浅析配网自动化建设

林靖凯

【摘要】配网自动化就是利用现代电子技术、通讯技术、计算机及网络技术，实现配电系统正常运行及事故情况下的监测、保护、控制和配电管理的现代化。随着国民经济的高速发展和改革开放的深入推进，电力用户对电能质量和供电可靠性的要求越来越高，电压波动和短时的停电都会造成巨大的损失。因此，需要结合电网改造在配电网中实现配网自动化，以提高配电网的管理水平，为广大电力用户不间断地提供优质电能。

【关键词】配电；优质、电能；技术

[文章编号]1619-2737（2016）01-12-153

1. 前言

近年来，伴随着我国经济的腾飞，电力行业、电力系统的建设也处于一个蓬勃发展的新阶段。相关的电力技术也不断地发展，从最初的时限顺序送电装置、自动隔离故障区、加快查找线故障地点，到后来应用电子自动控制技术。这些进步及时地填补了电力企业在信息化建设中的不足。再到后来伴随着计算机通讯技术的发展，逐步地形成了包括远程监控、故障自动隔离及恢复供电、电压调控、负荷管理等实时功能在内的配网自动化技术。当这些技术在实际应用中日益被完善，便形成了高级自动化技术，高级自动化技术的应用使得原本被占用的企业的大量人力、物力和财力资源得到了进一步的合理分配，大大提高了电网调度的运行和管理效率。同时，配网调度的信息自动化也在供电企业以外的广泛领域中产生了积极的影响，既而推动了相关行业向着管理自动化的阶段迈进。由于配网自动化系统的逐步应用，有效地促进了配电网络运行的科学化，也为企业和部门的高效管理提供了必要保障。

2. 配网自动化的发展现状

（1）配网技术迅猛发展的同时，存在的问题也相对突出。一方面，由于我国配电网的建设长期以来一直未被重视，使得我国的配网自动化进程远落后于西方发达国家，严重影响了人民的生活质量并一定程度上制约了国家经济的发展。随着电力行业的迅速崛起，陈旧的配电网络所暴露出的不足愈加明显，这种局面急需得到改进。另一方面，电力作为一种商品，其使用价值必须满足消费者的需求，不仅要保证供电的持续性，对于一些对电能质量有更高要求的高精密设备还须保证供电的可靠性。在今天这个市场经济的大背景下，只有实现配网自动化，才能保证行业的健康发展。

（2）现阶段我国的电网自动化才刚刚起步，这就要求我们必须格外注重当前配电网络的建设，因为好的电网和电网结构是实现配网自动化的基本前提。在初期的建设中我们必须保障配电网综合实施改造的质量和进程，以优质的电网和电网结构为根本目标，做好统筹规划，要从装备上符合现代城市的发展要求，对配电网的改造要力争达到高自动化的目标。

（3）随着我国各地用电量的大幅攀升和配电线路的增加，配网调度的工作量明显增加。手工填写不仅占据了大量的工作时间，与信息自动化办公要求不符，而且纸质资料不易保存，同时相关数据也不方便查阅。原本可以用信息化手段处理的工作占用了企业大量的人力、物力和财力资源。对此，部分电力企业开始了配网自动化的探索，这种探索和创新在一定程度上简化了企业的运行和工作流程，在节约成本的同时也充分地利用了人力资源，提高了配网调度中心的工作效能。在配网自动化系统的开发过程中，应着重保证其满足安全性、易用性、可扩展性和可移植性等各方面的要求，使其最终能持续的、可靠的为用户供电，也就是说无论电力的紧张还是富余都应该以用户用电的实际要求为出发点，做好用户用电服务工作，避免其他事故所造成的供电影响。

3. 实现配网自动化的具体内容

3.1配电网架规划。

合理的配电网架是实施配电自动化的基础，配电网架规划是实施配电自动化的第一步，配电网架规划应遵循如下原则：

（1） 遵循相关标准，结合当地电网实际；

（2）主干线路宜采用环网接线、开式运行，导线和设备应满足负荷转移的要求；

（3）主干线路宜分为3～5段，并装设分段开关，分段主要考虑负荷密度、负荷性质和线路长度；

（4）配电设备自身可靠，有一定的容量裕度，并具有遥控和智能功能。

3.2配电设备的选择。

在配网自动化系统中，配电设备应包括一次设备――配电开关，二次设备――馈线远方终端（FTU）、配变终端单元（TTU） 等，以及为一、二次设备提供操作电源和工作电源的电源设备。

