談配電自動(dòng)化的發(fā)展

【摘要】隨著我國(guó)電力工業(yè)的發(fā)展，含配電系統(tǒng)自動(dòng)化在內(nèi)的城網(wǎng)改造和電力市場(chǎng)已提上了日程，正在啟動(dòng)的發(fā)電市場(chǎng)戰(zhàn)士了向配電市場(chǎng)發(fā)展的前景。電網(wǎng)是關(guān)系到國(guó)民經(jīng)濟(jì)命脈的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)和公用事業(yè)。現(xiàn)代電網(wǎng)的發(fā)展已經(jīng)迎來了機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存的關(guān)鍵時(shí)期，一方面電網(wǎng)需要應(yīng)對(duì)日益嚴(yán)峻的資源和環(huán)境的壓力，實(shí)現(xiàn)大范圍的資源優(yōu)化配置，提高電、發(fā)電、信息化、數(shù)字化等技術(shù)的進(jìn)步也為解決這一系列的問題提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支持。配電系統(tǒng)自動(dòng)化的系統(tǒng)集成，不僅是有關(guān)系統(tǒng)的互連，重要的是實(shí)現(xiàn)了信息的共享、功能的互補(bǔ)、通道的公用等。與多島自動(dòng)化信息專用、功能單一和互不相連不同，配電系統(tǒng)綜合自動(dòng)化，以信息共享、功能綜合和無縫集成為其特征。

【關(guān)鍵詞】汽油機(jī)；排氣；凈化

配電自動(dòng)化指利用現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與電力設(shè)備相結(jié)合，將配電網(wǎng)在正常及事故情況下的監(jiān)測(cè)、保護(hù)、控制、計(jì)量和供電部門的工作管理有機(jī)地融合在一起，改進(jìn)供電質(zhì)量，與用戶建立更密切更負(fù)責(zé)的關(guān)系，以合理的價(jià)格滿足用戶要求的多樣性，力求供電經(jīng)濟(jì)性最好，企業(yè)管理更為有效。

隨著中國(guó)電力工業(yè)的發(fā)展，含配電系統(tǒng)自動(dòng)化在內(nèi)的城網(wǎng)建設(shè)改造和電力市場(chǎng)已提上了日程。當(dāng)前，配電系統(tǒng)自動(dòng)化正從傳統(tǒng)的“多島自動(dòng)化”走向綜合優(yōu)化的系統(tǒng)集成。與此同時(shí)，正在啟動(dòng)的發(fā)電市場(chǎng)展示了向配電市場(chǎng)發(fā)展的前景。現(xiàn)僅就上述發(fā)展可能對(duì)配電系統(tǒng)自動(dòng)化產(chǎn)生的影響進(jìn)行了分析和討論。

1.配電自動(dòng)化的功能與作用

1.1配電系統(tǒng)監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集功能

該功能屬于配電自動(dòng)化系統(tǒng)中的基本功能（SCADA），通過不同的通訊手段對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的饋線自動(dòng)化設(shè)備和配電站內(nèi)的自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集（遙測(cè)、遙信）、報(bào)警、狀態(tài)監(jiān)視、遙控、遙調(diào)、事件順序記錄、趨勢(shì)曲線、事故追憶、歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和制表打印等。還應(yīng)具有以下功能：并與EMS和負(fù)荷管理系統(tǒng)留有接口，實(shí)現(xiàn)饋線開關(guān)的遠(yuǎn)方遙控，采集用戶端的相關(guān)參數(shù)；對(duì)主接線圖和GIS系統(tǒng)的地理接線圖中線路圖動(dòng)態(tài)著色、地理接線圖與信息集成等功能。

1.2配電網(wǎng)故障診斷、負(fù)荷轉(zhuǎn)移以及網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)功能

