配網自動化技術分析

楊煒楠

【摘 要】配網自動化是電力系統強化供電保障，優化配網運行的重要手段。由于配網自動化設備組成復雜，技術含量極高，為充分發揮配網自動化在電力系統的保障作用，必須深入開展自動化技術研究工作。實踐表明，配網自動化是電網現代化的必然趨勢，能全方位提高整個配電網絡水平與管理水平。本文介紹了配網自動化的定義及相關概念，并對配網自動化實現過程中面臨的困難以及未來的趨勢作了進一步的探討。

【關鍵詞】配網自動化；電力系統；優化

1 配網自動化的概念及意義

1.1 配網自動化的概念

配網自動化，是指將通信技術、電子技術，同時利用計算機技術和自動控制技術等相關技術手段集中應用到配電網中，實現對配電網的智能化監控管理，通過這樣的方式解決配電網結構不合理和低穩定性等不足，改變供電的質量，高供電系統的可靠性，實現安全、高效、經濟的運行的目的。

配網自動化系統由配電主站、配電子站、通信技術和配電遠方終端組成，可實現配電網調度自動化、變電所和配電所自動化、饋線自動化、自動制圖、用電管理自動化等功能，做到不間斷供電、遠程維護診斷。

1.2 配網自動化的意義

實施配網自動化的目的是為了提高供電可靠性，提高供電質量，提高服務質量，提高企業的經濟效益和管理水平，使供電企業和用戶雙方受益。

實施配網自動化系統可以：

（1）當配網發生故障時，迅速查出故障區段，快速隔離故障，及時恢復非故障區段客戶的供電，從而減少故障停電次數和停電時間，縮小停電范圍。

（2）在正常運行情況下，通過監控配網運行工況，優化配網運行方式，從而使配網的潛力得以最大限度地利用。

（3）根據配電網電壓合理控制無功負荷和電壓水平，改善電壓質量，降低線路損耗，達到經濟運行的目的。

（4）減少和縮短設備檢修停電時間。

（5）合理控制用電負荷，從而提高供電設備利用率，增強供電能力。。

（6）提高供電可靠性。

（7）提高為客戶服務水平和客戶的滿意程度，改善供電企業形象。

（8）降低勞動強度、提高供電企業的管理水平和勞動生產率。

2 配網自動化相關技術

2.1.配網自動化的綜合型受控端

新型綜合受控端基于高速SCADA系統，可以實現電網信息的快速采集和信號的綜合處理，并且大大減少了受控端的數量，從而使系統的規模得到簡化。這種受控端不僅具有以往終端所具有的功能，還可以實時監測系統的潮流分布、電壓情況、系統是否產生震蕩、頻率是否滿足要求等，將這些信息傳遞給主控方，供進一步分析使用。同時，這些受控端之間還可以進行相互通信，進一步提高數據的精確程度。

2.2配電線路載波通信技術和基于因特網的IP通信技術

通信系統一直是配電網自動化的難點之一。在10kV及以下的配電系統里，由于受控端數目多，對通信的要求也顯著提高。因此，如果要實現系統潮流實時監測、頻率控制等需求，穩定的大容量的高速載波通信系統是必備的。該系統不僅可以滿足上述需求，還可以為客戶提供更多的生活服務，如電力線上網等。另外，光纖通信具有容量大、可靠性高、傳輸速率高等優點，已成為主流通信系統的首選。隨著成本的降低，采用光纖通信作為配電系統自動化的主干通信網已得到普遍共識。

2.3定制電力技術

定制電力技術是柔性配電系統的實際應用，它將智能電網技術、柔性送電技術、云計算技術等高科技技術用于中低壓配電網，用以消除諧波，防止電壓閃變，保證各相對稱，提高供電可靠性和經濟性。主要由電壓穩定器、快速無功補償器、頻率檢測器、高速斷路器等設備組成。當系統出現突然增大負荷或者瞬間丟失大負荷時，該技術可以瞬間發現系統的變化，并滿足極限情況下系統的穩定，該技術應用于配網自動化中，可以實現系統實時優化，滿足高層次用戶的需求。

