配电网自动化的关键技术探究

吴荣嘉

（广东电网公司佛山供电局，528000）

0 引言

配电网自动化是对配电网上的设备实施远程监控的集成系统。这种技术是在计算机和通信技术急速发展的时代，为满足人们生活以及生产等各方面需求产生的新型技术。配电网自动化技术的发展不但提高了配电网的运行效率，提高了生产生活的供电质量，并且实现了设备的充分利用，对居民，生产企业以及电力公司而言都具有重要意义。

1 配电网自动化原理

配电网自动化技术主要包括线路、用户、变电站配电、管理自动化四个方面。

线路自动化具有数据采集和监控，定位故障以及自动恢复供电，无功补偿自动投切控制的功能。线路的自动化不仅能够提高供电的可靠性还有利于节省维修费用。

变电站自动化是通过控制和信息处理，利用计算机进行操作,对电站实施监控管理。变电站的发展实现了数字化和集成化。通过对电站的监控和管理提高了电站的经济效益，作为配电网的基础，变电站正在逐渐实现综合自动化以保证配电网络的正常运行。

管理自动化是在计算机和通信设备的基础上对网络进行自动化的管理。这种管理的形式有两种：集中和分层。集中自动化管理方式是通过采集信息，管理配电和用户形成的系统。分层式的自动化管理是在配电网络的自动化过程中通过建立多级主站实行控制。

图一:配电网自动化系统设备的结构图

2 配电网自动化的意义及发展

2.1 配电网自动化的意义

电力工业作为国家经济的重要产业之一，保证了人民生活生产需要的发展。在经济发展的时代，人们对用电的需要越来越高。电力系统在技术快速发展的今天也在不断地发展。过去因为缺乏配电网自动化技术，国家供电经常发生故障，对人们生活和生产造成了严重影响。为了适应发展的需要，配电网自动化应运而生。电力系统自动化是个综合的整体范畴，早期自动化的发展是孤立的，互不联系、互不影响的，这一阶段又被形象的成为岛自动化。

配电网自动化不仅提高了供电的可靠性，更重要的是这种技术通过监控和网络运行有效地降低了电网的损耗，减轻了电压的水平，同时还对企业的经济效益以及工作效力作出了重大贡献。配电网自动化的灵活以及可靠是国家电网实现可持续发展的有效途径。但是由于配电网网格化的负荷变化大，在对故障处理和配电网的改造中也面临着许多问题。配电网路的自动化扩大了电力系统的供电范围，缩短了用花的停电时间。

2.2 配电自动化发展目的及趋势

许多供电企业都强烈要求制定配电自动化的各种标准，对投运的具体相当规模的城网配电自动化系统制定相应的实用化要求，进行实用化考核和实用化验收，以体现配电自动化系统的经济效益和社会效益。在总结配电自动化近年发展经验和教训的基础上，应在已颁布的《配电自动化系统功能规范》等行业标准和各省公司以及全国电力系统城市供电专业工作编制的验收导则的基础上，建立配电自动化系统性能测试方法和手段，并在此基础上搞好配电自动化实用化建设，作为当前配电自动化的阶段性发展目标。

配电自动化推广应用的时间不长，在实用化工作逐步推进和完善的同时，配电自动化的理论和技术有着广阔的发展空间。一些发达国家的配电自动化及配电管理系统已经从单纯的监控及故障建设发展到优化运行和提高效益。

3 配电网自动化关键技术

对于配电自动化实用化的建设，应在功能规范和验收导则的基础上，在系统性能测试方法和手段健全的前提下，制定可行的实用化验收细则。在实时系统中重点考核SCADA系统的连续稳定运行情况、馈线自动化（fa）动作可靠情况、出厂测试（fat）和现场测试（sat）的成功率。

3.1 电源技术

配电网使用的SCADA系统在断电后可以使用UPS保证配电网正常运行15h，区域工作站采用1K的UPS在断电后保证配电网的正常运行3h，另外通过开闭所有的PTU，然后通过双电源实施供电设备的切换装置。区域工作站是通过工业控制和自制扩展板构成的转发装置。

3.2 配电网通信技术研究

配电网实现自动化地关键技术之一就是通信技术的运用。通信技术为配电网的规模以及复杂事项提供了支持。配电网自动化要求通信系统要可靠，同时实施通信系统的投资不能过大，同时要满足配电网自动化的数据传输，最后，在通信系统运行时，如果出现断电情况，通信系统仍然可以正常运行，当出现问题后方便维护和操作。这种通信系统的通信方式有很多种，这里主要介绍光纤通信和无线网通信以及载波通信，这两种通信方式比较常见。

