關(guān)于自動(dòng)化技術(shù)在配網(wǎng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

余健優(yōu)

【摘要】配電自動(dòng)化系統(tǒng)作為配電網(wǎng)建設(shè)的重要組成部分，不僅能提高電網(wǎng)供電的安全性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性，改進(jìn)和優(yōu)化電能質(zhì)量，極大程度為用戶提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)，而且還能有效的降低配電系統(tǒng)的運(yùn)行成本，減小工作人員的工作強(qiáng)度。本文在闡述配電網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，首先分析了自動(dòng)化技術(shù)在配電網(wǎng)建設(shè)中的必要性，其次介紹了配電網(wǎng)饋線自動(dòng)化技術(shù)及其常見(jiàn)故障處理方法，然后以CSDA配電自動(dòng)化系統(tǒng)為例，對(duì)配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行分析，最后提出加強(qiáng)配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用的幾點(diǎn)建議。

【關(guān)鍵詞】配電網(wǎng)；自動(dòng)化技術(shù)；饋線自動(dòng)化；CSDA

配電自動(dòng)化的發(fā)展經(jīng)歷了基于自動(dòng)化開(kāi)關(guān)設(shè)備相互配合的配電自動(dòng)化階段、基于通信網(wǎng)絡(luò)、饋線終端單元和后臺(tái)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的配電自動(dòng)化階段以及基于集配電網(wǎng)SCADA系統(tǒng)、配電地理信息系統(tǒng)、需方管理（DSM）、調(diào)度員仿真調(diào)度、故障呼叫服務(wù)系統(tǒng)和工作管理等一體化的綜合自動(dòng)化階段。為了更好的發(fā)揮配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的實(shí)用價(jià)值，加強(qiáng)配電網(wǎng)的自動(dòng)化技術(shù)分析和故障處理對(duì)健全配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)是十分必要的。

1.配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)概述

1.1 配電網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀

配電網(wǎng)是連接電能和終端用戶的橋梁。隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)置難以適應(yīng)城市發(fā)展需求，如配電線路的傳輸線路長(zhǎng)，能耗大，“瓶頸”現(xiàn)象嚴(yán)重、配電網(wǎng)技術(shù)性能落后等。

1.2 配電自動(dòng)化系統(tǒng)的構(gòu)成

配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)主要由四部分構(gòu)成，即主站系統(tǒng)、終端系統(tǒng)、通信系統(tǒng)和子站系統(tǒng)。這四部分子系統(tǒng)有條不紊的運(yùn)行和協(xié)調(diào)是確保配電自動(dòng)化系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的前提和基礎(chǔ)。

1.3 配電網(wǎng)中應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)的必要性

（1）傳統(tǒng)供電方式落后，與供電市場(chǎng)需求脫軌

配電網(wǎng)的設(shè)計(jì)不僅需要綜合考慮地理環(huán)境因素、經(jīng)濟(jì)發(fā)展因素和地域負(fù)荷分布情況，而且還需要選取有效的供電方式和方法。我國(guó)傳統(tǒng)的供電方式多采取環(huán)狀式、網(wǎng)格式和放射式的配電網(wǎng)絡(luò)，這些配電方式降低了電能輸送的靈活性和傳輸效率，加大了供電成本，忽略了供電市場(chǎng)的實(shí)際需求，因此，加強(qiáng)配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用是適應(yīng)市場(chǎng)、滿足用戶需求的必要手段。

（2）提高電能質(zhì)量，降低運(yùn)行成本

配電網(wǎng)自動(dòng)化的應(yīng)用一方面提高了電力系統(tǒng)的可靠性和電能質(zhì)量，另一方面降低了系統(tǒng)運(yùn)行成本，降低了工作人員的工作強(qiáng)度。從而全方面的為電力企業(yè)節(jié)約了人力、物力和財(cái)力，提升了企業(yè)的管理水平。

（3）加快電力行業(yè)的發(fā)展

配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用不僅提高了電力企業(yè)的辦事效率，而且?guī)椭娏ζ髽I(yè)實(shí)現(xiàn)了用戶的快速定位以及對(duì)客戶供電設(shè)備的遠(yuǎn)程控制，從而有助于企業(yè)根據(jù)用戶需求制定個(gè)性化、多樣化的供電模式。

