)。通信方式目前主要有配電載波、無線、電話線、光纖、微波、衛(wèi)星、電纜等，在某些場合也可采用RS—422/485的低速總線，也有用局域網(wǎng)/現(xiàn)場總線，其媒介可用光纖、同軸電纜或雙絞線。重要的變電站有些已采用衛(wèi)星通信技術(shù)。實(shí)際上，在配電自動(dòng)化中，在不同地區(qū)、不同投資條件、不同場合、不同設(shè)備之間采用混合通信方式更符合實(shí)際。通信規(guī)約目前輸電網(wǎng)中普遍采用的CDT和Polling規(guī)約不完全適用于配電自動(dòng)化，它的主要問題是沒有事件驅(qū)動(dòng)上報(bào)功能。在我國已經(jīng)實(shí)施配電自動(dòng)化的一些工程中，采用了DNP3.0規(guī)約或Modbus規(guī)約。但是，根據(jù)國家對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)的使用原則，我國應(yīng)采用或等效采用IEC的規(guī)約，即IEC60870—5系列規(guī)約。因此這個(gè)問題應(yīng)該及早研究解決。7.2開關(guān)設(shè)備和終端設(shè)備配電網(wǎng)中許多開關(guān)設(shè)備和終端設(shè)備是在戶外使用的，且常常要在停電區(qū)內(nèi)進(jìn)行操作，因此，其抗惡劣環(huán)境（包括氣象環(huán)境和電、磁環(huán)境）的能力是一個(gè)必須解決的問題。另外，除了在正常運(yùn)行時(shí)用電壓互感器提供電源外，停電時(shí)的工作電源也必須解決。電源本身也要適應(yīng)高、低溫差大的環(huán)境。對(duì)當(dāng)前配電自動(dòng)化工作的幾點(diǎn)意見我國政府決定投資改造、建設(shè)城市、農(nóng)村配電網(wǎng)。應(yīng)該趁這個(gè)機(jī)會(huì)把配電網(wǎng)、配電自動(dòng)化和配電設(shè)備的制造以及有關(guān)的科學(xué)研究和開發(fā)工作扎扎實(shí)實(shí)地向前推進(jìn)。我們有許多有利的條件：政府的重視和資金的投入；幾