无线网通信经常使用的是GPRS无线业务。这种业务使用的是外围设备以及中心节点的方式在一定的场所内进行数据的传输。当今的配电网自动化已经广泛使用这种技术。因为这种技术已经成熟，覆盖的范围很大，因此配电网自动化技术运行时使用GPRS|可以及时地实施数据的传输。另外GPRS通信技术不需要建设任何设施，只要宽带得到普及，GPRS的数据流量费用就会降低，因此对于配电网自动化数据传输而言，可以减少资金投资，提高经济效益。

和GPRS通信业务相比，光纤通信可靠性更强，数据的传输量更大。光纤通信是以光作为载体实现电信号到光信号的转换。最早使用的光纤通信是工业型以太网的交换机组网，这种方式的光纤通信主要用于网络保护以及宽带高速运转。之后在光纤通信不断发展的过程中出现了EPON技术。这种技术是在智能配电技术的基础上发展起来的光纤通信。图二是光纤通信的组成图。

3.3 载波通信

载波通信的设备一般设在变电站和发电厂。这种技术对电网的安全运行有着重要作用。在波通信类似于有线通信，和其他通信技术相比有其自身的优越性。

首先这种技术有一个特殊的耦合器，这种耦合器在电压过大时能够保证电压的安全，以保证整个通信系统的安全。而且这种设备不会影响电流的传输，在配电终端能够分散通信信号。其次，载波通信有特定的通频带，对频谱的使用有限。因为电力网线路有高频，容易受到谐波烦扰，载波信号容易影响附近的无线通信信号。载波通信的干扰源比较强，由于线路有噪声干扰，载波通信的发信功率就必须要高。另外载波通信的投入成本比较低，这是因为载波通信使用的电力建设成本少，并且不需要提供电话线和光缆设备。再者，载波通信的覆盖范围较广，这种广泛的覆盖范围是其他网络无法相比的，这就为通信网创造了很大的发展空间。

载波通信可以实现实时在线，不需要任何繁琐的过程就可以实现电力通信网络的连接。最后，载波通信如果需要移动，也比较方便，因为无论在什么地方，只要有插座，载波通信的设备都可以接入到电力通信的网络中去。

3.4 配电网自动化设计中的关键技术

设计配电网自动化时要注意有步骤的进行规划。首先要熟悉供电技术的操作，在实施的过程中要选用先进的设备，同时要制定节约成本计划。对于不同地区的实施方案要具体根据当地情况进行方案设计。在数据采集和传送的设计时，要充分运用计算机技术实现资源的共享。为了保证设备的性能要提高设备的质量。可以通过引进先进技术，结合自身情况下向生产厂家提出设备设计要求。

3.5 故障管理

如果在网络和设备出现故障时，系统可以传送报警信息。一般来说故障的报警可以通过代理站发现，代理站在进行报警时会对故障进行等级设置。针对不同的故障和异常，要根据其程度实施正确的处理措施。报警信息处理：首先对报警信息进行分析，不同等级的故障分类处理。问题较大的故障要通过定位和测试后方能实施处理措施。故障处理后，报警信息要进行存档，方便日后对故障出现时间，等级，处理方法的查询。

3.6 应用方案

对变电站中的两个断路器要进行处理，实现供电。在变短站中的重合器如果出现了异常，要通过，断开上级的重合器，保证供电正常。重合器分段的是通过判断故障发生时间，断开线路的断合器，使断路器展开以保证电源的负荷。

4 结论

图二：光纤通信系统

现代信息技术的发展给我国的配电网自动化技术提供了技术支持，在很大程度上保障了配电网的正常运行。在当前供电需求不断增加的现状下，要时刻关注配电网自动化系统关键技术，解决技术中出现的问题，以保证我国电力系统的正常运行。在GPRS，无线宽带等通信技术快速发展的今天，为配电网自动化技术发展提供了诸多启示，如何实现配电网功供电正常，如何处理停电后的快速修复等等问题，都需要在这些技术的基础上继续研究。我国的供电量在全球中占据首位，供电公司的作为国民经济的一个重要组成部分，其作用不可小觑，为了保证其发展，促进我国国民经济的发展，保障人们生活，企业生产，社会安定和谐的可持续发展，实现配电网自动化技术的提高不容忽视。本文作者对其关键技术作出的分析有限，但希望能够为研究者提供借鉴。

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