該功能屬于配電自動(dòng)化系統(tǒng)中的基本功能，其功能應(yīng)包括架空線路和電纜網(wǎng)絡(luò)的故障處理兩部分，其實(shí)施方法有不同之處。當(dāng)饋線發(fā)生相間短路故障或單相接地短路故障，由現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備（分段和聯(lián)絡(luò)開關(guān)）自動(dòng)判斷饋線故障區(qū)段，自動(dòng)將故障區(qū)段隔離，并恢復(fù)對(duì)非故障區(qū)段用戶的供電。電纜系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，通過通訊網(wǎng)絡(luò)將故障信息傳送到主站，經(jīng)故障診斷和負(fù)荷轉(zhuǎn)移功能判斷后將現(xiàn)場(chǎng)開關(guān)進(jìn)行遠(yuǎn)方操作和處理。

1.3配電網(wǎng)線耗計(jì)算和電壓管理功能

正常運(yùn)行狀態(tài)下，實(shí)現(xiàn)運(yùn)行數(shù)據(jù)（包括對(duì)饋線、桿變、箱變等設(shè)備的電流、電壓、有功、無功、功率因數(shù)及電能量等數(shù)據(jù)）的遠(yuǎn)方測(cè)量、設(shè)備狀態(tài)的遠(yuǎn)方監(jiān)視、開關(guān)設(shè)備的遠(yuǎn)方控制和有關(guān)定值的遠(yuǎn)方調(diào)整。根據(jù)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的電壓和無功大小，控制電容器的運(yùn)行狀態(tài)，達(dá)到無功就地平衡，減小線路損耗。

根據(jù)配電網(wǎng)電壓、功率因數(shù)或無功電流等參數(shù)，自動(dòng)控制無功補(bǔ)償電容器投切和變壓器有載調(diào)壓開關(guān)分接頭的檔位，實(shí)現(xiàn)電壓、無功自動(dòng)閉環(huán)控制。自動(dòng)抄表，如載波抄表、專線抄表、車載抄表、電話抄表、無線電抄表等。還應(yīng)包括投訴電話處理，掉電報(bào)告收取，故障診斷，故障定位，故障自動(dòng)隔離，負(fù)荷轉(zhuǎn)移，恢復(fù)供電控制和現(xiàn)場(chǎng)故障檢修安排，計(jì)劃制訂，檢修人員調(diào)度，檢修操作票管理和事故報(bào)告存檔，事故處理信息交換等功能。

1.4配電網(wǎng)工作運(yùn)行管理功能

該項(xiàng)功能應(yīng)包括：自動(dòng)制圖、設(shè)備管理和地理信息系統(tǒng)（AM/FM/GIS）。在以地理圖為背景繪制的單線圖上，分層顯示變電站、線路、變壓器、斷路器、隔離開關(guān)直至電桿路燈，用電的地理位置和有關(guān)設(shè)備的屬性信息。

為配電系統(tǒng)自動(dòng)化提供靜態(tài)背景畫面；能夠接受配電網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)信息，提供動(dòng)態(tài)圖層，進(jìn)行數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)更新和維護(hù)，確保數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性；提供實(shí)時(shí)可操作畫面，彈出報(bào)警畫面，顯示故障停電區(qū)域，作事件記錄。自動(dòng)繪圖、設(shè)備管理、地理信息系統(tǒng)（AM/FM/GIS）應(yīng)用目的是形成一個(gè)具有空間概念（地理環(huán)境信息）和基礎(chǔ)信息（電網(wǎng)資料）的分層管理的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)，既能方便地查詢和管理，又為電網(wǎng)運(yùn)行管理提供一個(gè)有效的、可操作的具有地理信息的網(wǎng)絡(luò)模型。對(duì)配網(wǎng)設(shè)備的資產(chǎn)、設(shè)計(jì)、施工、檢修等進(jìn)行有效的管理，為配電管理系統(tǒng)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)，支持系統(tǒng)應(yīng)用軟件的開發(fā)和其它子系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)。

為保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)和圖形信息的準(zhǔn)確性、及時(shí)性、一致性和唯一性，具有足夠的可信度，達(dá)到實(shí)用要求，滿足調(diào)度部門和生產(chǎn)指揮系統(tǒng)使用，必須達(dá)到能根據(jù)地理接線圖自動(dòng)轉(zhuǎn)換成調(diào)度用單線接線圖（電系圖）和各電壓等級(jí)的系統(tǒng)框架圖，在使用過程中地理接線圖和電系圖能相互轉(zhuǎn)換使用，并在任意一種類型的圖上掛牌，在其它類型的圖上亦能顯示。

