配电自动化浅析

杨哲

摘 要：随着社会经济的发展和人民生活水平的提高，人们对电能的可靠性提出了更高的要求，电力企业将面临更大的压力。配电自动化可以满足电能可靠性的要求，同时可以改善电能服务，提高工作效率。

关键词：配电自动化；配电网；计算机；用户

中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）16-0057-02

配电自动化于20世纪90年代由美国提出，但国际上至今对配电自动化及其相关的一系列技术无统一的定义和规范。事实上，配电自动化是对配电网的设备进行远方实时监视、协调和控制的一个集成系统，是电力系统自动化的重要组成部分。我国《配电自动化技术导则》对配电自动化作了如下定义：以一次网架和设备为基础，以配电自动化系统为核心，综合利用多种通信方式，实现对配电系统的监测和控制，并通过集成相关应用系统的信息，实现配电系统的科学管理。

配电系统是配电区域范围内配电线和配电设施的总称，由配电所、变电所、发电厂直配线路、进户线、用电设备、配电变压器及以下各级线路等组成。配电自动化系统是实现监视和控制配电网的一种自动化系统，其功能含有配电SCADA、馈线自动化、电网分析应用及与其相关的应用系统互联等功能；其组成部分主要有配电终端、配电主站、子站（非必需）和通信通道等。

1 配电自动化内容

电子、通信和计算机技术的飞速发展使配电自动化进入了计算机阶段，同时，GIS（地理信息系统）的应用使配电自动化向前迈出一大步，并在管理、生产和用户服务等领域发挥了巨大的正面效应。基于国内对配电自动化的定义，借鉴国外经验，综合深入分析了配电自动化系统应具有的功能，可知配电自动化研究内容主要包括变电站站内自动化、馈线自动化、自动抄表计费、配电网分析软件、配电网地理信息系统和数据库管理等。

目前，配电自动化大致可以分为馈线自动化、用户自动化、变电站自动化和配电管理自动化。针对这四方面的内容及相互关系，有人提出用配电管理系统（DMS）来统称这四方面，涵盖变电、配电到用电过程的监视、控制和管理等内容，并由配电网数据采集和监控（SCADA）、地理信息系统（GIS）、网络分析和优化（NA）、工作管理系统（WMS）、需方管理（DSM）和调度员培训模拟系统（DTS）六个部分组成。

1.1 馈线自动化

馈线自动化是配电线路的自动化。馈线自动化目前主要是指中、高压馈线（尤其是中压馈线）的自动化。国内电力企业往往通过安装一些新型开关、智能元件和配备相关功能来实现馈线自动化。元件以重合器、分段器和环网开关最具代表性，其中，分段器同时还是智能开关，重合器具有记忆功能，而分段器可以实现馈线的分段化，两者配合使用可有效隔离事故，使无故障区域的供电不受影响。总之，馈线自动化概括起来具有以下几个功能：①正常状态和事故状态下的运行状态监测；②基于配电网中可控设备功能的远方控制和就地控制；③当配电网中发生永久性故障时，自动通过开关设备的迅速动作实现故障区隔离，当环网运行或者环网结构开环运行的配电网中负荷转供时恢复供电；④无功补偿和调压保持电压水平，提高电压质量，并减少线损。

1.2 用户自动化

用户自动化在诸多文献中也被称作需方管理（DSM），主要包括负荷管理、用电管理和需方发电管理三个方面。

负荷管理的传统定义是指在发电容量不粗时采取抑制负荷的方法改善负荷曲线，常采用削峰、填谷和错峰等手段。但是先进的负荷管理可根据用户的不同用电需求、天气情况、建筑物特性和电价机制，得到能满足用户需求的最优运行方式。

用电管理主要包括自动计量计费、业务扩充和用户服务等内容。手工抄表在人力资源利用的准确性等方面存在一些问题，虽然自动抄表不失为一种良好的对策，但因目前配电网情况复杂，如何进行大面积推广是一难题。

需方发电管理是将用户自备电源纳入直接或间接的控制之中，此措施将利于配电网的稳定运行，同时，结合调节电网发电机组，可以提高供电的经济性。

1.3 变电站自动化

变电站既是高压配电网中的负荷，同时又是下一级的电源，在配电网中具有十分重要的地位，但因早期的设备性能、计算机软硬件的限制，其自动化受到极大制约。随着设备和计算机的飞速发展，我们可以采取将空间划分单元、集结保护控制等装置的方法，节约变电站大部分空间，进而省去大量二次设备，形成一种广泛使用的分布式结构。

我国有能力实现变电站自动化，实现变电站的远程控制和操作，并使其与整个配电网联系起来，实现数据的采集、处理、传送，站内设备的监控和电能测量的监视等功能。

1.4 配电管理自动化

配电管理自动化是一个信息收集和处理的系统，利用现代计算机、通信等技术和设备对配电网运行进行管理，但其首先需基于一个计算机平台，遵守操作系统、人机界面、通信等规约，形成一个开放系统，同时满足集成和扩展的需要。基于计算机平台，利用计算软、硬件技术的配电网分析软件，以智能现代技术替代传统方法，实行全网运行管理，进而大大提高供电效率、节约电能和确保供电的可靠性。分析软件主要包括：网络建模与拓扑、负荷建模及校准、配电潮流、状态估计、无功优化与补偿、优化与重构、仿真培训等。

2 配电自动化展望

“十二五”期间，我国在重点城市核心区开展了配电自动化和配网调控一体化智能技术支持的系统建设，使区域供电可靠性、电网运行效率和电能质量得到了全面提升。接下来，应适度在其他具备一定条件的地级市开展试点。

已有部分发达国家在配电自动化和配电管理系统方面从单纯的监控和故障检测发展到优化运行和提高效益。目前，我国还需解决在通信（通信设计、通信方式、通信规约）、开关设备和终端设备方面的技术问题，在未来发展中，应做好以下几个方面的工作：①进行方案比较，做好每一步规划，全面考虑、因地制宜；②充分利用计算机网络，实现资源共享；③提高技术性能和设备质量；④实现配电自动化的标准化、规范化，并加强管理；⑤目前的配电网分析软件还不是很成熟，需投入资金加强软件开发；⑥科技是第一生产力，要做好科研、制造和工程的相互结合；⑦21世纪最重要的是人才，因此，必须加强人才培养，做好培训工作，以满足配电自动化的需要；⑧中压配电网的馈线自动化是重点，需加强中压配电网的改造和建设。

3 结束语

随着国民经济的发展和生活水平的提高，人们对电能质量的要求越来越高，具体表现在电压质量、频率和供电的可靠性方面。未来的电力系统应该是以最经济的能源消耗、最优的运行管理和最合理的价格向用户供电，同时，电力企业能获得最大的效益。本文对配电自动化的概念、内容和展望进行了介绍和分析，配电管理系统利用现代电子、通信、计算机等技术和设备对正常和事故状态下的配电网进行了检测、保护、控制和管理等操作，提高了电能质量和供电效益。

参考文献

[1]刘健，赵树仁，张小庆.中国配电自动化的进展及若干建议[J].电力系统自动化，2012（19）：6-11.

[2]刘东，丁振华，滕乐天.配电自动化实用化关键技术及其进展[J].电力系统自动化，2004（7）：16-19.

〔编辑：王霞〕