配電自動化發(fā)展探討

黃政宇　周益新

摘要：文章在介紹了配電自動化發(fā)展的幾個階段及各個階段的自動化技術(shù)特點的基礎(chǔ)上，對配電自動化在智能配電網(wǎng)中的作用和自動化技術(shù)間的發(fā)展關(guān)系進(jìn)行了探討，并對配電自動化的發(fā)展方向進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞：配電自動化；網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)；饋線終端單元；地理信息系統(tǒng)；故障呼叫服務(wù)系統(tǒng) 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TM71 文章編號：1009-2374（2015）33-0141-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.33.076

國外配電自動化發(fā)展歷程截至目前有三個階段：第一階段的配電自動化是將各種配電自動化設(shè)備和自動化控制開關(guān)融合在一起的饋線自動化系統(tǒng)；第二階段的配電自動化是集網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、饋線終端單元以及計算機(jī)技術(shù)于一體的配電自動化系統(tǒng)；第三階段的配電自動化是集多種管理系統(tǒng)于一體的配電自動化系統(tǒng)，比如地理信息系統(tǒng)、故障呼叫服務(wù)系統(tǒng)、計算機(jī)高級應(yīng)用系統(tǒng)等。而我國對配電自動化研究起步較晚，于20世紀(jì)90年后后期開始配電自動化建設(shè)，但從所建設(shè)的配電自動化系統(tǒng)的功能效果來看，并未達(dá)到預(yù)期效果。這同我國的配電自動化技術(shù)水平和管理水平有著直接性關(guān)系。

就技術(shù)層面而言，我國配電自動化技術(shù)水平較低，尤其是在早期的配電網(wǎng)架方面存在嚴(yán)重的缺陷；從管理層面分析，不管是在配電自動化的設(shè)計、規(guī)劃方面，還是建設(shè)后運行及維護(hù)階段都沒有建立完善的運作規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。過于追求短期效果，對系統(tǒng)管理維護(hù)方面所做工作不夠。

近些年來，經(jīng)過多方專家的不懈努力，我國的配電自動化技術(shù)已逐漸同國際水平接軌，基本上具有大范圍推廣和應(yīng)用的條件。隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，配電自動化技術(shù)逐漸向多樣化、標(biāo)準(zhǔn)化及智能化方向發(fā)展，相信在不久的將來，配電自動化技術(shù)將在我國電力系統(tǒng)中應(yīng)用的力度會更大，發(fā)揮的作用將會更顯著。

1 配電自動化的發(fā)展歷程

對于配電自動化技術(shù)的研究，國外從20世紀(jì)70年代初期就開始涉足，其技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用歷程經(jīng)歷了三個關(guān)鍵階段，具體如下：

1.1 第一階段

第一階段饋線自動化系統(tǒng)的主要設(shè)備包括分?jǐn)嗥骱椭睾掀鳌ｐ伨€自動化系統(tǒng)的主要功能作用是配電系統(tǒng)出現(xiàn)故障時能夠通過自動化開關(guān)和設(shè)備間的相互協(xié)調(diào)、配合完成對故障區(qū)域隔離，并能快速恢復(fù)健全區(qū)的供電。可有效地縮短停電時間和縮小停電面積，提高供電的可靠性。但該系統(tǒng)也存在一定的不足，主要體現(xiàn)在：只能在故障發(fā)生時起作用，無法達(dá)到系統(tǒng)運行優(yōu)化目的；在隔離健全區(qū)時不能根據(jù)健全區(qū)用電負(fù)荷的實際情況分配電能。

1.2 第二階段

第二階段的配電自動化系統(tǒng)是集通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)以及饋線終端單元于一體的系統(tǒng)。配電網(wǎng)在運行過程中，配電自動化系統(tǒng)能夠?qū)ε潆娋W(wǎng)的運行狀態(tài)進(jìn)行實施的監(jiān)測和監(jiān)控，能夠及時發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)運行過程中出現(xiàn)的各種故障問題，系統(tǒng)發(fā)出故障報警信號傳輸至配電網(wǎng)控制中心，由控制中心的相關(guān)技術(shù)人員采取相應(yīng)的處理措施。

1.3 第三階段

第三階段配電自動化系統(tǒng)是集多種管理系統(tǒng)于一體的配電自動化系統(tǒng)，比如地理信息系統(tǒng)、故障呼叫服務(wù)系統(tǒng)、計算機(jī)高級應(yīng)用系統(tǒng)等，是一種能夠?qū)﹄娋W(wǎng)運行進(jìn)行優(yōu)化配置及調(diào)控的高端配電自動化系統(tǒng)。該配電自動化系統(tǒng)已在國內(nèi)外的一些大型配電站中得以廣泛應(yīng)用。

2 配電自動化技術(shù)特點及在智能電網(wǎng)中的作用

配電自動化技術(shù)是智能配電網(wǎng)系統(tǒng)的重要構(gòu)成部分。從某種意義上講，智能電網(wǎng)的發(fā)展為配電自動化技術(shù)的發(fā)展確定了發(fā)展方向，而智能電網(wǎng)的發(fā)展必須要以配電自動化技術(shù)為支撐，最終實現(xiàn)協(xié)同發(fā)展。具體來講，配電自動化技術(shù)在智能電網(wǎng)中應(yīng)用過程中所發(fā)揮的作用按照配電自動化技術(shù)分類，其作用主要體現(xiàn)在以下：

2.1 用戶互動技術(shù)

