我国配电自动化现状及发展

姜永豪

(黄冈职业技术学院机电学院，湖北黄冈438002)

我国配电自动化现状及发展

姜永豪

(黄冈职业技术学院机电学院，湖北黄冈438002)

介绍我国配电自动化系统的四种建设模式，结合宁夏银川配电自动化建设项目、杭州智能配电网建设项目、广州配电网自动化系统建设项目，分析了我国配电自动化发展现状，指出了存在的问题及面临的挑战，为我国配电自动化系统的应用与发展提供参考。

配电自动化;现状;发展

配电网作为输配电系统的最后一个环节，其实现自动化的程度与供用电的质量和可靠性密切相关。配电网自动化是改进供电质量、提高供电可靠性、扩大供电能力、实现配电网高效经济运行的重要手段，同时也是实现智能电网、构建智能小区的重要基础之一。发展配电网自动化对于发展经济，全面提升供电质量，提高人民生活水平意义重大。

1 配电自动化系统及四种建设模式

配电自动化系统是一种可以使配电企业在远方以实时方式监视、协调和操作配电设备的自动化系统。它能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，从而改进供电质量，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。

配电自动化系统主要由数据采集及监控系统、变电所自动化系统、馈线自动化系统、负荷管理系统、自动读表系统等组成。它是一个庞大复杂的、综合性很高的系统性工程，融合了现代电子、通信技术、计算机及网络技术，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。配电网自动化系统的应用与实施主要有如下四种模式：

(1)基于自动化开关设备相互配合的馈线自动化系统(FA)：其主要设备为重合器和分段器，其主要功能是在故障时通过自动化开关设备相互配合实现故障隔离和健全区域恢复供电。这一阶段的配电自动化技术，以日本东芝公司的重合器与电压时间型分段器配合模式和美国Cooper公司的重合器与重合器配合模式为代表。这种实施模式仅仅实现了配电自动化系统的馈线自动化功能，以达到提高供电可靠性的目的。

(2)基于通信网络、馈线终端单元和后台计算机网络的实时应用系统：一般由主站系统、终端设备和通信系统组成，能承担配电运行监控(DSCADA)、馈线自动化(FA)、配电高级应用(DPAS)、配电仿真培训 (DDTS)等功能。在配电网正常运行时，能对配电网运行状况进行监视并能遥控改变运行方式，故障时能够及时察觉，并由调度员通过遥控隔离故障区域和恢复健全区域供电。这种实施模式是配电自动化系统的主流模式之一，目前国内建设的配电自动化系统多采用此模式。

(3)只有配电管理功能，没有实时应用的配电自动化系统：其主要实现配电自动化的管理功能，主要包括自动成图/设备管理/地理信息系统(AM/FM/GIS)、配电工作管理(DWM)、停电管理系统(OMS)、故障投诉管理(TCM)等。这种实施模式的主要出发点是提高配电网的管理工作效率，对供电可靠性没有明显的作用，目前国内这种模式应用较少。

(4)集实时应用和管理应用于一体的配电自动化系统：覆盖了整个配电网调度、运行、生产的全过程，还支持客户服务。主要包括配电运行监控(DSCADA)、馈线自动化(FA)、配电高级应用(DPAS)、配电仿真培训(DDTS)、自动成图/设备管理/地理信息系统(AM/FM/GIS)、配电工作管理(DWM)、停电管理系统(OMS)、故障投诉管理(TCM)、负荷管理(LM)、需求侧管理(DSM)等功能。一般由若干系统的应用集成而成，通过这些不同系统的应用集成，达到一个完整意义上的集实时与管理为一体的配电管理系统。

