淺析配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用

王艷亮

[摘 要]隨著數(shù)據(jù)采集與控制（SCADA）、地理信息系統(tǒng)（GIS）等網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)的引進(jìn)，配電自動(dòng)化系統(tǒng)（DAS）就開(kāi)始逐步向配網(wǎng)智能化階段發(fā)展。本文闡述了配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成，對(duì)其組成進(jìn)行了重點(diǎn)技術(shù)分析，最后提出了技術(shù)應(yīng)用中應(yīng)注意的問(wèn)題。

[關(guān)鍵詞]配電網(wǎng)；自動(dòng)化；監(jiān)控；CSDA；光纖

一、應(yīng)用配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)的必要性

實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)自動(dòng)化可以大力推進(jìn)電力商業(yè)化進(jìn)程，因?yàn)橛脩艮k理手續(xù)的效率被大幅度提高，可以更好地為客戶服務(wù)，配電網(wǎng)自動(dòng)化可以對(duì)用戶的設(shè)備實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控，其中包括：控制負(fù)荷、優(yōu)化用戶的用電計(jì)劃、調(diào)整用戶的用電需求等等，另外，配電網(wǎng)自動(dòng)化可以實(shí)現(xiàn)從記錄電費(fèi)到收取電費(fèi)全過(guò)程的智能化，為智能化、自動(dòng)化催繳電費(fèi)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

二、配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)分析

本文將以CSDA為例，進(jìn)行配電網(wǎng)自動(dòng)化的技術(shù)分析。

（一）CSDA的技術(shù)架構(gòu)

根據(jù)國(guó)內(nèi)電網(wǎng)的運(yùn)行特點(diǎn)及實(shí)際需求，自主研發(fā)了CSDA系統(tǒng)，該系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)共分為4級(jí)，主要包括SCADA（數(shù)據(jù)采集與控制）、DMS（側(cè)需求管理系統(tǒng)）、GIS（地理信息系統(tǒng)）、區(qū)域工作站、通信系統(tǒng)、遠(yuǎn)方終端等部分。

（二）CSDA配電中心技術(shù)分析

CSDA配電中心由多臺(tái)計(jì)算機(jī)構(gòu)成全分布式體系結(jié)構(gòu)，其軟件設(shè)計(jì)在技術(shù)上的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下六個(gè)方面：

一是面向大對(duì)象的宏觀設(shè)計(jì)，所建立的配電網(wǎng)模型和數(shù)據(jù)庫(kù)、所生成的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潢P(guān)系和接線圖都非常清晰，方便了擴(kuò)充功能和連接EMS、MIS系統(tǒng)；

二是在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)上選擇了核心設(shè)計(jì)；

三是采取了消息驅(qū)動(dòng)機(jī)制；

四是運(yùn)用了控件、多媒體等先進(jìn)技術(shù)；

五是所采取的前置通信設(shè)計(jì)為該系統(tǒng)所獨(dú)創(chuàng)；

六是在軟件的設(shè)計(jì)理念上選擇了跨平臺(tái)式的完全開(kāi)放技術(shù)。

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

該系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱SCADA）是配電自動(dòng)化的核心組成部件，其作用是在系統(tǒng)監(jiān)控屏幕上顯示電網(wǎng)各站的數(shù)據(jù)，及時(shí)為調(diào)度員提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息，幫助調(diào)度員快速準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的調(diào)度。

（四）光纖通信技術(shù)技術(shù)分析

1.自承式光纜。當(dāng)前電力通信領(lǐng)域中ADSS是應(yīng)用比較成熟與廣泛的一種產(chǎn)品，這類光纜有很強(qiáng)的抗張能力，可直接掛于2電力桿塔間，跨度最大能在1km左右，常見(jiàn)的24芯自承式光纜具有以下特點(diǎn)：自承式光纜應(yīng)用的是非金屬材料，光纜口徑小、重量輕、絕緣性能良好、抗拉強(qiáng)度大，線膨脹系數(shù)較小，適應(yīng)溫度范圍比較廣；和OPGW光纜相比，自承式光纜不需要依附于地線或者電力線，能獨(dú)立的架設(shè)在桿塔上，故可實(shí)現(xiàn)帶電作業(yè)施工；應(yīng)用自承式光纜的通信線路和電力線路更成體系，維護(hù)較為方便；光纜內(nèi)有芳綸絲纏繞，這樣ADSS光纜就會(huì)有較好的防搶彈與抗張力的性質(zhì)。

