我國配電自動化的現(xiàn)狀和發(fā)展

劉凱倫

(邵陽學院，湖南 邵陽 422000)

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我國配電自動化的現(xiàn)狀和發(fā)展

劉凱倫

(邵陽學院，湖南 邵陽 422000)

摘要：近年來，在電力技術(shù)不斷發(fā)展和國家大力財政投入的基礎(chǔ)上，我國配電自動化系統(tǒng)的建設(shè)發(fā)展非?？?。但受制于地區(qū)環(huán)境和經(jīng)費的限制，配電自動化發(fā)展還存在很多不足。在未來的配電自動化發(fā)展中，功能分層分布、配電網(wǎng)系統(tǒng)保護、分布式小電流接地保護和主站一體化是發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：配電自動化；配電網(wǎng)；配電管理系統(tǒng)；發(fā)展

配電網(wǎng)自動化是隨著城市建設(shè)規(guī)模及用電負荷迅速增長和供電可靠性要求而提出的，但是當前我國配電網(wǎng)規(guī)劃及發(fā)展與城市發(fā)展的需求還不適應(yīng)。為了更好地滿足工業(yè)用電和居民用電，減少電路損耗，實現(xiàn)配電自動化是未來電網(wǎng)建設(shè)的必然趨勢。

1配電自動化概述

配電自動化概念由美國科學家在上世紀90年代首次提出，其指的是利用現(xiàn)代電子、計算機、通信及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將配電網(wǎng)在線數(shù)據(jù)和離線數(shù)據(jù)、配電網(wǎng)數(shù)據(jù)和用戶數(shù)據(jù)、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和地理圖形進行信息集成，構(gòu)成完整的自動化系統(tǒng)，實現(xiàn)配電網(wǎng)及其設(shè)備正常運行及事故狀態(tài)下的監(jiān)測、保護、控制、用電和配電管理的現(xiàn)代化。從這個概念可以看出，配電自動化應(yīng)包括以下幾部分：第一，變電站自動化，即應(yīng)用自動控制技術(shù)和信息處理與傳輸技術(shù)，通過計算機硬軟件系統(tǒng)或自動裝置代替人工對變電站進行監(jiān)控、測量和運行操作；第二，10kV饋線自動化，即完成10kV饋電線路的監(jiān)測、控制、故障診斷、故障隔離和網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)；第三，配電管理系統(tǒng)，即用現(xiàn)代計算機、信息處理及通信等技術(shù)，并在GIS平臺支持下對配電網(wǎng)的運行進行監(jiān)視、管理和控制；第四，用戶自動化，即需求側(cè)管理，主要包括負荷管理、用電管理、需方發(fā)電管理等。配電自動化需要由配電網(wǎng)和配電管理系統(tǒng)來實現(xiàn)。配電網(wǎng)又稱配電系統(tǒng)，由變電所、配電所、配電變壓器及以下各級線路、發(fā)電廠直配線路和進戶線及用電設(shè)備等組成。配電管理系統(tǒng)對變電、配電到用電進行監(jiān)視、控制和管理，從而實現(xiàn)配電自動化。

2我國配電自動化的現(xiàn)狀

本世紀以來，在電力技術(shù)不斷發(fā)展和國家大力財政投入的基礎(chǔ)上，我國配電自動化系統(tǒng)的建設(shè)發(fā)展非?？?，市區(qū)變電站已基本實現(xiàn)。但是要實現(xiàn)配電自動化，饋線自動化是應(yīng)有之義，然而由于實現(xiàn)壓配網(wǎng)的饋線自動化非常復(fù)雜，配電系統(tǒng)及其設(shè)備的分布量大面廣，饋線自動化設(shè)備費用高昂，在一次設(shè)備方面，由于國產(chǎn)的中壓配網(wǎng)開關(guān)設(shè)備具備可遙控操作的功能還比較少，因而設(shè)備的進口依賴度非常高，這就使得配電自動化難以在一個區(qū)域供電局所管轄的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)同時全面鋪開。