系統(tǒng)把地理空間信息與含實(shí)物圖照及設(shè)備屬性信息有機(jī)的結(jié)合，為配電系統(tǒng)中的各種應(yīng)用提供圖形（包括地理圖形）與數(shù)據(jù)信息，進(jìn)入在線應(yīng)用。成為配電系統(tǒng)數(shù)據(jù)模型的重要組成部分。

1.5配電網(wǎng)設(shè)備檢修功能和施工管理功能

在進(jìn)行施工、檢修、搶修等工作前，系統(tǒng)能夠編制打印工作票。根據(jù)工作票制度的相關(guān)規(guī)定，自動(dòng)開列工作內(nèi)容、實(shí)施日期時(shí)間、估計(jì)完成時(shí)間、參加人員、工作注意點(diǎn)等有關(guān)內(nèi)容。根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)和工作任務(wù)單，制訂施工計(jì)劃并實(shí)行施工管理。開列施工圖，自動(dòng)生成停電范圍，并對(duì)所影響用戶進(jìn)行預(yù)告。進(jìn)行施工流程管理，施工結(jié)束后，對(duì)相關(guān)設(shè)備檔案進(jìn)行更新，并對(duì)完成情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

2.當(dāng)代配電系統(tǒng)的發(fā)展方向

當(dāng)代的配電系統(tǒng)自動(dòng)化正從“多島自動(dòng)化”走向系統(tǒng)集成，并受到電力市場(chǎng)發(fā)展的影響。

國(guó)內(nèi)近年來對(duì)饋線自動(dòng)化系統(tǒng)的引進(jìn)和開發(fā)做了大量的工作，但仍然存在問題，比如全盤引進(jìn)，不合國(guó)情，價(jià)格昂貴；利用重合器，動(dòng)作頻繁，與保護(hù)配合難，且價(jià)格高；尋找短路故障時(shí)間較長(zhǎng)，不能尋找接地故障區(qū)段，沒有尋找斷線故障功能，變電站出線開關(guān)需要改造等。

配電系統(tǒng)“多島自動(dòng)化”，包括以下一些單項(xiàng)自動(dòng)化：SCA-DA/DMS系統(tǒng)、負(fù)荷控制系統(tǒng)、電量計(jì)費(fèi)系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)、管理信息系統(tǒng)、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)、環(huán)網(wǎng)故障定位、隔離和恢復(fù)供電系統(tǒng)。

這些單項(xiàng)自動(dòng)化，以信息專用、功能單一和互不相連為特征。早期這種單項(xiàng)自動(dòng)化不多時(shí)，問題還不突出。隨著這種單項(xiàng)自動(dòng)化分別自行發(fā)展和數(shù)量不斷增加，勢(shì)必帶來功能相互重疊、信息未能共享、通道不能公用等弊端。

當(dāng)然，有些單項(xiàng)自動(dòng)化利用計(jì)算機(jī)通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通過接口和數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的有縫集成，就像過去一些調(diào)度中心把在線運(yùn)行的SCADA和離線管理的MIS通過網(wǎng)絡(luò)通信關(guān)連在一起那樣。但這種有縫集成系統(tǒng)參與信息共享時(shí)的運(yùn)行效率、使用水平和方便性將有所降低。

20世紀(jì)80年代末90年代初興起的開放系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（OSA）和有關(guān)操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)、用戶界面和通信的各種國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的無縫集成提供了可能，這也是配電系統(tǒng)“多島自動(dòng)化”走向系統(tǒng)集成的基礎(chǔ)。

配電系統(tǒng)自動(dòng)化的系統(tǒng)集成，不僅是有關(guān)系統(tǒng)的互連。重要的是實(shí)現(xiàn)了信息的共享、功能的互補(bǔ)、通道的公用等。與多島自動(dòng)化信息專用、功能單一和互不相連不同，配電系統(tǒng)綜合自動(dòng)化。以信息共享、功能綜合和無縫集成為其特征。