2.配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)的基本原理——饋線自動(dòng)化

2.1 饋線自動(dòng)化的技術(shù)原理

饋線自動(dòng)化是指對(duì)配電線路的有效運(yùn)行進(jìn)行故障檢測(cè)、識(shí)別、定位、控制、隔離和恢復(fù)供電等一系列過(guò)程的總和。主站集中型饋線自動(dòng)化的技術(shù)原理是配電終端與主站之間依據(jù)故障信息的不斷反饋進(jìn)行故障區(qū)域定位，從而有效隔離故障區(qū)域并恢復(fù)非故障區(qū)域供電的過(guò)程；就地型饋線自動(dòng)化的技術(shù)原理是配電終端依據(jù)系統(tǒng)設(shè)定自動(dòng)進(jìn)行故障定位、隔離和恢復(fù)的過(guò)程。

2.2 饋線自動(dòng)化的故障處理方法

（1）饋線終端FTU/DTU的故障處理方法

饋線終端的故障處理過(guò)程：首先，主站發(fā)布饋線終端檢測(cè)指標(biāo)的整定值；其次，測(cè)定饋線終端檢測(cè)指標(biāo)的采樣值；再次，比較分析檢測(cè)指標(biāo)的整定值和采樣值，確定故障發(fā)生類型；最后，依據(jù)采樣值調(diào)整整定時(shí)間，隔離故障區(qū)域。

（2）配電網(wǎng)子站系統(tǒng)的故障處理方法

配電網(wǎng)子站系統(tǒng)是饋線終端和主站系統(tǒng)進(jìn)行信息反饋的重要橋梁，當(dāng)饋線終端發(fā)生瞬時(shí)故障時(shí)，配電網(wǎng)子站會(huì)將故障信息上報(bào)給主站；當(dāng)饋線終端發(fā)生永久故障時(shí)，配電網(wǎng)子站在上報(bào)故障信息的基礎(chǔ)上，會(huì)定位跟蹤拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，進(jìn)行故障區(qū)域的定位，執(zhí)行故障隔離操作。

（3）配電網(wǎng)主站的故障處理方法

配電網(wǎng)主站是故障自動(dòng)化處理的核心，當(dāng)饋線終端的故障等級(jí)超出配電網(wǎng)子站的調(diào)控范圍時(shí)，配電網(wǎng)主站會(huì)積極協(xié)調(diào)各個(gè)子站進(jìn)行故障隔離，隔離工序完成后，人工控制故障恢復(fù)程序的啟動(dòng)；當(dāng)配電網(wǎng)子站發(fā)生故障時(shí)，主站會(huì)對(duì)子站進(jìn)行故障識(shí)別和診斷，隔離和恢復(fù)子站故障區(qū)域。

3.配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)分析——以CSDA技術(shù)為例

3.1 CSDA配電自動(dòng)化系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)

①融合了網(wǎng)絡(luò)化配電數(shù)字載波通信技術(shù)（NDLC）、數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)（DSP）和現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)。

②充分引入智能化較高的配電自動(dòng)化終端（FTU），從而增強(qiáng)了直連式存儲(chǔ)（DAS）系統(tǒng)的抗干擾特質(zhì)，并提高了運(yùn)算精度。

③有效的削弱了小電流接地的因素限制，實(shí)現(xiàn)了小電流接地智能構(gòu)架的開(kāi)發(fā)額利用。

④配電網(wǎng)主站系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)定實(shí)現(xiàn)了開(kāi)關(guān)技術(shù)的智能控制。

3.2 CSDA配電中心的技術(shù)分析

CSDA配電中心設(shè)計(jì)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)為：配電網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)外延性好，具備清晰的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潢P(guān)系；以實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)作為設(shè)計(jì)重點(diǎn)；信息驅(qū)動(dòng)和反饋機(jī)制完備；融合了多媒體等現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)；通信設(shè)計(jì)具有高度創(chuàng)新性；軟件的設(shè)計(jì)理念獨(dú)特，采用跨平臺(tái)式的完全開(kāi)放技術(shù)。

3.3 數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)分析

數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)（SCADA）是進(jìn)行配電自動(dòng)化設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，SCADA不僅能在系統(tǒng)監(jiān)控屏幕上實(shí)時(shí)反饋配電網(wǎng)各個(gè)子站的數(shù)據(jù)信息，還能夠?yàn)檎{(diào)度員實(shí)行系統(tǒng)調(diào)度提供依據(jù)。SCADA的技術(shù)優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)在：采用先進(jìn)的智能優(yōu)化方法，配電自動(dòng)化終端（FTU）算法削弱DAS系統(tǒng)的干擾信號(hào)、破除了小電流接地的制約和影響等。

3.4 光纖通信系統(tǒng)的技術(shù)分析

（1）自承式光纜