建筑配电自动化系统设计与实现

牛可坤+王燕

摘 要：由于科技进步，现代化建筑不断发展，多功能、多元化的智能建筑物不断涌现，对配电系统提出了更高的要求，在这样的大环境下，配电自动化应运而生。将满足建筑现代化建设的要求，本文主要对配电自动化系统的组成、设计及应用、注意事项进行了分析与探讨

关键词：建筑工程；配电自动化系统

1 配电自动化系统的组成

配电自动化是指利用现代电子计算机、通信及网络技术，将配电网在线数据和离线数据、配电网数据和用户数据、电网结构和地理图形进行信息集成，构成完整的自动化系统，实现配电网及其设备正常运行及事故状态下的监测、保护、控制、用电和配电管理的现代化。配电自动化系统包含以下四个方面：

变电站自动化系统：指应用自动控制技术和信息处理与传输技术，通过计算机硬软件系统或自动装置代替人工对变电站进行监控、测量和运行操作的一种自动化系统。

10kV馈线自动化系统：完成10kV馈电线路的监测、控制、故障诊断、故障隔离和网络重构。

配电管理系统：是指用现代计算机、信息处理及通信等技术，并在GIS平台支持下对配电网的运行进行监视、管理和控制。主要功能有：数据采集和监控（SCADA）、配电网运行管理、用户管理和控制、自动绘图设备管理地理信息系统（AM/FM/GIS）。

用户自动化系统：用户自动化即需求侧管理，主要包括负荷管理、用电管理、需方发电管理等。

2 建筑配电自动化系统的设计及应用

1、现代配电自动化系统采用分层集结策略大城市配电自动化系统一般分四个层，第一层为现场设备层。主要由馈线终端单元（FTU）、配变终端单元（TYU）、远动终端单元（RTU）和电量集抄器等构成，统称为配电自动化终端设备。第二层为区域集结层。以110kV变电站或重要配电开闭所为中心，将配电网划分成若干区域，在各区域中心设置配电子站，又称“区域工作站”，用于集结所在区域内大量分散的配电终端设备，如馈线终端单元（Fru）、配变终端单元（TI‘U）和电量采集器。第三层为配电自动化子控制中心层。建设在城市的区域供电分局，一般配备基于交换式以太网的中档配电自动化后台系统。往往还包括配电地理信息系统、需方管理和客户呼叫服务系统等功能。用于管理供电分局范围内的配电网。第四层为配电自动化总控制中心层。建设在城市的供电局，一般配备基于交换式以太网的高档配电自动化后台系统和大型数据库，用于管理整个城市范围内的配电网。中小型城市的配电自动化系统一般只有前三层设备，不需要第四层。

2、集成化、智能化和综合化是发展趋势配电自动化系统作为一个庞大复杂的、综合性很高的系统性工程，包含众多的设备和子系统，各功能、子系统之间存在着不同程度的关联，其本身及其所用技术又处于不断发展之中，这就要求配电自动化系统采用全面解决的方案，走系统集成之路，使得各种应用之间可共享投资和运行费用，最大限度保护用户原有的投资。

在馈线自动化方面，现有馈线终端设备不仅具有常规的遥测、遥信和遥控功能，且还集成了自动重合闸、馈线故障检测和电能质量的一些参数的检测功能，甚至集成了断路器的监视功能，且有进一步与断路器相结合，机电一体化，发展成为智能化开关的趋势。显著地降低了建设、运行和维护的综合成本，为提高供电可靠性，创造了有利的条件。在电压无功控制方面，国内已经提出基于人工神经元网络的无功预测和优化决策相结合的变电站电压无功控制策略，该策略以无功变化趋势为指导，充分发挥了电容器的经济技术效益，能在无功基本平衡和保证电压合格的前提下，使变压器分接头的调节次数降至最小，消除了盲目调节，降低了变压器故障几率和减少了维护量。

3、配电自动化新技术配电线路载波通信技术。对低压配电网，由于终端设备数量非常多，采用光纤通信无论从成本或可行性看均不现实，为实现配电系统综合自动化的实时电价信息发布及远程读表功能，研究具有较高可靠性和通信速率的配电线路载波通信技术，不仅可作为实现上述功能的通信手段，还可以为客户提供其他的综合通信月盼。

用户电力技术。用户电力技术是将电力电子技术、微处理机技术、控制技术等高新技术运用于中、低压配、用电系统，以减少谐波畸变，消除电压波动和闪变、各相电压的不对称和供电的短时中断，从而提高供电可靠性和电能质量的新型综合技术。用户电力技术独立工作时可满足特殊负荷对供电量的严格要求，与配网自动化技术相结合时，将实现无瞬时停电、实时控制的柔性化配电、满足用户对电能质量更高层次的要求。

智能分布式FA.在该体系中，将要研究建立智能体（agent）与区域协调器的协调机制。为了考虑全网的运行方式以及拓扑结构的变化影响，需要研究在配单自动化主站建立协调服务器，通过定义智能体之间的通信与规范构成完整的智能分布式FA实现方式。

3 建筑配电自动化系统的注意事项

配网自动化的实施涉及的部门多，投资大，是一项系统工程，因此配网自动化的规划是必不可少的，必须结合当地配电网的发展规划，制定详细的配网自动化的实施计划，整体考虑，分期分批实施，同时要和供电企业内部信息化建设相协调。另外，从供电局的实际需要和发展需求出发，目前的配网自动化系统应该实现配（网）调（度）合一的设计，技术上统一平台，管理上易于维护，经济上节约资金，同时也奠定了将来电力企业信息化的基础。在实施过程中，注重已有的调度自动化的升级改造与建设配网自动化统一考虑，新上调度自动化与建设配网自动化统一考虑。

配电线路设备的户外运行环境，对开关设备、配电终端设备等提出了更高的要求，必须考虑雷击过电压、低温和高温工作、雨淋和潮湿、腐蚀、风沙、振动、电磁干扰等因素的影响，在开关的外绝缘材料、电子设备的设计、元器件的筛选等方面应综合考虑其性价比。此外，配电自动化系统中的站端设备进行远方控制的频繁程度比输电网自动化系统要高得多，因此要求配电自动化系统中的站端设备具有更高的可靠性。

配电终端设备中的电源用于控制开关动作，正常情况下从线路中取得，线路失电后的后备电源应具有较高的可靠性。在实施配网自动化后，降低了运行人员的劳动强度，提高了劳动效率，使运行人员对网络的运行状况掌握得更全面更快捷，为供电企业创造更好的经济效益和社会效益。配网自动化的实施，改变了配电网传统的运行管理方式，但对运行人员提出了较高的要求。

4 结束语

综上所述，配电自动化系统是智能小区的重要组成部分，配电自动化系统的可靠性、安全性与居民的生活息息相关，而新信息技术的应用为配电自动化系统的可靠性、安全性提供了有效的保障，因此，开展此课题的研究，意义非常重大。

参考文献

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