2.4新型FA系統

新型的FA系統主要的思路是實現分布式電源，即根據不同的負荷就地提供合適的電源，減小線路傳輸的損耗，提高能量利用率。根據國家電網制訂的未來發展方案，未來我國將把輸配電系統分離，并在用戶端設立電網提供者的信息，用戶可以根據實時電價選擇供電方。新型FA系統應用于配網自動化中也存在許多困難，主要有：分布式電源位置不確定，配網的運行方式多變，從而導致二次設備難以滿足要求。

2.5配電系統的集中化管理

在以往的配網系統中，用戶是分散的，系統被迫分離為多島，多島之間功能相似，但系統難以交流，通道不可共享。集中化管理的配電系統，可以利用先進的通信網絡將配電網控制中心與系統多島連接在一起。比如，將SCADA系統與配網控制中心通過接口連接起來，形成一個多級系統。實現該系統的應用，最好的方法是最大限度利用用戶原有的軟硬件資源，保護用戶的投資，實現實用化管理和多廠家產品共享的原則。

3 配網自動化系統結構設計方案實例

3.1 配網自動化系統結構設計

配網自動化系統結設計如圖所示，包括最高層的主站層，主站層以配網自動化主站系統為核心，通過光纖與遠程工作站進行溝通；中間層是通信層，包括配電子站、專用通信網絡、公共無線通信網；底層為終端層，即設備層。

3.2 主站模式

配網自動化主站系統集中采集處理深圳城區范圍內配電網運行信息，采集終端的數據統一集中到市局配網自動化主站系統的中心數據庫中。下屬各區局客戶端在管轄權限范圍內可以遠程訪問和使用，實現各個區局配電網的運行、維護、監控和管理。

3.3 配網終端

配網自動化的建設不需對配網一次網架結構進行大規模改造。對配網自動化的要求是：以遙信為主，實現城區電纜網故障指示器的信號回傳，縮短故障排查時間；以遙測為輔，監測重要公用變壓器的負荷。配電終端的功能至少包括：支持接入各種類型的故障指示器；開關狀態、電流、電壓量采集，饋線運行狀態監視；故障檢測及故障判別功能，故障信息主動上報主站；支持多種通信方式，提供DL/T634.5101 -2002，DL/T 634.5104 -2002，DNP3.0 等多種通信協議；失電或通信中斷后數據長期保存，支持歷史數據補充上傳。

3.4 通信模式

配網通信技術是基于信息技術的配電網管理的關鍵技術之一，通信系統的好壞從很大程度上決定了自動化系統的優劣。由于配網通信具有點多面廣的特點，且現場條件復雜多變，沒有一種通信方式能夠滿足配網自動化通信的全部要求，因此配網自動化宜采用綜合的、混合的通信方式。考慮到配網通信對實時性、可靠性和安全性的特殊要求，隨著通信手段的不斷更新，目前可供選擇的通信方式有多種。按照傳統的分類方法，可簡單地分為有線方式（包括架空明線或電纜、電力線載波、光纖等）和無線方式（包括CDMA，GPRS，EDGE 等）。

4 結語

在當今社會，電網的安全工作被提到了很高的位置，他直接關系到人們生產生活質量的提高。隨著市場競爭的加劇，電力市場應該與時俱進，不斷深化改革，電網與提高經濟效益的改革同等重要，實行電網自動化就能很好的實現改革效益的要求，成為社會發展的一大趨勢。

參考文獻：

[1]周婷婷.配網自動化及其運行管理探討[J].建筑工程技術與設計，2014（33）：33-34.

[2]黃小將.基于電力系統配網自動化技術研究分析[J].科技風，2015，03：31.

[3]哈長發.電力系統配網自動化技術應用分析[J].科技創新與應用，2013，31：157.

（作者單位：廣東電網有限責任公司汕頭供電局）