摘要：電網(wǎng)配電自動(dòng)化發(fā)展是我國(guó)整個(gè)電力系統(tǒng)自動(dòng)化發(fā)展的趨勢(shì)所在，對(duì)于我國(guó)的電力系統(tǒng)起著至關(guān)重要的作用。文章從電網(wǎng)配電自動(dòng)化的發(fā)展出發(fā)，闡述了電網(wǎng)配電自動(dòng)化的改造方案，并對(duì)如何提高自動(dòng)化配電系統(tǒng)的穩(wěn)定性給出了建議。

關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng);配電自動(dòng)化;自動(dòng)化改造

Abstract: the power distribution automation development is our country the whole power system automation development trend is in, for our country's power system plays a vital role. This article, from the perspective of the development of power distribution automation, this paper expounds the reconstruction plan of power distribution automation, and how to improve the stability of the automation distribution system gives the Suggestions.

Keywords: smart grid; Distribution automation; Automation reconstruction

配電網(wǎng)是連接電力系統(tǒng)與用戶的重要環(huán)節(jié)，同時(shí)也是整個(gè)電力系統(tǒng)對(duì)用戶的可靠水平與服務(wù)質(zhì)量的高度體現(xiàn)。我國(guó)電力體制改革在不斷的深化，同時(shí)也對(duì)電力企業(yè)帶來(lái)巨大的壓力與挑戰(zhàn)。對(duì)配電系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)化改造是提高電力系統(tǒng)可靠性的重要措施之一，同時(shí)也是我國(guó)電網(wǎng)自動(dòng)化發(fā)展的重要標(biāo)志之一。

一、電網(wǎng)配電自動(dòng)化發(fā)展分析

我國(guó)配電系統(tǒng)自動(dòng)化發(fā)展大致可以分為以下三個(gè)階段：

(一)自動(dòng)化開(kāi)關(guān)設(shè)備相互配合階段

在該階段主要的設(shè)備為重合器以及分段器等，沒(méi)有建設(shè)有系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)以及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。主要實(shí)現(xiàn)的功能就是在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，通過(guò)自動(dòng)開(kāi)關(guān)設(shè)備的相互配合從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的故障隔離以及恢復(fù)健全區(qū)域的供電。這一階段的配電自動(dòng)化系統(tǒng)有較大的局限性，主要體現(xiàn)在系統(tǒng)自動(dòng)重合器與備用電源自動(dòng)投入裝置上面，其自動(dòng)化水平較低。

1.只能在故障發(fā)生啟動(dòng)，在系統(tǒng)正常工作過(guò)程中無(wú)法實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的監(jiān)控以及運(yùn)行系統(tǒng)的優(yōu)化功能。

2.在對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行方式進(jìn)行調(diào)整之后，需現(xiàn)場(chǎng)修改定值。

3.在健全區(qū)域恢復(fù)供電時(shí)，無(wú)法進(jìn)行安全與最佳措施的實(shí)施。

4.在進(jìn)行隔離故障運(yùn)行時(shí)，需要進(jìn)行多次的重合操作，對(duì)設(shè)備產(chǎn)生較大的沖擊。部分地區(qū)仍在使用該系統(tǒng)。

(二)通信網(wǎng)絡(luò)、饋線終端以及后臺(tái)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)使用的配電自動(dòng)化階段

該階段的配電自動(dòng)化系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是在系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行情況的監(jiān)控，并且可以遙控實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行方式的改變，在故障發(fā)生時(shí)能夠及時(shí)的發(fā)現(xiàn)處理。對(duì)故障區(qū)域的隔離與健全區(qū)域的通電等也能同時(shí)用遙控功能來(lái)實(shí)現(xiàn)。

(三)添加自動(dòng)控制功能的階段

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，第三個(gè)階段在原有的第二個(gè)階段上面添加了自動(dòng)控制功能。形成一個(gè)集配電地理信息系統(tǒng)、配電網(wǎng)SCADA系統(tǒng)、調(diào)度員仿真調(diào)度、需方管理(DSM)故障呼叫服務(wù)系統(tǒng)以及工作管理等的一體化綜合控制系統(tǒng)。其主要功能有實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)的自動(dòng)化運(yùn)行、電容器組的控制調(diào)節(jié)、饋線分段開(kāi)關(guān)控制、用戶的負(fù)荷控制等配電網(wǎng)系統(tǒng)能夠管理的功能，現(xiàn)階段配電網(wǎng)系統(tǒng)將在此基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化與完善。

二、電網(wǎng)配電自動(dòng)化改造

配電網(wǎng)系統(tǒng)的自動(dòng)化改造是一項(xiàng)非常龐大的系統(tǒng)工程，該工程主要涉及到三個(gè)系統(tǒng)的自動(dòng)化設(shè)計(jì)，分別為：電網(wǎng)配電自動(dòng)化主站系統(tǒng)、子站系統(tǒng)以及配電網(wǎng)自動(dòng)化終端系統(tǒng)。