2 我国配电自动化系统的发展现状

我国配电网自动化起步较晚，到现在不过十多年。1998年之后，随着城乡电网建设与改造的大范围开展，在多个省份和直辖市掀起了第一轮配电网自动化技术试点和应用的热潮。然而，由于当时对配电网自动化的认识不足，相关系统和设备的技术不成熟，配电网架基础比较薄弱、一次配电设备存在缺陷、通信手段不完备、缺乏维护资源等原因，一些早期建设的配电自动化试点没有实现预期效益，部分自动化系统遭到闲置或废弃，成为配电网自动化建设的反面教材。但是同时，也有不少地区，例如银川、杭州和广州配电网自动化项目通过持续不断的建设管理和运行维护，使配网自动化系统达到了良好的应用效果，提高了配电网的运行管理水平和供电可靠性，在配网调度和配电生产运行中发挥了积极的作用，有力推动了国内配电网自动化建设。

作为全国首批四个试点单位之一，银川配电自动化系统实施了配电自动化主站、子站、终端及配电通信系统的建设。主站系统完成了配电SCADA功能建设、实现了配电设备的三遥功能;完成了应用软件方面的配网调度智能作业管理，实现了图票一体化及智能操作票功能;完成了安全WEB数据发布，实现了系统在线浏览功能;完成了配网馈线自动化功能，实现了快速隔离故障点，自动恢复非故障区域供电功能。子站系统已全部完成银川市区15台子站的建设与接入工作，实现了终端数据的汇集、处理与转发。另外，宁夏电力公司还建立了企业统一的数据交换和服务共享平台“信息交换总线”(IEB)，解决了生产管理系统、用电信息采集等应用系统之间跨区实时数据交换的问题。

作为国网公司配网自动化和调控一体化工作的试点单位，杭州市电力局在配电自动化项目建设上也取得了很大进展。杭州配网地理信息系统和调度管理系统已经成功运用于配网的生产和调度领域。配网地理信息系统以地理图、单线图、开关站图、系统图互相关联转换以及全市覆盖、实时更新，实现了对地理空间信息和配网设备属性信息的综合管理;配网调度管理系统则有效改变了以往配网调度“盲调”的弊病，实现了配网调度的可控、在控。使城市配电网管理从“经验管理”向以科学计算分析为基础的“科学管理”转变。

广州配电网自动化项目也进展顺利。深圳供电局和广州供电局从2008年开始分别实施配网项目，重点放在提高配电网运行监测水平和供电可靠性等实用效益方面。目前广州供电局已经建成了调度自动化系统、计量自动化系统、GIS应用系统、配电生产管理系统以及准实时数据平台等相关自动化系统。配网自动化建设注重与配网运行管理相结合，与现有系统相集成，整合准实时数据平台等现有基础，构建统一的配电网数据采集及生产管理平台，最大程度地实现信息共享，特别是共享GIS系统提供的配电网模型信息和地理信息，为配网运行和管理提供方便、实用的应用功能。

3 我国配电自动化建设存在的问题及面临的挑战

尽管在试点城市，配电网自动化建设取得了一定成绩，但当前我国配电网络无法完全实现自动化，整个配电自动化建设仍然存在一些问题，面临许多挑战。

3.1 存在的问题

(1)当前我国的配电网络建设跟不上城市建设速度。城市大规模的发展以及商业设施的建设使用电负荷急剧增加，而电力网输电线半径小、且线路长，瓶颈效应比较突出，因此会因为电能无法正常输送而出现停电故障。

(2)城市规划建设不统一，与出线通道不适应，有使用地下电缆的，也有使用绝缘导线的，导致配电网络比较复杂。

(3)早前的配电网络，线路导线细，设备陈旧，耗能高，再加上年久失修，线损率高。当前，我国一般地区的配电网损耗在15%一20%之间，甚至部分地区还高达30%，这造成了能源的大量浪费。

3.2 面临的挑战

(1)现代变电站、馈线自动化系统可靠性、反应速度需要提高

在当前电力市场环境下，为了保障终端用户的供电可靠性，自动化系统不仅要求能够正确判断故障、隔离及恢复故障，而且“要求加大对自动化系统的投资，增加快速、可靠的开关及控制装置，尽量减少对用户的停电次数和停电时间。因配电网故障必须中断部分负荷供电时，应能快速自动识别重要用户，并优先保障其供电。”