2.光纖環(huán)網(wǎng)。同步數(shù)字體系是世界通信領(lǐng)域在傳輸技術(shù)發(fā)展中的一項(xiàng)關(guān)鍵突破應(yīng)用。SDH光纖環(huán)網(wǎng)應(yīng)用的是統(tǒng)一網(wǎng)關(guān)管理系統(tǒng)，應(yīng)用了光纖信道完成多個(gè)節(jié)點(diǎn)（即網(wǎng)元）之間的同步信息傳輸、分叉、復(fù)用以及交叉連接等網(wǎng)絡(luò)。光纖環(huán)網(wǎng)中節(jié)點(diǎn)之間應(yīng)用的世界統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接口NNI，采用了標(biāo)準(zhǔn)化的信息結(jié)構(gòu)，即同步轉(zhuǎn)移模式（STM—N，N=1，4，16，25……）。STM—N應(yīng)用的是塊狀幀結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)管理中的任一節(jié)點(diǎn)都應(yīng)用了標(biāo)準(zhǔn)光接口，完成了各類廠家光路通信上的互聯(lián)。光纖環(huán)網(wǎng)不僅在電力系統(tǒng)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)明顯，且對(duì)于未來(lái)智能電網(wǎng)更多技術(shù)推廣具有一定的技術(shù)支持。

三、配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用中應(yīng)注意的問(wèn)題

（一）建立有效的硬件支持系統(tǒng)

用于市場(chǎng)預(yù)測(cè)的硬件支持系統(tǒng)：其功能是通過(guò)科學(xué)的收集數(shù)據(jù)，進(jìn)而對(duì)數(shù)據(jù)同比、環(huán)比的增長(zhǎng)趨勢(shì)進(jìn)行分析，較為準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)出用電地區(qū)在一定時(shí)期的電力負(fù)荷需求及其變化情況，同時(shí)預(yù)測(cè)出該地區(qū)各行業(yè)的電量在未來(lái)的分布情況。

用電管理修復(fù)系統(tǒng)：其功能是將用電管理通過(guò)網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)督與修復(fù)，自動(dòng)的對(duì)一些企業(yè)用電的異常變化進(jìn)行及時(shí)的檢測(cè)，并且啟動(dòng)相關(guān)報(bào)警系統(tǒng)，減少安全事故的發(fā)展，切實(shí)保障人民的生命財(cái)產(chǎn)的安全。同時(shí)杜絕許多人情關(guān)系造成的工作損失與浪費(fèi)，使各類繁雜的數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確，大大地提高工作效率和服務(wù)質(zhì)量。

（二）加強(qiáng)配電網(wǎng)的自我診斷功能的構(gòu)建

配電網(wǎng)的自動(dòng)化技術(shù)是指在電力輸送的過(guò)程中，通過(guò)利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)、通訊技術(shù)對(duì)電力輸送的待測(cè)參數(shù)進(jìn)行輸入、處理、檢測(cè)、顯示、記錄或調(diào)控的設(shè)備。為了使電力企業(yè)在任何時(shí)刻、任何地點(diǎn)都能準(zhǔn)確地了解、記錄、檢測(cè)、修復(fù)電力輸送過(guò)程中產(chǎn)生的問(wèn)題，并對(duì)其中可能出現(xiàn)的問(wèn)題及時(shí)進(jìn)行控制、處理，以保證供電過(guò)程順利、高效的完成，利用自動(dòng)化的配電技術(shù)就實(shí)現(xiàn)了信息遠(yuǎn)距離傳送和數(shù)據(jù)處理的問(wèn)題，使得電力企業(yè)在無(wú)人操作的情況下也能自動(dòng)地完成對(duì)設(shè)備運(yùn)行情況的監(jiān)視及故障隔離。

（三）重視關(guān)鍵技術(shù)，強(qiáng)化遠(yuǎn)方監(jiān)控的功能

重點(diǎn)研究DMS電力系統(tǒng)，在配電自動(dòng)化系統(tǒng)中，不但研究信息一體化，還要研究配電信息引擎的實(shí)時(shí)制，在IEC61970CIM和IEC61968UIB系統(tǒng)支持互聯(lián)模擬的同時(shí)，還需要滿足電力二次系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全框架順利運(yùn)行。要加強(qiáng)突破遠(yuǎn)方通訊的關(guān)鍵技術(shù)，要RTU符合配電網(wǎng)使用，強(qiáng)化誤碼率小、功能強(qiáng)、速度快的分布式分散式通訊特點(diǎn)。

四、結(jié)語(yǔ)

綜上，隨著社會(huì)進(jìn)一步的發(fā)展，配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)在電力市場(chǎng)及用電水平提高的狀況下，將會(huì)得到進(jìn)一步提升。配電網(wǎng)自動(dòng)化更是建設(shè)電網(wǎng)工程中的重中之重，為了電力供應(yīng)更加穩(wěn)定、可靠、高效，需要不斷探究?jī)?yōu)化配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)，這是一個(gè)復(fù)雜、龐大的工程，需要統(tǒng)籌規(guī)劃、循序漸進(jìn)，進(jìn)而最終實(shí)現(xiàn)供電系統(tǒng)的全面自動(dòng)化。

參考文獻(xiàn)：

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