芻議配電自動化系統結構及技術應用

陶利軍

摘要: 本文著重探討了配電自動化系統的功能和整體結構，提出為配電線路的運行和管理導入了一個全新概念，可以實現配電網的安全、穩定、經濟的運行?；诖?，分析了配電自動化系統若干方面的問題，同時展望了智能電網背景下的配電自動化系統。

關鍵詞:配電自動化;配電網;

中圖分類號：U665文獻標識碼： A

引言

配電自動化主要是指把和電網有關的一些在線數據、離線數據、用戶信息和電網的結構等關聯密切的數據，利用計算機網絡將它們結合一在起，即形成了配電自動化系統。配電自動化系統對于電力系統運行有一系列的重要意義:有利于滿足和確保配電網的電能質量，符合居民家用電器和高新技術裝備的要求，避免用電高峰低谷，電壓幅值、頻率偏差以及諧波對用戶所產生的不良影響;有利于在配電網正常運行時，通過檢測和控制配網運行工況，優化配網運行方式;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效性，滿足電力用戶的供電需求。

2配電自動系統的結構

電力系統運行中的配電自動化系統根據配電系統容量大小，可劃分為大、中、小型三種類型的配電自動化系統。一般在選取具體的配電自動化系統時，需要結合其基本要求、目標和將來系統發展規模，以系統設計經濟性、擴展性、安全性、可靠性和易維護性，典型的配電自動化系統的層次結構如圖1所示。

圖1中所示的配電自動化系統層次結構的一個優點是具有高度的靈活性，在初期建設中可以先按中型系統建設，裝設若干配電子站、一個主站、多個的配電終端。當配電系統發展，可以增多配置主站，并將其中一個設置為中心站，形成一個大型配電自動化系統。系統按層次結構可分為三層，第二層以下的結構根據需要，每一層都是可以動態擴展的。

第一層為配電自動化主站層，是整個系統的最高層，是整個配電網監控和管理系統的核心。它的主要功能是負責監控與管理整個配電自動化及管理系統，分析所處配電網的運行狀態，協調配電子網之間的關系，有效的管理整個配電網絡，使整個配電系統處于最優的運行狀態。

第二層為配電監控子站，是一個中間層，可以分布主站功能、優化信息傳輸、清晰系統結構層次、方便通信系統組網，實現將所轄范圍內的RTU和FTU采集的各種現場信息中轉給配電主站的通信處理機，監控子站還具有所轄區域內故障診斷、隔離、恢復的功能。

第三層為配電遠方終端，是用于中低壓電網的各種遠方監測、控制單兀的總稱，它包括開閉站、公用及用戶配電所的監控終端DTU、配電變壓器監測終端TTU、配電柱上開關監控終端等。它們是整個系統的底層，它完成配電室、柱上開關、開閉站、環網開關、配電變壓器、箱式變等各種現場信息的采集處理及監控功能。

配電自動化系統組成模式如圖2所示。

3配電自動化系統的技術指標

配電自動化系統在配電網中的位置重要，其安全穩定可靠運行對于整個電網運行有重要意義，所以對配電自動化系統必須有較高要求，這些一次開關設備除滿足相應標準外，還應滿足配電自動化及管理系統運行要求。

4配電網自動化對配電網的要求

(1)供電性能可靠是城市配電自動化主接線的要求之一，其接線方式采用雙電源接線，并且開環運行，線間的聯絡開關應用遠方控制或者自動投切的功能。

(2)在城市中是通過聯絡開關的雙電源供電方式為主來實現環網的方式來供電的。聯絡開關的原理是正常情況下聯絡開關處于備用狀態，只有當一段線路失電的時候，聯絡開關才能夠實現自動投切的功能。

(3)實施工程的過程中應將配電中自動化中的負荷管理部分統一設計，并且將調度權限明確到位，制定明確的管理范圍。

(4)應對城市供電時，聯絡和分段配電網的方式可以依照負荷的特點和分布，遵循其重要程度進行分段，將隔斷距離盡量設置在1000m以內，應對城郊區供電時，放射性的供電接線方式較為適用，值得說明的其放射性供電線路的主干線最多分3段，支線上最多分2段，主干和支線上應分段都設有開關。

5配電網自動化系統的難點

隨著電力技術的發展，主干電網調度系統的計算機系統自動化程度己經得到了很大的發展，但配電網自動化系統發展速度仍然較慢，預留的發展余地仍相當大。配電自動化系統不但比輸電網自動化系統對于設備的要求高，而且規模非常大，建設費用要高很多，發展過程中有較多難點。

其原因主要有如下四點:

(1）測控對象較多

配電自動化系統在測控時具有信息量較大、組織系統較困難的特點，因其主要的測控站點有成千上萬點，測控對象涵蓋了從進線變電站至10KV開閉所、從小區變電所至配電變壓器分段開關、從并補電容器至用戶電能表以及重要負荷等眾多站點，繁多的測控站點給配電自動化系統的組織帶來了很大的困難，更對作為控制中心的計算機網絡系統的可靠性與其計算速度提出了更高的要求，而對于要求能夠對配電網的運行方式清晰展現的圖形工作站來說，這在技術上需要面的更大的困難。因此，這就要求配電自動化主站系統都需要具備比配電網自動化系統更高配置的硬軟件設備。

(3)通信系統較復雜

配電自動化系統的站端設備數量非常多，這樣就直接導致了通信系統建設非常復雜，目前成熟的通信手段沒有一種方式能夠單獨滿足這種要求。配電自動化系統的通信必須綜合采用多種通信方式和多層集結的網絡構建方法，以減少通信通道數量并充分發揮高速信道的能力。此外，在配電自動化系統內，對于開閉所RTU和柱上FTU往往要求還不一樣，難以采用統一的通信規約，這也是造成通信系統復雜的原因之一。

(3)戶外終端設備較多

配電自動化系統的特點之一是具有較多的戶外終端設備，由十這個特點也就要求設備的可靠性和安全性能都較高。根據安放地點的不同，配電自動化系統的設備也因此有不同的土作環境要求，行業標準中將一般都放置十所測控變電站內的輸電網自動化系統站端設備的設備環境要求設定為0一55℃的土作環境，大量必須安放在戶外的配電自動化系統站端設備則由十需要長期處于-25一65℃的惡劣土作環境下，因此需要考慮惡劣天氣的雷擊、過電壓、低溫土作、高溫土作、淋雨、潮濕、震動和電磁干擾等因此，給設備的制造過程和制造材料提出了更高的要求，而且相對十輸電自動化系統，配電自動化系統中的站端設備需要頻繁進行遠方控制，因此配電自動化系統也需要可靠性能更好的站端設備。

6結語

在傳統配電網中電力只能單向輸送給終端用戶，配電系統僅實現了單向功能，這種系統功能單一、可靠性差。在未來智能電網框架下的配電系統將實現系統和電力用戶之間的電力和信息的雙向交換，與傳統的配電自動化系統不同，智能電網背景下的配電自動化系統是一種高級配電自動化系統，傳統的配電自動化主要的關注點基本配電電路開關的自動控制功能，而高級配電自動化延伸和發展了傳統配電自動化系統的功能，對原有的功能實現進一步的整合和擴展。

參考文獻

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