淺析配電自動化系統

李闖

摘 要：配電自動化及管理系統具有實時性好、自動化水平高、管理功能強之特點，能提高供電可靠性和電能質量、改善對用戶的服務，具有顯著的經濟優越性和良好的社會綜合效益。因此，開發出技術先進、功能實用的配網自動化系統是大家共同的目標。

關鍵詞：配電自動化；效益；發展方向

1 前言

如何使配電自動化系統適應電力市場環境的要求，并通過實施配電系統的綜合自動化來降低供電企業的運行成本，同時提高對客戶的服務質量，將成為今后供電企業和科研工作者共同關注的問題。作者結合實踐工作分析配電自動化技術特點和管理系統注意的問題，并對其發展方向做簡述。

2 配電網自動化的特點和要求

2.1 終端設備工作環境

對于輸電網自動化系統的終端設備，一般安裝在變電站里，運行環境溫度在0～55℃范圍，但是配電網自動化系統中，有大量的終端設備是安裝在室外的，滿足設備運行性能指標要求的環境溫度在25～65℃范圍，濕度要求為95%。此外，還要滿足防風雨、散熱、防雷電等技術要求。

2.2 可靠性

對于配電網自動化系統中的終端設備進行遠方控制非常頻繁，因此對其可靠性要求很高。

2.3 組網

配電網自動化系統的測控對象為進線變電站、配電變電所、10kV開閉所、分段開關、并聯補償電容器用戶電能表和重要負荷等，因此站點一般會有成百上千甚至上萬個之多。在這種條件下，不僅對系統的組織帶來較大的困難，而且在配電網自動化中心的計算機上處理的信息量也十分龐大。

2.4 配套

需要與配電網的改造配套進行，例如配電網環網化、配電線分段化等。沒有配電網的科學拓撲結構，配電網自動化的系統、組織方式也難以確定。

3 配電自動化的發展現狀

3.1 基于自動化開關設備相互配合的配電自動化階段

主要設備為重合器和分段器等，不需要建設通信網絡和計算機系統，其主要功能是在故障時通過自動化開關設備相互配合實現故障隔離和健全區域恢復供電。這一階段的配電自動化系統局限在自動重合器和備用電源自動投入裝置自動化程度較低，具體表現在：①僅在故障時起作用，正常運行時不能起監控作用，不能優化運行方式；②調整運行方式后，需要到現場修改定值；③恢復健全區域供電時，無法采取安全和最佳措施；④隔離故障時需要經過多次重合，對設備沖擊很大。這些系統目前仍大量應用。

3.2 基于通信網絡、饋線終端單元和后臺計算機網絡的配電自動化系統

在配電網正常運行時也能起到監視配電網運行狀況和遙控改變運行方式的作用，故障時能及時察覺，并由調度員通過遙控隔離故障區域和恢復健全區域供電。

3.3 增加了自動控制功能

隨著計算機技術的發展，產生了第三階段的配電自動化系統。在第二階段的配電自動化系統的基礎上增加了自動控制功能，形成了集配電網SCADA系統、配電地理信息系統、需方管理（DSM）、調度員仿真調度、故障呼叫服務系統和工作票管理等于一體化的綜合自動化系統，形成了集變電所自動化、饋線分段開關測控、電容器組調節控制、用戶負荷控制和遠方抄表等系統于一體的配電網管理系統（DMS），功能多達140余種。現階段的配電自動化以此為目標建設和完善。

4 配電自動化管理系統所產生的效益

4.1 提高供電企業的經濟效益

通過自動化和規范化管理，大大提高了配電生產管理部門的工作效率，從而促進服務質量和企業經營效益的大幅度提高；配電生產管理系統的規范化和標準化，避免了配電設備及工器具的漏檢、漏查，從而避免了不應有的經濟損失；計算機網絡化管理，實現了計算機資源的高效利用，大大降低了計算機網絡系統的總費用投入；統一數據采集功能的實現，避免了生產管理單位重復錄入數據，減少了人力資源的浪費，避免了由于數據大量冗余而購置和占用大量存儲設備，達到了節約增效的目的，直接降低了企業生產經營管理的成本。

4.2 提高企業服務質量

通過配電網的自動化管理，降低了事故率，提高了事故處理效率，提高了電網運行的安全穩定性，為電力行業的優質服務打下了基礎；對用戶的故障報修能夠做出準確和及時反應，大大縮短了到場及現場檢修時間，提高了企業服務的質量。

4.3 提高綜合業務效率

對配電信息進行統一采集、加工、處理，減少冗余環節，提高了勞動生產率；利用網絡傳送業務信息、工作單自動傳送，減少了手工操作、實現無紙化作業；全面、及時地掌握配電生產管理信息綜合數據，使業務處理工作達到準確、及時和高效；簡化業務處理過程，降低出錯率；便于實現業務處理時限考核及工作質量管理時限考核；提供綜合信息管理所需配電業務數據，便于建立計算機輔助決策系統。

5 配電自動化管理系統必須注意的問題

5.1 規劃和建設好配電網架

規劃和建設好配電網架，是實現配電自動化及管理系統的基本條件。常用的配網接線有樹狀、放射狀、網狀、環網狀等形式，其中環網接線是配網最常用的一種形式。將配電網環網化，并將10kV饋線進行適當合理的分段；保證在事故情況下，110kV變電容量、10kV主干線和10kV饋線有足夠的轉移負荷的能力。

5.2 加強領導，統籌安排，分步實施

配電自動化及管理系統的開發和應用，是從傳統的管理方式向現代化管理方式的飛躍，其涵蓋的內容十分廣泛，涉及諸多部門，為此，必須加強領導，統一規劃，因地制宜，分步實施，以實現最佳的投入產出比。

5.3 解決好實時系統與管理系統的一體化問題

由于配電自動化涉及的一次設備成本較大，目前一般僅限于重要區域的配網使用，而AM/FM/GIS則可在全部配網使用。所謂一體化，就是指GIS作為計算機數據處理系統平臺的一個組成部分，整個系統的實時性和數據（包括圖形數據）的一致性得以保證，使得SCADA和AM/FM/GIS通過一個圖形用戶界面集成在一起，從而提高系統的效率和效益。

6 配電自動化的發展趨勢

6.1 集成的配電管理系統DMS傳統的配電自動化

就是由一些單項、分散的多島自動化所組成，功能相互重疊、數據不能共享、通道不能借用、功能不能互補。借助計算機通信和網絡技術把單項自動化系統相互連接起來，例如將配電網數據采集和監控（SCADA）、負荷管理（LM）和管理信息系統（MIS）通過少量接口轉換實現互聯而組成一個混合系統。解決問題的最佳途徑，即遵循“開放系統”最大限度地保護用戶原有硬軟件投資的原則，采用開放系統結構（OSA），實現多應用系統產品廠家系統集成的道路。

6.2 配電網優化運行

電力市場的不斷完善迫使電力企業以效益為目標，把工作重心轉移到效率管理、降低成本和為用戶提供優質服務上。這使得供電企業必須不斷地分析電網的運行性能、制定電網優化運行的方案。

7 結語

配電自動化及管理系統是利用現代電子技術、通信技術、計算機及網絡技術，將配電網實時信息、離線信息、用戶信息、電網結構參數、地理信息進行集成，構成完整的自動化管理系統，實現配電系統正常運行及事故情況下的監測、保護、控制和配電管理，也是實時的配電自動化與配電管理系統集成為一體的系統。