在配電自動化建設(shè)的過程中，配電自動化系統(tǒng)的站短設(shè)備非常多，由于對設(shè)備的要求高，規(guī)模大，建設(shè)費用高昂，使得配電自動化在短期內(nèi)難以實現(xiàn)。同時，配電自動化的測控對象非常繁多，給系統(tǒng)組織管理帶來較大的困難。配電網(wǎng)的許多設(shè)備都是在戶外使用的,設(shè)備的抗惡劣環(huán)境能力(如電磁環(huán)境、溫差、冰雪等惡劣天氣)是配電自動化建設(shè)過程中必須解決的問題。在配電自動化通信方面，還沒有一種通信方式能夠單獨滿足通訊系統(tǒng)的要求,必須綜合采用多種通訊方式，使得通信系統(tǒng)建設(shè)難度非常大。此外，由于野外現(xiàn)場RTU的控制電源和工作電源的提取問題異常困難，使得故障位置判斷、隔離故障區(qū)段、恢復(fù)正常區(qū)域的供電工作難以高效開展。

3我國配電網(wǎng)自動化發(fā)展趨勢

3.1功能分層分布。配電網(wǎng)自動化與通信系統(tǒng)是密切相關(guān)的，為了貫徹功能下放、分級分層、提高事故響應(yīng)速度的原則，配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)被分為主站、子站、饋線三個層次。目前在主站與子站之間一般采用光纖以太網(wǎng)和光纖環(huán)網(wǎng)這兩種光纖通信方式。當前，光纖環(huán)網(wǎng)發(fā)展相對成熟，但是光纖以太網(wǎng)是未來通信的發(fā)展趨勢，且目前光纖以太網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)及相關(guān)設(shè)備已得到實踐檢驗，正在推廣應(yīng)用。當前我國配電網(wǎng)的子站與饋線之間一般采用光纖、雙絞線、電力線載波和無線等多種通信手段混合的方式，以實現(xiàn)不同條件下配電網(wǎng)自動化的通信需求。

3.2配電網(wǎng)系統(tǒng)保護。配電自動化包括饋線自動化和配電管理系統(tǒng)兩個部分。饋線自動化實現(xiàn)對饋線信息的采集和控制，其在運行的同時也實現(xiàn)了饋線保護。在饋線自動化系統(tǒng)中，通信是核心。以通信為基礎(chǔ)可實現(xiàn)配電網(wǎng)全局性的數(shù)據(jù)采集與控制，從而實現(xiàn)配電SCADA、配電高級應(yīng)用；同時以地理信息系統(tǒng)為平臺實現(xiàn)了配電網(wǎng)的設(shè)備管理、圖資管理；而SCADA、配電高級應(yīng)用和地理信息系統(tǒng)的一體化則促使配電網(wǎng)自動化成為提供配電保護與監(jiān)控、配電網(wǎng)管理的全方位自動化運行管理系統(tǒng)。

3.3分布式小電流接地保護。對于小電流系統(tǒng)的接地故障，負序分量比零序分量具有更大的優(yōu)越性。高壓側(cè)折算到變電站母線處的負序等值阻抗遠遠小于各出線的負序阻抗。這點導(dǎo)致負序分量與零序分量相比在處理故障選線上存在著本質(zhì)的不同，負序電流分量由故障點流入系統(tǒng)，流經(jīng)故障線于母線處入地，幾乎沒有被分流到非故障線路上去。這大大方便了選線，并且也無需計算5次諧波。可見，基于配電自動化的小電流接地保護方案具有良好的性能和喜人的前景。

3.4主站一體化。一體化配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)指的是將數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)、配電管理系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)(GIS)、管理信息系統(tǒng)、高級應(yīng)用軟件包以及變電站綜合自動化、饋線自動化和通信系統(tǒng)集成一個體系結(jié)構(gòu)良好、平臺統(tǒng)一、信息共享、高效靈活的信息系統(tǒng)。

結(jié)語

配電自動化是電力系統(tǒng)現(xiàn)代化的必然趨勢，實現(xiàn)配電自動化能夠最大限度地發(fā)揮配電網(wǎng)的功效，提高電能質(zhì)量，使電力公司和用戶都能從配電自動化中得到收益。當前配電自動化技術(shù)日臻成熟，電力公司致力于發(fā)現(xiàn)配電網(wǎng)所需要的潛在功能,以確定合適方案以滿足工業(yè)用電和居民用電。要實現(xiàn)配電自動化，還有許多問題需要解決，只要通過不但專研和實踐，配電自動化才能真正實現(xiàn)。

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中圖分類號:TM642

文獻標志碼：A

文章編號：1671-1602(2016)06-0010-01

作者簡介：劉凱倫(1993-)，男，漢，湖南邵東人，邵陽學院電氣工程系自動化專業(yè)，2012級。