(2)SCADA系统的功能需要增强

为了适应市场环境下的竞争需要，SCADA(系统监控和数据采集)系统的功能应该是强大的，特别是对重要用户的监控应该作到准确、可靠、灵敏。否则会给配电公司带来较大的损失，这种损失包括对用户的直接停电和造成社会影响的间接停电。

(3)SCADA与GIS(配电地理信息系统)应实现一体化

为使配电系统更容易扩展，SCADA与GIS(配电地理信息系统)应进行一体化设计，达到SCADA和GIS数据一体化、功能一体化、界面一体化，实现从GIS中自动提取SCADA需要的网络结构和属性数据及从SCADA系统向GIS提供配电实时运行数据。

4 发展我国配电自动化系统的建议及展望

我国配电系统覆盖而广，运行管理难度较大。全面发展配电自动化存在许多问题，面临诸多挑战。为加快推进配电自动化建设，有如下建议：

4.1 加强电源建设，保证供电容量

通过建设各类电厂，使更多形式的电源能进入电网，利用分布式电源接入配电网技术从源头保证供电容量，以保证在配电系统用电负荷急剧增加时仍然可以保障供电的可靠性。

4.2 加大投资，更换配电线路，增加智能电力设备

馈线自动化与自愈是实现配电自动化的关键技术，必须将年久失修的配电线路进行更换，将大量智能电力设备接入电网，只有这样，才能使配电网的传输损耗有效减少，馈线自动化与自愈才能得以实现。

4.3 统一技术标准，进行整体规划

必须统一各地、各区域的配电自动化系统，建设相关技术标准。例如设备参数标准、网络通信技术协议标准、系统监控、数据采集和配电地理信息系统技术标准等。通过统一技术标准，进行统一规划，使配电自动化系统能直接通过对接而拓展。

4.4 加快智能小区建设

届时在采用电力线宽带载波通信技术采集用电信息的基础上，通过家庭智能交互终端实现用户与电网之间的互动，并通过无线技术进一步延伸至水、气表数据的抄收，通过智能插座实现对电热水器、空调、电饭煲等家庭灵敏负荷的用电信息采集和控制，通过无线技术建立集紧急求助、燃气泄露、烟感、红外探测于一体的家庭安防系统，开通视频点播、IP电话和宽带接入服务于一体的“三网合一”服务。这就是未来的“智能小区”。这项建设是建立在配电自动化系统基础之上的，也是配电自动化发展的强劲动力。

如果能做好以上几点，配电自动化系统的发展必定可以迅速推进。今后，配电网将实现调控一体化管理，配电自动化系统覆盖区域供电可靠性达到99.999%及以上，故障平均隔离时间可由53分钟降至5分钟以内，平均倒闸操作时间可由34分钟降至5分钟以内，用户故障信息上送可缩短为10秒以内，电缆网户均停电时间也可由47分钟降至16分钟以内。配电自动化系统将向集成化、智能化、功能全而、可靠性高、交互能力强的方向不断发展。

5 结语

尽管全面发展配电自动化系统还有许多任务没有完成，但试点区域的成功经验让我们看到了希望。加快发展配电自动化系统，全面实现配电自动化，将有助于推动我国经济发展，提升供电质量，使我们的电网能更经济运行，让人们更能享受科技发展给生活带来的方便和美好。

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［5］徐宏，崔利民，张曙光，李水红.我国配电自动化的现状与未来［J］.河北农业大学学报，2003(1).

China＇s current situation and development of distribution automation

JIANG Yong-hao
(Huanggang Polytechnic College，Huanggang 438002 Hubei)

The definition of distribution automation and distribution automation system in China four construction model，combined with the Ningxia Yinchuan distribution automation projects，smart distribution grid construction project in Hangzhou，Guangzhou and distribution automation systems projects，analysis of China＇s distribution automation development status，pointed out the problems and challenges for China＇s power distribution automation system application and development of reference.

Distribution automation;The status quo;Development

TM642

A

1672-1047(2011)04-0099-04

10.3969/j.issn.1672-1047.2011.04.25

2011-07-19

姜永豪，男，湖北麻城人，讲师。研究方向：发电厂及电力系统专业教学及专业建设研究。

［责任编辑：倪 涛］