配電系統自動化的發展分析

鄭朋興

摘 要：經濟社會的發展帶動了我國居民生活水平的提高和經濟的快速發展，因此，不管是在居民生活，還是在工農業的生產中，對電力的需求越來越大，這就要求電力企業不斷進行創新，提高技術，生產質量可靠的電能，滿足人們的需求。本文對電力工業中配電系統的自動化發展進行分析，通過分析配電系統自動化發展中出現的問題，提出相應的解決措施。

關鍵詞：配電系統；自動化；問題；集成

1 配電系統自動化發展中的兩個問題

基于單項自動化林立的配電系統“多島自動化”，如圖1所示（虛線表示有關系統之間互不相連或有縫集成，陰影灰度表示各個自動化島）。

圖中，系統集成的綜合自動化共有3個信息層次：實時層、管理層、網際層。陰影部分的管理層，接于內聯網（Intranet），通過因特網（Internet）與網際層通信。

2 多島自動化的系統集成

如圖1所示，由SCADA/DMS平臺以及信息系統、變電站系統組成的多島自動化系統，不僅可以使配電網中的信息系統通過以太網及專用網進行連接，提高了信息的利用效率，還可以對配電網進行故障定位，找到故障發生的線路段，并分析其原因。因此，在多島自動化系統中逐漸向著功能集成的方向發展。系統集成的核心是分層次的信息共享，其信息流向管理如圖3所示。

如圖所示，在配電系統綜合化的數據流向中，主要分為三大部分，分別是實時層、管理層以及網際層，三者相互聯系又互為獨立。

實時層主要包含著配電網的自動化設備，是用戶可以直接接觸的一層，用戶可以在實時層中查看有關自己電量的使用情況。

管理層主要是通過網絡交換器把數據傳輸到實時層中，其數據主要保存在信息系統中，信息系統主要通過管理信息應用數據和能量交易數據，確保數據的安全和精確，為實時層傳遞真實的數據。

網際層主要是指網絡系統，主要是傳遞信息和連接管理層與實時層。

由于各變電站的實際情況不一樣，對于各系統之間的設置需要根據配電網的需要進行選擇。

3 發展中的配電系統自動化

3.1 SCADA/LM/DMS平臺

隨著變電站自動化系統的不斷發展，運用SCADA/LM/DMS平臺能夠使系統內各個系統有機地結合在一起，使系統各種功能配置在一個系統之下，方便了系統的管理和操作。

在變電站中，其規模的大小也影響著SCADA/LM/DMS平臺作用的發揮，如在規模較小的變電站配電網中，一般只需要主站對平臺控制即可。

要特別注意的是在配電網中需要科學合理地設計線路負荷，保證線路負荷在正常的狀態才能使電流穩定，為用戶提供安全穩定的電能。

3.2 變電站綜合自動化

隨著科學技術的發展，變電站逐漸實現了自動化控制，并且安裝了實時監測系統，為變電站的自動控制提供了精確的運行數據，在其自動化控制系統中，計算機與網絡通信技術起到了至關重要的作用，使變電站設備能夠與計算機連接，操作人員通過計算機下發指令對設備進行控制，通過監測系統進行遠程操作，實現了無人化變電站，并取消了大控制室設計和分散布置，節約了變電站建設的成本。

變電站綜合自動化發展減少了成本建設的投入，并減少了控制環節，方便了對配電網的管理。對室外線路設計及設備布置來說，必須要根據變電站的實際情況，在國際標準下對配電網的保護系統進行控制，保證配電網系統的安全。

3.3 環網故障定位、隔離和恢復供電系統

這一技術的實現主要是建立了應急機制，能夠在故障發生時在保證正常供電的情況下對故障進行維護，恢復配電網系統的正常運行，保障線路及變電設備的荷載，使線路保持正常的負荷狀態。一旦線路或者變電設備出現故障，系統會通過分級控制的方式斷開斷路器及控制器，使電流不通過該故障線路或者設備，再通過遠程監測系統對故障點進行分析，找出發生故障的原因，維修人員通過數據提示找到故障點，并制定相應的措施來維護線路；另一方面，故障發生后配電網線路會通過其他線路保證正常供電模式，直至故障點恢復正常的工作狀態，保證配電網的安全運行。

3.4 多功能數字分時電度表系統

多功能數字分時電度表系統包括計算機系統、通信系統、查詢系統以及信息處理系統，主要的設備有數字化儀表、顯示器、通信設備以及計算機設備等。用戶在安裝了電度表之后，可以隨時查詢用電情況，并明確電費，如果出現誤差，用戶可以通過查詢系統以及通信系統進行糾正，電力企業在收到用戶信息之后，根據用戶電量的使用情況，給用戶答復，及時解決用戶的問題，同時也為電費的收繳提供了準確的依據。

電度表的功能越來越齊全，這在城市線路網建設中極大地方便了線路故障維修，對電力企業在市場競爭中具有重要的推動作用。用戶通過使用電度表查詢用電量及費用，明確自身用電情況。在繳費方面，用戶可以通過電力企業客戶端等平臺進行支付，甚至可以自動結算，使電力企業與網絡銀行深化了合作。

3.5 管理信息系統

從目前的來看，管理信息系統主要是SCADA/GIS系統。該系統的建立主要是通過因特網的連接以及網絡路由器與網際層和實時層進行連接的，實現了用戶通過網絡進行繳費，方便了用戶，從而減少了電力企業營業廳的業務，使用戶能夠通過第三方支付平臺進行電費支付。

傳統上的管理信息系統（MIS），以專用網、專用信道和圖形用戶界面為其特征，顯然不適于提供電力交易使用。這又是考慮電力市場發展時提出的一個挑戰：是使傳統的管理信息系統和今后的交易信息系統并行發展，還是對現有的MIS進行改造、使之適應今后電力市場的發展。事實上，一些面臨發電市場壓力的網省級調度中心已經按后者行事，并已改造就緒了。

4 結語

綜上所述，本文通過分析配電系統自動化的發展，明確了配電網自動化系統的構成單元，并分析了自動化系統的走向。發電企業在市場經濟快速發展、科學技術不斷進步的大背景下，要積極開拓創新，研發新的技術、新設備，向著節約成本、保護環境以及方便用戶的方向發展；在系統優化上，建立功能齊全的用戶服務系統，方便用戶的查詢，為用戶提供精確的用電數據，同時也減少了人工成本。此外，作為綜合自動化管理系統，為維護變電站及配電網的安全運行提供了便利，對發電企業來說，優化系統配置，不斷推進配電網的自動化發展依然任重道遠。

參考文獻

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