配電自動(dòng)化應(yīng)有關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展

劉永帥　張嘉勛　欒松　王鈺?shū)Q

摘 要：針對(duì)目前國(guó)內(nèi)配電自動(dòng)化系統(tǒng)的建設(shè)情況，具體探討了其實(shí)用化關(guān)鍵技術(shù)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用，提出了配電自動(dòng)化實(shí)用化、功能規(guī)范以及系統(tǒng)性能測(cè)試的發(fā)展建議，通過(guò)配電自動(dòng)化仿真實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)探討了配電自動(dòng)化的測(cè)試環(huán)境。探討了幾個(gè)進(jìn)一步發(fā)展的技術(shù)方向：智能分布式饋線自動(dòng)化模式能夠更好地適應(yīng)配電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行方式的變化；配電網(wǎng)優(yōu)化運(yùn)行決策支持系統(tǒng)為提高供電的經(jīng)濟(jì)性、優(yōu)化運(yùn)行方式提供一個(gè)有效的工具；配電實(shí)時(shí)信息引擎機(jī)制可以為供電企業(yè)信息一體化大平臺(tái)提供支持。

關(guān)鍵詞：配電自動(dòng)化；實(shí)用化；系統(tǒng)試驗(yàn)；發(fā)展趨勢(shì)

引言

隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，城市現(xiàn)代化進(jìn)程加快，城市電力負(fù)荷增加，對(duì)電力的依賴性越來(lái)越強(qiáng)，城網(wǎng)和農(nóng)網(wǎng)改造已基本完成，一次網(wǎng)架的強(qiáng)壯必然要求提高配電網(wǎng)自動(dòng)化運(yùn)行水平，并實(shí)現(xiàn)配電管理現(xiàn)代化。我國(guó)配電自動(dòng)化系統(tǒng)正是在這一背景下逐步發(fā)展起來(lái)的。

1 我國(guó)配電自動(dòng)化發(fā)展現(xiàn)狀

許多供電企業(yè)都認(rèn)識(shí)到，隨著城網(wǎng)、農(nóng)網(wǎng)改造的不斷深人，在供電可靠性和供用電指標(biāo)已有很大提高的基礎(chǔ)上，要繼續(xù)提高供用電質(zhì)量水平，提高對(duì)電力用戶的服務(wù)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化是必由之路。近年來(lái)，許多城市都在不同層次、不同規(guī)模上對(duì)配電自動(dòng)化工作進(jìn)行試點(diǎn)，并積累了不少經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)。

國(guó)內(nèi)配電自動(dòng)化系統(tǒng)的進(jìn)展和存在問(wèn)題主要有：

a.全網(wǎng)配電自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)由通過(guò)重合器時(shí)序整定配合的方式逐步過(guò)

渡到通過(guò)饋線自動(dòng)化終端FTU進(jìn)行故障檢測(cè)，結(jié)合通信技術(shù)進(jìn)行故障隔離和非故障區(qū)域恢復(fù)供電。

b.配電自動(dòng)化的關(guān)鍵設(shè)備由依賴進(jìn)口逐步轉(zhuǎn)向使用國(guó)產(chǎn)設(shè)備，F(xiàn)TU已有了國(guó)產(chǎn)的入網(wǎng)許可產(chǎn)品，其功能與性能價(jià)格比更有利于各供電部門(mén)選用。

c.通信方式多樣化。配電網(wǎng)通信有無(wú)線、光纖、專線電纜、載波等多種通信方式，但在主干通信線路上更傾向使用光纖，10kV配電線載波通信以及基于GPRS和CDMA的無(wú)線通信在配電網(wǎng)中的應(yīng)用受到用戶的廣泛關(guān)注。

d.部分設(shè)備沒(méi)有通過(guò)嚴(yán)格的質(zhì)量測(cè)試，系統(tǒng)在惡劣環(huán)境下運(yùn)行存在質(zhì)量隱患。

e.配電自動(dòng)化系統(tǒng)出廠試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)沒(méi)有指導(dǎo)性的試驗(yàn)規(guī)范及驗(yàn)

收標(biāo)準(zhǔn)。

f.配電自動(dòng)化系統(tǒng)的規(guī)劃與配電一次網(wǎng)架的規(guī)劃結(jié)合不夠。

g.配電自動(dòng)化系統(tǒng)及DMS集成面臨網(wǎng)絡(luò)安全的挑戰(zhàn)。

h.試點(diǎn)系統(tǒng)的規(guī)模不夠，體現(xiàn)不出系統(tǒng)的整體規(guī)模效益。

2 實(shí)用化發(fā)展目標(biāo)及其關(guān)鍵技術(shù)

與地區(qū)調(diào)度自動(dòng)化在20世紀(jì)80年代中期發(fā)展相類(lèi)似，各供電企業(yè)強(qiáng)烈要求制定配電自動(dòng)化的各種行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)投運(yùn)的具有相當(dāng)規(guī)模的城網(wǎng)配電自動(dòng)化系統(tǒng)制定相應(yīng)的實(shí)用化要求，進(jìn)行實(shí)用化考核和實(shí)用化驗(yàn)收，以體現(xiàn)配電自動(dòng)化系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

