配电系统自动化的发展分析

郑朋兴

摘 要：经济社会的發展带动了我国居民生活水平的提高和经济的快速发展，因此，不管是在居民生活，还是在工农业的生产中，对电力的需求越来越大，这就要求电力企业不断进行创新，提高技术，生产质量可靠的电能，满足人们的需求。本文对电力工业中配电系统的自动化发展进行分析，通过分析配电系统自动化发展中出现的问题，提出相应的解决措施。

关键词：配电系统；自动化；问题；集成

1 配电系统自动化发展中的两个问题

基于单项自动化林立的配电系统“多岛自动化”，如图1所示（虚线表示有关系统之间互不相连或有缝集成，阴影灰度表示各个自动化岛）。

图中，系统集成的综合自动化共有3个信息层次：实时层、管理层、网际层。阴影部分的管理层，接于内联网（Intranet），通过因特网（Internet）与网际层通信。

2 多岛自动化的系统集成

如图1所示，由SCADA/DMS平台以及信息系统、变电站系统组成的多岛自动化系统，不仅可以使配电网中的信息系统通过以太网及专用网进行连接，提高了信息的利用效率，还可以对配电网进行故障定位，找到故障发生的线路段，并分析其原因。因此，在多岛自动化系统中逐渐向着功能集成的方向发展。系统集成的核心是分层次的信息共享，其信息流向管理如图3所示。

如图所示，在配电系统综合化的数据流向中，主要分为三大部分，分别是实时层、管理层以及网际层，三者相互联系又互为独立。

实时层主要包含着配电网的自动化设备，是用户可以直接接触的一层，用户可以在实时层中查看有关自己电量的使用情况。

管理层主要是通过网络交换器把数据传输到实时层中，其数据主要保存在信息系统中，信息系统主要通过管理信息应用数据和能量交易数据，确保数据的安全和精确，为实时层传递真实的数据。

网际层主要是指网络系统，主要是传递信息和连接管理层与实时层。

由于各变电站的实际情况不一样，对于各系统之间的设置需要根据配电网的需要进行选择。

3 发展中的配电系统自动化

3.1 SCADA/LM/DMS平台

随着变电站自动化系统的不断发展，运用SCADA/LM/DMS平台能够使系统内各个系统有机地结合在一起，使系统各种功能配置在一个系统之下，方便了系统的管理和操作。

在变电站中，其规模的大小也影响着SCADA/LM/DMS平台作用的发挥，如在规模较小的变电站配电网中，一般只需要主站对平台控制即可。

要特别注意的是在配电网中需要科学合理地设计线路负荷，保证线路负荷在正常的状态才能使电流稳定，为用户提供安全稳定的电能。

3.2 变电站综合自动化

随着科学技术的发展，变电站逐渐实现了自动化控制，并且安装了实时监测系统，为变电站的自动控制提供了精确的运行数据，在其自动化控制系统中，计算机与网络通信技术起到了至关重要的作用，使变电站设备能够与计算机连接，操作人员通过计算机下发指令对设备进行控制，通过监测系统进行远程操作，实现了无人化变电站，并取消了大控制室设计和分散布置，节约了变电站建设的成本。

变电站综合自动化发展减少了成本建设的投入，并减少了控制环节，方便了对配电网的管理。对室外线路设计及设备布置来说，必须要根据变电站的实际情况，在国际标准下对配电网的保护系统进行控制，保证配电网系统的安全。

3.3 环网故障定位、隔离和恢复供电系统

这一技术的实现主要是建立了应急机制，能够在故障发生时在保证正常供电的情况下对故障进行维护，恢复配电网系统的正常运行，保障线路及变电设备的荷载，使线路保持正常的负荷状态。一旦线路或者变电设备出现故障，系统会通过分级控制的方式断开断路器及控制器，使电流不通过该故障线路或者设备，再通过远程监测系统对故障点进行分析，找出发生故障的原因，维修人员通过数据提示找到故障点，并制定相应的措施来维护线路；另一方面，故障发生后配电网线路会通过其他线路保证正常供电模式，直至故障点恢复正常的工作状态，保证配电网的安全运行。

3.4 多功能数字分时电度表系统

多功能数字分时电度表系统包括计算机系统、通信系统、查询系统以及信息处理系统，主要的设备有数字化仪表、显示器、通信设备以及计算机设备等。用户在安装了电度表之后，可以随时查询用电情况，并明确电费，如果出现误差，用户可以通过查询系统以及通信系统进行纠正，电力企业在收到用户信息之后，根据用户电量的使用情况，给用户答复，及时解决用户的问题，同时也为电费的收缴提供了准确的依据。

电度表的功能越来越齐全，这在城市线路网建设中极大地方便了线路故障维修，对电力企业在市场竞争中具有重要的推动作用。用户通过使用电度表查询用电量及费用，明确自身用电情况。在缴费方面，用户可以通过电力企业客户端等平台进行支付，甚至可以自动结算，使电力企业与网络银行深化了合作。

3.5 管理信息系统

从目前的来看，管理信息系统主要是SCADA/GIS系统。该系统的建立主要是通过因特网的连接以及网络路由器与网际层和实时层进行连接的，实现了用户通过网络进行缴费，方便了用户，从而减少了电力企业营业厅的业务，使用户能够通过第三方支付平台进行电费支付。

传统上的管理信息系统（MIS），以专用网、专用信道和图形用户界面为其特征，显然不适于提供电力交易使用。这又是考虑电力市场发展时提出的一个挑战：是使传统的管理信息系统和今后的交易信息系统并行发展，还是对现有的MIS进行改造、使之适应今后电力市场的发展。事实上，一些面临发电市场压力的网省级调度中心已经按后者行事，并已改造就绪了。

4 结语

综上所述，本文通过分析配电系统自动化的发展，明确了配电网自动化系统的构成单元，并分析了自动化系统的走向。发电企业在市场经济快速发展、科学技术不断进步的大背景下，要积极开拓创新，研发新的技术、新设备，向着节约成本、保护环境以及方便用户的方向发展；在系统优化上，建立功能齐全的用户服务系统，方便用户的查询，为用户提供精确的用电数据，同时也减少了人工成本。此外，作为综合自动化管理系统，为维护变电站及配电网的安全运行提供了便利，对发电企业来说，优化系统配置，不断推进配电网的自动化发展依然任重道远。

参考文献

[1]王明俊.配电系统自动化的综合优化设计[J].电网技术，1998，22（4）：17-20.

[2]于尔铿，韩放，谢开，等.电力市场[M].北京：中国电力出版社，1998.