配电自动化发展动向

厚金库　曹殿春

摘要：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--向广大电力用户提供电能。随着经济的发展，观念的变化，电力公司正经历着一场深刻的变革：电力市场自由化。这场变革使电力公司面临新的挑战，不得不采取新的策略，新的技术和管理措施，转变经营理念，增强市场竞争实力。

关键词：配电网；配电自动化；发展动向

1配电网

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，向广大电力用户提供电能。随着经济的发展，观念的变化，电力公司正经历着一场深刻的变革：电力市场自由化。这场变革使电力公司面临新的挑战，不得不采取新的策略，新的技术和管理措施，转变经营理念，增强市场竞争实力。

2配电自动化简介

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。

配电自动化包括馈线自动化、变电站自动化、配电管理系统、需求侧管理。 这四个方面的内容可以相互独立运行，它们之间的联系十分密切，特别是信息的采集、传递、存储、利用以及这些信息经过处理作出的决策和控制相互影响。因而，信息的管理十分重要。

3配电自动化发展新动向

3．1配电网自动化功能框架奠定，且得到充实和完善

国际供电会议(CIGRED)特设工作小组在1995年5月提出的专题报告中，按照以下原则：把电网功能和用户功能区别开来； 把在线功能和计划功能区别开来； 把运行工作和维修工作区别开来。

将配电自动化功能划分为4组：电网运行、运行计划及其优化、维修管理、用户联系和控制。

在上述主功能组的基础上，再分成若干功能，奠定了配电自动化系统的主功能框架。需要强调的是：

这4个功能组并不是各行其事，而是有着十分紧密的联系，经常交换信息，这样既可做到数据共享，更可保证控制和管理的一致性。

数据管理的重要性。数据管理本身并不是配电自动化的功能，但是，所有的功能都包含在数据管理内，要实现庞大复杂的众多功能必须依靠数据管理来完成，这些功能所交换和共享的数据引起了功能间的联系。数据管理可确定所掌握的数据是需要相关管理的、连续不断更新的还是由若干系统共享的数据。数据管理建立了能满足配电自动化要求的新的机制和管理方法，是配电自动化不可缺少的组成部分。

IEC TC57/WG14工作组提出了配电管理系统接口规范。该规范不仅将上述配电自动化功能按照商业应用的要求作了分类，规定了每类的具体功能要求，而且将配电自动化系统与能量管理系统(EMS)、气象信息、雇员信息及用户信息系统的接口考虑进去，充实和完善了配电自动化功能框架。

3．2配电网优化运行

电力市场的不断完善迫使电力企业以效益为目标，把工作中心转移到效率管理、降低成本和为用户提供优质服务上。这使得供电企业必须不断地分析电网的运行性能、制定电网优化运行的方案。

变电站自动化的发展，使供电可靠性有了很大的提高，但是，要进一步缩短故障停电时间，很大一部分取决于馈线自动化的发展。必须在馈电线路上装设电动开关，配置馈线终端设备FTU，对一些分支线路，还应装设故障指示器，并利用通信系统，向系统提供馈线运行数据和状态，执行系统下达的馈线开关遥控操作命令。

非线性负载、电动机直接起动、不平衡负载、焊接设备以及家用电器设备增多，降低了电压质量。电压质量对现代电子设备及计算机系统影响极大。为此，提出系统应对电压进行连续测量和质量分析，噪声越限告警。同时，要根据实际需要选择不同的无功补偿方式。

3．3集成化、智能化和综合化是一发展趋势

早期配电自动化的实施采用发展独立的、单项自动化系统来解决问题，其中大部分要求很难满足，且还无法克服在扩大应用规模时确认所需投资的合理性所遇到的困难。这种按"功能定向"的方法，已造成综合化水平非常低并带来若干反面影响。

配电自动化系统作为一个庞大复杂的、综合性很高的系统性工程，包含众多的设备和子系统，各功能、子系统之间存在着不同程度的关联，其本身及其所用技术又处于不断发展之中，对任一家制造商而言，根本不可能包揽一切。

这就要求配电自动化系统采用全面解决的方案，走系统集成之路，使得各种应用之间可共享投资和运行费用，最大限度保护用户原有的投资。

在馈线自动化方面，现有馈线终端设备不仅具有常规的遥测、遥信和遥控功能，且还集成了自动重合闸、馈线故障检测和电能质量的一些参数的检测功能，甚至集成了断路器的监视功能，且有进一步与断路器、开关相结合，机电一体化，发展成为智能化开关的趋势。显著地降低了建设、运行和维护的综合成本，为提高供电可靠性，创造了有利的条件。

故障定位和自动恢复送电可以明显地缩短停电时间。有效地解决这一问题，必须以数字式继电保护、馈线自动化和DMS系统为基础。

3．4电力线载波技术取得重大突破

1997年10月英国联合电力公司的子公司Norweb通信公司与加拿大Notel公司联合声称：取得了电力线载波技术重大突破，利用新开发的数字配电线载波技术(Digital Power Line DPL)可有效地保护配电线上传输的信号不受干扰，使得电力公司可以通过现成的配电线路为用户提供高速、可靠而费用低廉的因特网、多媒体以及其他信息服务。目前，该技术可为家庭和中小型用户提供速度最快的通信方式。

DPL技术是针对能够加强本地、区域性以至全球范围的家庭和中小型公司的数据访问性能和响应性能，采用改进的因特网规约(IP)以及复杂的专用电子装置来沿低压配电电缆网络传输MHz级的数字高频信号，同时监视导致信息失真的脉冲信号以及其他形式的电干扰，从而实现了利用配电网络为家庭和中小公司提供数字电话、传真及因特网通信服务的手段。

3．5用户电力技术的应用

用户电力(Custom Power)技术是Narain G.Hingorani任职于美国电力科学研究院(EPRI)时和柔性输电(FACTS)技术一起提出的。其核心内容是电力电子设备的应用。该项技术可以解决电压突升、突降和瞬时断电等配电系统扰动所引起的种种问题，可补偿电压下降及短时断电，对谐波进行有效滤波，补偿相电流的不平衡，改进功率因素。其对提高供电质量方面，有广阔的前景，值得研究。

有了用户电力设施，用电的质量和可靠性仍需供电方和用电方合作解决，所以双方的信息畅通和工况变化的透明度是十分重要的，这有赖于供电信息化程度的提高。用户和供电者合作可以共同把扰动减少到几乎没有。不论是雷击、开关切换还是负荷大变动等，都不使其干扰电力用户的运作。

3．6技术和经济手段综合利用，改善对用户的服务

面对激烈的市场竞争，改进对用户的服务，是增强电力公司竞争能力的重要手段之一。利用各种技术和经济手段，改进对用户的服务，满足不同用户的需求，指导用户合理、经济用电，鼓励用户参与和配合电力企业对供用电进行管理和控制，提供用户用电选择权等是当前配电自动化发展值得注意的一个动向。