實(shí)現(xiàn)一個(gè)具有實(shí)用化的配電自動(dòng)化系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)有：

a.FTU應(yīng)能有效、可靠地捕捉故障信息，并結(jié)合通信和算法來(lái)實(shí)現(xiàn)故障隔離及恢復(fù)功能，并實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化功能的分布、分層控制。

b.系統(tǒng)通信方式的廣泛支持性，通信速率和通信可靠性應(yīng)滿足配電自動(dòng)化要求，系統(tǒng)通信結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足在一點(diǎn)通信故障時(shí)數(shù)據(jù)暢通，且配電自動(dòng)化功能正常實(shí)現(xiàn)，并能解決因配電自動(dòng)化系統(tǒng)信息量大而可能造成的信息“瓶頸”效應(yīng)。

c.具有通過(guò)FTU進(jìn)行蓄電池在線智能維護(hù)的功能，有效地延長(zhǎng)蓄電池的壽命。

d.配電主站采用開(kāi)放式支撐平臺(tái)技術(shù)，具有分布式運(yùn)行管理環(huán)境，采用大型商業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)作為歷史數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)具有客戶/服務(wù)器技術(shù)，應(yīng)用軟件通過(guò)軟總線進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

e.通過(guò)中間件軟件技術(shù)和工作流方式實(shí)現(xiàn)DMS流程化管理。

配電自動(dòng)化系統(tǒng)的試驗(yàn)性能是保證實(shí)用化驗(yàn)收效果的關(guān)鍵。配電自動(dòng)化系統(tǒng)涉及面廣、系統(tǒng)集成度高，配電自動(dòng)化系統(tǒng)試驗(yàn)是為了保證配電自動(dòng)化產(chǎn)品在其形成的各個(gè)階段的產(chǎn)品質(zhì)量而進(jìn)行的各種測(cè)試過(guò)程。

3 配電自動(dòng)化系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

配電自動(dòng)化推廣應(yīng)用時(shí)間不長(zhǎng)，在實(shí)用化工作逐步推進(jìn)和完善的同時(shí)，配電自動(dòng)化的理論和技術(shù)有著廣闊的發(fā)展空間。一些發(fā)達(dá)國(guó)家的配電自動(dòng)化及配電管理系統(tǒng)已經(jīng)從單純的監(jiān)控及故障檢測(cè)發(fā)展到優(yōu)化運(yùn)行和提高效益。配電自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展中應(yīng)該特別關(guān)注的研究方向主要有以下幾個(gè)方面。

3.1 智能分布式FA

根據(jù)我國(guó)電力工業(yè)體制改革方案，“十五”以后逐步實(shí)行輸配分開(kāi)，在售電環(huán)節(jié)引人競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制。配電環(huán)節(jié)的開(kāi)放，分散發(fā)電裝置將得以廣泛使用，可以在合適的地點(diǎn)提供合適的能源解決方案，從而降低線路損耗，提高能量轉(zhuǎn)換效率。零售市場(chǎng)環(huán)境下配電自動(dòng)化解決方案的主要困難在于：分散發(fā)電裝置的布置及投運(yùn)的不確定性，使得配電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行方式經(jīng)常變動(dòng)，從而傳統(tǒng)保護(hù)整定值與集中處理的FA解決方案很難適應(yīng)變化。

3.2 配電網(wǎng)優(yōu)化運(yùn)行決策支持系統(tǒng)

通過(guò)配電自動(dòng)化的有效投運(yùn)，可以縮小停電范圍和停電時(shí)間，提高供電可靠性。但是，配電自動(dòng)化系統(tǒng)要真正在運(yùn)行中取得經(jīng)濟(jì)效益，除了提高供電可靠性，需要優(yōu)化電網(wǎng)結(jié)構(gòu)與運(yùn)行方式，降低線路損耗，提高供電質(zhì)量。

配電網(wǎng)優(yōu)化運(yùn)行決策支持系統(tǒng)的研究將為提高供電的經(jīng)濟(jì)性、優(yōu)化運(yùn)行方式提供一個(gè)有效的工具。配電網(wǎng)優(yōu)化運(yùn)行決策支持系統(tǒng)中將要研究建立配電網(wǎng)優(yōu)化運(yùn)行決策模型，綜合利用各種配電網(wǎng)的在線和離線參數(shù)信息，通過(guò)優(yōu)化運(yùn)行決策模型的輸人輸出關(guān)系，反映配電網(wǎng)運(yùn)行的在線工況與未來(lái)可能的運(yùn)行方式和配電網(wǎng)的規(guī)劃信息，計(jì)算出各種經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、安全指標(biāo)，并得出各種可能的在線輔助決策方案及其模擬運(yùn)行的效果。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文在探討了近幾年配電自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r后，對(duì)其實(shí)用化的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了分析，并以《配電自動(dòng)化系統(tǒng)功能規(guī)范》以及配電自動(dòng)化系統(tǒng)測(cè)試方法和手段為基礎(chǔ)提出了配電自動(dòng)化實(shí)用化作為階段性發(fā)展目標(biāo)，隨著配電自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，工程走向?qū)嵱没瘜⑹且粋€(gè)必然趨勢(shì)；還探討了智能分布式FA、配電網(wǎng)優(yōu)化運(yùn)行決策支持系統(tǒng)、信息一體化大平臺(tái)背景下的配電實(shí)時(shí)信息引擎機(jī)制等幾個(gè)未來(lái)配電自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)。

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