配电自动化应用研究

配电自动化应用研究

相晓鹏1相晓东2

相晓鹏1相晓东2

（1国网山西省电力公司闻喜县供电公司山西运城市043800；2国网山西省电力公司运城市盐湖区供电公司山西运城市043800）

摘要：配电自动化及管理系统是利用现代电子技术、通信技术、计算机及网络技术,将配电网实时信息、离线信息、用户信息、电网结构参数、地理信息进行集成,构成完整的自动化管理系统,实现配电系统正常运行及事故情况下的监测、保护、控制和配电管理。它是实时的配电自动化与配电管理系统集成为一体的系统。本文分析了我国配电网现状基础上，分析了配电网的功能及其作用。

关键词：配电自动化、管理系统、功能

0前言

配电自动化是提高供电可靠性的重要手段，也是智能电网的重要组成部分。在20世纪末到21世纪初，也曾掀起了一轮配电自动化试点建设的热潮，但是许多早期建设的配电自动化系统没有发挥应有的作用，主要存在技术和管理2个方面的原因。技术方面的问题包括早期技术不够成熟、通信手段落后和早期配电网架存在缺陷；管理方面的问题主要包括缺乏指导配电自动化规划、设计、建设、运行和维护的标准和规范，追求一步到位、“大而全”造成规划过大而后期运行、维护不够。

1配电自动化概况

配电自动化指：利用现代电子技术、通信技术、计算机及网络技术与电力设备相结合，将配电网在正常及事故情况下的监测、保护、控制、计量和供电部门的工作管理有机地融合在一起，改进供电质量，与用户建立更密切更负责的关系，以合理的价格满足用户要求的多样性，力求供电经济性最好，企业管理更为有效。配电自动化是一个庞大复杂的、综合性很高的系统性工程，包含电力企业中与配电系统有关的全部功能数据流和控制。从保证对用户的供电质量，提高服务水平，减少运行费用的观点来看，配电自动化是一个统一的整体。配电系统自动化的内容大致分为五个方面：一是馈线自动化，即配电线路自动化；二是变电站自动化，正常是指输电和配电的结合部分，这里仅指其与配电有关部分；三是用户自动化；四是指配电管理自动化；五是配电系统自动化的通信系统。

2我国配电网的状况及存在问题

配电网是电力系统发电、输电和配电(有时也称供电和用电)三大系统之一。电力公司通过配电网实现产品销售一向广大电力用户提供电能。长期以来配电网的建设未得到应有的重视，建设资金短缺，设备技术性能落后，事故频繁发生，严重影响了人民生活和经济建设的发展，随着电力的发展和电力市场的建立，配电网的薄弱环节显得越来越突出，形成电力需求与电网设施不协调的局面。国家颁布设施的电力法的贯彻后，电力作为一种商品进入市场，接受用户的监督和选择，甚至于对电力供应中的停电影响追究电力经营者的责任。另一方面，高精密的技术和装备对电能的质量要求也日益提高，配电网供电可靠性已是电力经营者必须考虑的主要问题。

当前我国配电网存在的问题，配电网的发展是随城市建设规模及用电负荷迅速增长和供电可靠性要求而提出的，由于城市规划与电力的条块分割，形成了不相适应配电网结构，使配电网规划及发展不适应城市的需求，突出反映在如下几点：

1）配电网络电源点落后于城市建设的发展，由于城市规模，电源点容量及电能输出受到限制，尤其是配电线路的传输通道。改革开放以来城市建设速度迅速，负荷增长率高，但电力配套建设不及时，输电线截面小，供电线路长，瓶颈效应比较突出，造成有电能也输不出去，并往往会因此而引起停电事故。

2）出线走廊的规划建设与城市规划不相适应，有的地方改用地下电缆，施工及投资不允许；某些地方采用架空导线又受到地理环境所限；还有的部分线路采用绝缘导线，出现较多的架空线和电缆混合网，造成网络复杂化。