用戶互動技術(shù)是一種讓用戶參與電力系統(tǒng)管理，實施用戶和電力系統(tǒng)雙向通信的技術(shù)。該種技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用可以讓用戶對電價信息、電能消費成本情況以及電網(wǎng)的實時運行狀況進(jìn)行整體性把握。此外，該技術(shù)還支持用戶根據(jù)自身用電的實際需求選擇最優(yōu)化的用電方案。

2.2 自愈配電技術(shù)

配電自動化系統(tǒng)中的自愈配電技術(shù)是集故障診斷、定位及隔離多項功能于一體的配電自動化技術(shù)，該技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用，其功能優(yōu)勢主要體現(xiàn)在：當(dāng)智能電網(wǎng)運行中出現(xiàn)故障時，自愈配電技術(shù)支持下的配電自動化系統(tǒng)能夠快速對故障進(jìn)行隔離，并將用戶使用的電源切換至其他電源；另外，自愈配電技術(shù)還能對智能電網(wǎng)運行狀況進(jìn)行實時監(jiān)測，對各種故障前兆進(jìn)行檢測，比如故障發(fā)生前，能夠?qū)⒃O(shè)備運行狀態(tài)報告?zhèn)鬏斨令A(yù)警系統(tǒng)，由預(yù)警系統(tǒng)發(fā)出預(yù)警信息聯(lián)動其他功能性系統(tǒng)做出相應(yīng)的控制動作。

2.3 分布式電源和儲能系統(tǒng)接入技術(shù)

分布式電源和儲能系統(tǒng)接入技術(shù)是同不同類型的分布式發(fā)電系統(tǒng)和儲能系統(tǒng)相對接，比如風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)、中小型小型燃?xì)廨啓C(jī)、燃料電池等在實踐中表明該技術(shù)能夠做“即插即用”。

2.4 電能質(zhì)量定制技術(shù)

電能質(zhì)量定制技術(shù)是一種對電能質(zhì)量進(jìn)行等級劃分的技術(shù)，采用不同的技術(shù)手段將不同質(zhì)量等級的電能提供給對電能質(zhì)量要求不同的用戶，滿足各種用戶用電需求。

2.5 配電網(wǎng)高效運行技術(shù)

配電網(wǎng)高效運行技術(shù)是采用高速通信網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)對配電網(wǎng)運行設(shè)備的在線實時監(jiān)測以及對運行狀態(tài)進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整，確保電氣設(shè)備運行狀態(tài)最優(yōu)化，最大限度地降低電氣設(shè)備運行費用，并能可靠地發(fā)揮出電氣設(shè)備功能。

3 配電自動化的發(fā)展趨勢

隨著社會經(jīng)濟(jì)建設(shè)力度的不斷加大，社會生活、生產(chǎn)對電能的需求量越來越大，為了能夠提高供電可靠性、供電經(jīng)濟(jì)性及供電質(zhì)量，分布式電源技術(shù)同配電自動化技術(shù)的融合有效地避免了自然災(zāi)害、人為因素等對電力系統(tǒng)的影響，降低了配電線路及設(shè)備的故障率。配電自動化技術(shù)在電網(wǎng)系統(tǒng)中的應(yīng)用大大提高了電力系統(tǒng)運行的安全性和可靠性。具體體現(xiàn)在：無故障情況下可對電網(wǎng)運行狀態(tài)進(jìn)行優(yōu)化；故障情況下可快速做出反應(yīng)處理故障問題；可對單相接地進(jìn)行定位；可對永久性故障和暫時性故障進(jìn)行區(qū)分。從國內(nèi)外對配電自動化技術(shù)的研究現(xiàn)狀來看，配電自動化技術(shù)將向以下三種趨勢發(fā)展：一是多樣化。雖然配電自動化技術(shù)經(jīng)歷了三個發(fā)展階段，但從世界各國對該項技術(shù)的應(yīng)用實際情況來看，各個階段的配電自動化技術(shù)還都有應(yīng)用，并且能夠滿足配電管理實際需求；二是標(biāo)準(zhǔn)化。為了能夠?qū)崿F(xiàn)電力企業(yè)對電網(wǎng)系統(tǒng)的統(tǒng)一管理，國際電工委員會制訂了分布式應(yīng)用軟件間接口的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，實現(xiàn)了各個系統(tǒng)間信息資源共享；三是智能化。配電自動化作為智能電網(wǎng)的核心技術(shù)，那么配電自動化技術(shù)也必將會向智能化方向

發(fā)展。

4 配電自動化技術(shù)應(yīng)用建議

一是根據(jù)地區(qū)的差異性盡可能多地提供幾種配電自動化規(guī)劃、設(shè)計方案，結(jié)合電力工程實際需求合理選配功能和制定性能指標(biāo)，統(tǒng)一配電自動化系統(tǒng)通信協(xié)議，并規(guī)范配電自動化系統(tǒng)同其他系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)交換；二是加強(qiáng)對配電自動化設(shè)備、線路的維護(hù)和管理。應(yīng)采用定期巡視和日常檢查相結(jié)合的方式對各種電氣設(shè)備、線路進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)存在故障隱患問題及時制定有效措施解決。為了能夠進(jìn)一步提升配電自動化設(shè)備、線路、系統(tǒng)的維護(hù)管理水平，還需加強(qiáng)配電自動化技術(shù)人員的培訓(xùn)和培養(yǎng)。

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（責(zé)任編輯：蔣建華）endprint