(一)電網(wǎng)配電自動(dòng)化主站系統(tǒng)改造

主站系統(tǒng)主要由三個(gè)子系統(tǒng)組成：配電SCADA主站系統(tǒng)、配電應(yīng)用軟件子系統(tǒng)DAS以及配電配電AM/FM/GIS應(yīng)用子系統(tǒng)DM。

1.配電SCADA主站系統(tǒng)由RTU服務(wù)器、調(diào)度員工作站、SCADA服務(wù)器、報(bào)表工作站、GIS服務(wù)器以及DA服務(wù)器等組成。RTU服務(wù)器也就是前置機(jī)服務(wù)器，它主要包括了若干臺(tái)前置服務(wù)器。將其中一臺(tái)服務(wù)器作為主前置服務(wù)器，當(dāng)這臺(tái)主前置服務(wù)器出現(xiàn)故障時(shí)，系統(tǒng)將會(huì)自動(dòng)配置另一臺(tái)服務(wù)器作為主前置服務(wù)器，從而保障系統(tǒng)的正常運(yùn)行。這部分的功能主要是nap來(lái)完成的。子站服務(wù)器通過(guò)交換機(jī)向主前置機(jī)服務(wù)器發(fā)出數(shù)據(jù)信息，主前置機(jī)服務(wù)器通過(guò)dater接收，再由vcterm經(jīng)過(guò)違約解釋存入本地，形成數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)共享。子前置服務(wù)器通過(guò)datsrv接受主前置服務(wù)器發(fā)送來(lái)的數(shù)據(jù)信息，形成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的共享。

2.配電應(yīng)用軟件子系統(tǒng)DAS。一般為了配電網(wǎng)在完成自動(dòng)化改造之后，可以完全滿足本系統(tǒng)的技術(shù)要求，要對(duì)配電自動(dòng)化中的重要系統(tǒng)的故障恢復(fù)診斷功能以及恢復(fù)功能進(jìn)行聯(lián)機(jī)調(diào)式，即DA功能。在進(jìn)行DA調(diào)式之前，要確保以下各項(xiàng)條件的正確無(wú)誤：確保主站配置庫(kù)完成并且檢查無(wú)誤;確保系統(tǒng)主站、子站以及FTU之間的正常通信;對(duì)FTU進(jìn)行遙控、遙測(cè)以及遙信調(diào)試，并且保證該功能的試用正常。

3.配電管理系統(tǒng)DMS。在DF9100系列配電主站系統(tǒng)中，配電系統(tǒng)的主要功能之一就是AM/FM/GIS功能。它將空間數(shù)據(jù)處理、計(jì)算機(jī)技術(shù)與電力系統(tǒng)相互結(jié)合，主要作用是分析以及顯示電力設(shè)備的空間定位資料與屬性資料的一種數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)。在其中AM是自動(dòng)繪圖系統(tǒng)，F(xiàn)M是設(shè)備管理系統(tǒng)，GIS為地理信息系統(tǒng)，三者組成的AM/FM/GIS系統(tǒng)是配電管路系統(tǒng)中DMS的基本平臺(tái)。運(yùn)用AM/FM/GIS集成的DMS系統(tǒng)，建立一個(gè)統(tǒng)一的DMS數(shù)據(jù)庫(kù)，為各個(gè)子系統(tǒng)提供共享資料，其主要的優(yōu)點(diǎn)是減少資料的冗余度、確保資料統(tǒng)一性以及提供人機(jī)圖形化操作界面。地理信息系統(tǒng)GIS的使用為電力系統(tǒng)提供了一種新型的表達(dá)形式，使其更具現(xiàn)實(shí)意義，直觀易用，更具空間管理運(yùn)行能力。

(二)電網(wǎng)配電自動(dòng)化子站系統(tǒng)改造

配電網(wǎng)具有監(jiān)控設(shè)備多而且涉及面廣的特點(diǎn)，配電網(wǎng)中的SCADA系統(tǒng)監(jiān)控不僅包括了量非常大的開(kāi)閉所及環(huán)網(wǎng)柜等，而且還有數(shù)量巨大、分配廣泛的柱上開(kāi)關(guān)等，因此無(wú)法將所有的監(jiān)控設(shè)備與配電主站直接相連，因此，配設(shè)了中間級(jí)也就是配電子站系統(tǒng)。又配電子站系統(tǒng)完成管轄內(nèi)的柱上開(kāi)關(guān)、環(huán)網(wǎng)柜以及監(jiān)控設(shè)備等的管理，從而完成數(shù)據(jù)采集、饋線監(jiān)控及饋線合閘等相應(yīng)的功能。同時(shí)，子站系統(tǒng)將實(shí)時(shí)的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)傳輸?shù)脚潆娭髡镜耐ㄐ盘幚砥鳎�這樣既可以節(jié)約主干通道，又使配電自動(dòng)化主站SCADA網(wǎng)絡(luò)能夠繼承輸電網(wǎng)自動(dòng)化相對(duì)成熟的成果。