3）早期建设的线路导线截面小，高能耗设备多，线损率高，一般地区电能损耗在15%~20%，个别地区甚至高达30%，造成能源大量浪费和环境污染。

4）由于早期配电网投资不足，设备老化和技术性能低劣，供电事故频繁，一些小故障往往会引发全线甚至大面积停电事故，给社会治安及经济市场造成极大的影响。

5）配电网结构复杂，环网联络接点较多，城市电网改造涉及面广，停电难度大。以上都是配电网规划及发展的不利因素，要实现配电网的自动化必须有针对性的进行改造。城市配电网自动化改造是一项综合性的工程，最基本的条件应具有较为完善的多路电源的配电网点，具有较好的城市规划及电源路径的分布，有较为可靠的一次、二次设备。

3配电自动化的功能

1）配电系统监控和数据采集功能

该功能属于配电自动化系统中的基本功能(ScADA)，通过不同的通讯手段对现场的馈线自动化设备和配电站内的自动化设备进行数据采集(遥测、遥信)、报警、状态监视、遥控、遥调、事件顺序记录、趋势曲线、事故追忆、历史数据存储和制表打印等。

2）配电网故障诊断、负荷转移以及网络重构功能

该功能属于配电自动化系统中的基本功能，其功能应包括架空线路和电缆网络的故障处理两部分，其实施方法有不同之处。当馈线发生相间短路故障或单相接地短路故障，由现场设备(分段和联络开关)自动判断馈线故障区段，自动将故障区段隔离，并恢复对非故障区段用户的供电。

3）配电网线耗计算和电压管理功能

正常运行状态下，实现运行数据(包括对馈线、杆上变压器、箱式变压器等设备的电流、电压、有功功率、无功功率、功率因数及电能数量等数据)的远方测量、设备状态的远方监视、开关设备的远方控制。

4）配电网工作运行管理功能

该项功能应包括：自动制图、设备管理和地理信息系统。在以地理图为背景绘制的单线图上，分层显示变电站、线路、变压器、断路器、隔离开关直至电杆路灯，用电的地理位置和有关设备的属性信息。

4配电自动化的作用

配电自动化系统在配电网发生故障时的主要作用：快速查找故障点缩短停电时间，减少停电的范围提高供电的可靠性。当配电网络的架构、绝缘化等达到一定水平后只有通过自动化改造才能进一步将供电可靠性提高到99.99%。如果只考虑配电自动化在系统故障时的作用，显然不能体现它的经济效益。在一些比较长的配电线路末端，供电电压非常低。通过配电自动化改造，对线路进行合理的分段，合理的调整负荷的分配，增加线路的供电能力，可以显著的改善用户端的电压质量，为用户提供更好的用电服务。

综合来说配电自动化的优点不但体现在故障时，在运行中更能体现它的经济价值。通过自动化的管理，大大降低了电力员工的劳动强度，提高了管理的现代化水平，为用户提供更优质的服务质量，为电力事业的发展提供了良好的基础

5结语

配电自动化不仅在配电网故障情况时进行快速诊断、自动隔离，以减少故障停电范围，恢复非故障段供电，提高供电可靠性；而且在配电网正常运行时，通过监视配电网的运行工况，优化配电网的运行方式，合理控制用电负荷，改善供电质量，从而提高设备利用率，实现电网经济运行。试点工程通过配电自动化系统与相关应用系统的信息交互，实现了对配电GIS、PMS、用电信息采集系统、营销管理信息系统、“95598”等多个系统之间的互动应用，加强配电网故障抢修、检修的信息互动与业务集成，为配电网生产抢修指挥提供技术支撑，提高配电网精益化管理水平。

参考文献

[1]李卫良,田伟,王晓丹.以AMI为核心的智能配用电技术体系研究.江苏电机工程,2011.

[2]刘俊勇,沈晓东,田立峰,等.智能电网下可视化技术的展望.电力自动化设备,2010