实施配网自动化，必须以重合器、分段器、负荷开关等具有机电一体化特性的自动配电开关设备为基础，在架空线路上作为分段和隔离故障用的开关应该具有免维护、操作可靠、体积小和安装方便的特点，并且能适应户外严酷的环境条件。

馈线远方终端（FTU）用于采集开关的运行数据、控制开关的分合，为了达到“四遥”功能，必须具有通信功能。

配变终端单元（TTU）用于采集配电变压器低压侧的运行数据，控制低压电容器投切用于无功补偿，通信的实时性要求低于FTU。

开关的操作电源和FTU的工作电源要根据配电网络和设备的具体情况确定，可以从380/220V低压网络直接取得，也可以从10kV线路通过互感器获得；可以采用蓄电池或UPS作为后备电源，也可以从其它配电线路获得后备电源。

需特别注意的是，配电设备都在户外布置，其工况条件恶劣，必须达到特定的运行环境要求，否则实施配电自动化不但无法提高供电可靠性，还会降低供电可靠性。

3.3通信系统建设。

通信系统是主站系统与配电网终端设备联接的纽带，主站与终端设备间的信息交互都是通过通信系统完成，因此必须有稳定可靠的通信系统，才能实现配网自动化的功能。通信方式有：光纤通信、电力线载波、有线电缆、无线扩频、借助公众通信网等多种。配网自动化系统的通信具有终端设备多，单台设备的数据量小，实时性要求不同的特点，因此应因地制宜，根据当地环境和经济条件确定合理的通信系统，同时要考虑调度自动化通信系统的建设。一般的，城区10kV主干线路采用光缆通信，建成光缆主干网，用于配电开关和主站间的实时通信；城区10kV 分支线路、变台监控、无功补偿等采用有线通信，就近接入光缆主干网，或采用其它通信方式。

3.4配网主站建设。

配网主站是整个配网自动化系统的监控管理中心，应完成以下功能：

（1） 配电网实时数据采集与控制（SCADA）：通过终端设备和通信系统将配电网的实时状态传送到主站，在主站对配电网络进行远方监视和控制，与调度自动化类似。包括配电开关的状态，保护动作信息，运行数据等。

（2） 提供主站控制方式下的馈线自动化功能，用于完成线路故障的快速位、隔离和非故障区段的供电恢复，要求适用于各种复杂的网络。

（3） 配电地理信息管理（AM/FM/GIS）：以地理图为背景对配电设备、配电网络进行分层次管理，包括查询、统计等。

（4） 配电网应用分析（PAS）：对SCADA系统采集的运行数据进行分析计算，为调度员提供辅助决策，包括：网络拓扑、状态估计、潮流计算、网络重构、无功优化、仿真培训等，配电网具有与输电网不同的特点，因此配电网应用分析的算法与能量管理系统（EMS）有所不同。

（5） 与其它应用系统（如MIS系统）接口：根据生产和管理的要求，配电主站系统需要与其它应用系统交换数据，给供电企业内部其它部门提供配电网的信息。

4. 结语

随着计算机软硬件技术的发展，将会有越来越多的新技术应用于配电网中，配网自动化技术会逐步成熟，为配电网安全高效的运行提供技术保证。随着电力市场的实行，供电企业对配电网运行的安全性和经济性要求越来越高，配网自动化是解决这一需求的必由之路。我们相信配网自动化建设必将为我国的配电网发展做出巨大贡献。

参考文献

[1]徐腊元.国内配网自动化综述[J].农村电气化，2004（3）：4～5.

[2]徐腊元.我国配网自动化的发展及实施方案[J].电工技术，2003（7）：5～7.

[3]马世忠.对配网自动化建设的探讨[J].农村电气化，2008（5）.