(三)電網(wǎng)配電自動(dòng)化終端系統(tǒng)改造

城市配電網(wǎng)的自動(dòng)化終端的主要功能是對(duì)管轄內(nèi)的柱上開(kāi)關(guān)、開(kāi)閉所、配電變壓器等設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，既要實(shí)現(xiàn)“三遙功能”又要實(shí)現(xiàn)對(duì)故障的識(shí)別控制功能，配合配電網(wǎng)自動(dòng)化主站、子站系統(tǒng)完成運(yùn)行中的情況監(jiān)測(cè)、優(yōu)化運(yùn)行、網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)以及故障隔離與非故障區(qū)域的恢復(fù)供電。其中變電站開(kāi)閉所自動(dòng)化終端(DTU)通過(guò)光纖雙以太網(wǎng)連接進(jìn)入D25數(shù)據(jù)庫(kù)集中器，柱上自動(dòng)化終端(FTU)則是通過(guò)R2485/232、無(wú)線方式或者是光纖等方式接入到D25數(shù)據(jù)集中器。該配置是一種結(jié)合了D25多功能電子裝置與DART配電自動(dòng)化終端裝置的靈活配置，這種配置方式適合將來(lái)大規(guī)模的擴(kuò)展應(yīng)用。按照現(xiàn)階段系統(tǒng)對(duì)自動(dòng)化終端的相關(guān)功能與性能方面的需求，該系統(tǒng)改造有以下配置方案：

1.數(shù)據(jù)集中器：D25 1臺(tái)。

2.開(kāi)閉所自動(dòng)化終端(DTU)：D25 7臺(tái)。

3.柱上自動(dòng)化終端(FTU)：DART 14臺(tái)。對(duì)于未來(lái)對(duì)系統(tǒng)的擴(kuò)展設(shè)計(jì)，就可以按照系統(tǒng)實(shí)際的要求在相應(yīng)的區(qū)域增加D25數(shù)據(jù)集中器，就可以充分滿足系統(tǒng)的要求。

三、提高電網(wǎng)配電自動(dòng)化可靠性及改造效益

實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)的自動(dòng)化運(yùn)行是一項(xiàng)電網(wǎng)科學(xué)管理與高新技術(shù)相互配合的工作。配電網(wǎng)本身就存在點(diǎn)多面廣、人員多以及線路不穩(wěn)定等不足，再加上計(jì)算機(jī)軟硬件的更新?lián)Q代快，因此，對(duì)配電網(wǎng)自動(dòng)化的管理維護(hù)工作成為了一個(gè)比較重要的課題，同時(shí)也是保證配電站自動(dòng)化穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行依靠了眾多數(shù)字終端設(shè)備、通訊網(wǎng)絡(luò)的傳輸通道以及相關(guān)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)、分析、更新等功能，為了配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運(yùn)行，需要對(duì)其進(jìn)行定期的維護(hù)工作。

1.配電網(wǎng)系統(tǒng)終端設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)。

2.配電網(wǎng)通信光纜的運(yùn)行維護(hù)。

3.配電網(wǎng)計(jì)算機(jī)等硬件設(shè)備的維護(hù)以及圖形數(shù)據(jù)的管理。

通過(guò)對(duì)配電網(wǎng)自動(dòng)化的改造，實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，極大的提高電網(wǎng)調(diào)度的安全性，從而避免了因信息的傳遞不足引起的“盲調(diào)”現(xiàn)象，而且實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)自動(dòng)化運(yùn)行的很多功能：自動(dòng)診斷線路故障，自動(dòng)隔離確定故障點(diǎn)，自動(dòng)恢復(fù)故障供電;實(shí)施電網(wǎng)配電自動(dòng)化改造之后，大大減輕配電搶修現(xiàn)場(chǎng)工作量，搶修反應(yīng)速度及效率得到提高，扣除掉人工到現(xiàn)場(chǎng)排除故障以及操作的時(shí)間，經(jīng)過(guò)初步測(cè)算實(shí)施改造區(qū)域內(nèi)的平均故障停電時(shí)間減少到0.07h/戶每年，配電網(wǎng)供電可靠率達(dá)到了99.9%，用戶的平均停電時(shí)間為0.45h/戶每年。經(jīng)過(guò)配電網(wǎng)的自動(dòng)化改造之后取得了非常明顯的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，而且還培養(yǎng)了一批高素質(zhì)的運(yùn)行維護(hù)人員，為配電網(wǎng)的自動(dòng)化運(yùn)行擴(kuò)展奠定了非常好的基礎(chǔ)，從而為全面實(shí)現(xiàn)智能配電網(wǎng)自動(dòng)化工程建設(shè)作出貢獻(xiàn)。

四、結(jié)語(yǔ)

經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展對(duì)我國(guó)的配電網(wǎng)供電可靠性與安全性提出了更高的要求，配電網(wǎng)的自動(dòng)化也成為了電力系統(tǒng)自動(dòng)化的趨勢(shì)。我國(guó)的配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)要參考發(fā)達(dá)國(guó)家的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，結(jié)合自身的實(shí)際情況，進(jìn)一步設(shè)計(jì)出更加先進(jìn)、完善以及標(biāo)準(zhǔn)的配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)我國(guó)配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的穩(wěn)定化、標(biāo)準(zhǔn)化、安全化。

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