电力系统配电网自动化技术的应用及解析

赵国富

摘 要：当前，许多欧美发达国家的电力系统的配电网自动化技术已经趋向于成熟，自动化的控制可以加强电力系统运行的安全性。我国也逐渐注重电力系统中的自动化技术应用，通过这样做不仅保证供电的安全性，满足用电用户的需求，而且促进电力企业的可持续发展。

关键词：电力系统；配电网；自动化技术；应用

中图分类号：TM76 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）31-0164-02

Abstract： At present， many developed countries in Europe and the United States distribution network automation technology has tended to mature， automation control can enhance the security of power system operation. Our country also gradually pays attention to the application of automation technology in power system， not only to ensure the security of power supply， to meet the needs of electricity users， but also to promote the sustainable development of power enterprises.

Keywords： power system； distribution network； automation technology； application

配电网自动化是对配电网上的所有设备进行实时远方监控以及协调的集成系统。电力系统配电网自动化技术是指多种现代高科技在配电网自动化方面的应用，主要包括现代电子计算机技术、通信技术等等。近年来，我国电力系统自动化在多个方面都有迅速的发展，比如高壓网路、发电厂等等。然而在配电网上是相当落后的。在我国城市化进程的不断加快的背景下，配电网供电质量的矛盾日益突出，所以想要提高配电网供电质量，必须要进一步推进电力系统配电网自动化建设。

1 概述配电网运行系统

配电网自动化系统具有较高的灵活性，其主要分为三个子系统，分别是配电网自动化主站系统、配电网自动化终端以及配电网自动化子站系统。

1.1 配电网自动化主站系统

配电网自动化主站系统在配电网自动化系统是最顶层，分别是配电网应用软件子系统DAS、配电SCADA主站系统以及配电故障诊断恢复等等。[1]想要更好的保证配电网自动化系统在投入运营之后，能够满足相关的技术要求，应该对配电网应用软件子系统DAS和配电网故障诊断恢复做联调测试。配电主站系统中的AM/GIS是获得、保存和分析电力设备的属性资料，从而建立的信息化数据库管理系统。

1.2 配电网自动化终端系统

配电网自动化终端系统是应用于中低压电网的每种远方监测、控制单元的总称，其关键功能是对开闭所、以及环网柜等进行有力的监控，从而实现FTU、TTU等各项功能、对故障的控制功能，为配电网自动化主站系统提供更好的配合基础，也为子站实现配网运行中的工况检测以及配电网故障中的非故障区域的修复，创造一些技术条件。

2 配电网自动化的现状分析

配电网自动化的主要目的就是利用现代通讯技术、网络技术以及电子计算机技术，对配电工作进行计量、监督、保护和监督，从而达到提升供电质量、改进和用户之间的关系，提供相对合理的用电价位以及提升配电部门的工作水平。想要有效处于电力企业与配电系统中的功能数据流，还需要从用电用户的角度出发，充分考虑到降低运行费用以及提升服务质量等等。[2]就目前的情况来分析，实现配电网自动坏主要有以下几种方法：其一，在树状线路或者10kV的辐射中，一般采取分段器和重合器的方法，这种方法可以借助自身的功能对供电过程中有可能出现问故障进行修复和隔离，因此当前是最为普遍应用的。其二，通常在10kV环形电路中使用重合器，这样做能够与环网柜配合而实现配电网自动化。其三，将FTU加入到10kV环形配电网络中，并且设置配电网自动化系统。其四，采用不同的环网，而且各个用电用户的供电电源至少有两个，这种方法在农村应用较少，大多数应用于城市。

3 电力系统配电网自动化遵循的基本原则

3.1 适应性

适应性原则主要体现在以下几点：其一，在配电网自动化时，需要综合考虑到当地的经济发展情况。[3]应该根据用电的用户情况和当地的经济条件，将有限的资金投入到当地的配电网自动化建设中。其二，结合配电网的发展现状，开展自动化工作。随着我国网改的迅速发展，配电网在设备和规模上也提出新的要求。因此，在配电网自动化工作开展过程中，必须要使配电网现状与配电网自动化程度相符合。其三，在配电网自动化中，应当采用定时限保护的基本原则。这种原则通过时间阶梯和电流阶梯相重合的方法，实现上级和下级的配合方便。

3.2 逐步实施

配电网自动化的基本条件是拥有的配电网点相对较多，同时还会涉及到配电网规划、城市建设以及选择设备等一系列的工程，对其进行实施时，要具有一定的阶段性。通常，主要有三个阶段。第一阶段，将自动重合闸安装在变电站出线上，以发挥保护的作用。此外，即将多组自动配电开关安装在出线路上，以构建电压控制系统。这个阶段又称为初级阶段。第二阶段，在第一阶段的基础上，安装控制设备和通信设备，而且将自动配电开关安装在各个分支线路上。这些开关全部是由供电所控制，以便于对负荷进行适当的调节。第三阶段，增强各个供电所和配电管理中心之间的信息沟通交流，让配电信息立即传送到配电管理中心，进而实现信息自动化控制和微机控制。

3.3 采用電流控制模式

电压控制模式的不足之处在于，重合断路器的合分操作以及发生故障时的自动重合，使配电开关频繁动作，从而造成配电设备使用期限减少。[4]此外，因为自动配电开关有合闸延误的情况，当故障发生时，线路最末端的一级完成合闸的时间就必须要延长到二十分钟，从而直接影响供电的安全性、可靠性和连续性。

4 在电力系统中应用配电网自动化技术的主要目的

现如今，我国配电网的供电方式受到各种因素的制约，比如：负荷分布、电源部位、地理环境、经济状况等等，可以归纳为两大类，分别是网格式和放射式。以上两种供电方式都不可以很好的满足我国《电力法》中要求供可靠性达到的规范要求，实现电力网中配电网自动化逐渐成为顺应发展趋势的必然性。具体来说，在电力系统中应用配电网自动化技术的目的主要体现在以下几点：

4.1 减少运行成本

在过去，为了可以使重要用户的供电稳定得到保障，应该采取由变电站直接向用户多路供电或者互为备用的方式。该方式由于所需要的线路多而增加运行成本，投资规模相当大，并且设备可利用率不高，往往会出现线路闲置的现象。实现电力网中配电网自动化，一方面，配电自动化系统还能够监视配电线路和相关设备的实际运行情况，为第一时间确定线路的故障部位，减少故障修复时间、减少维修费用等创造良好的条件。另一方面，可以对网络结构做出合理的安排，一旦确认用户供电线路发生故障，就能够立即由其他正常的线路继续向用户供电，从而使设备的潜力得到发挥，降低设备投入成本。

4.2 提高供电的安全性

电力系统中实现配电网自动化，能够使运行管理水平和供电质量得到提高。首先能够整合优化无功潮流，降低线路损坏的几率，以免因过大负荷造成供电质量大幅度降低；然后，可以使维修工作和供电工作中所需的人力成本减少；最后，可以对配电网的负荷状态进行随时随地的监控，为电网的合理规划提供一些有意义的资料。此外，实现电力系统的配电网自动化，能够避免窃电等不良情况的出现。

4.3 促进电力商业化的运行

通过实现配电网自动化，可以为电力商业化的平稳运行提供许多现代化的工具，也就是可以加大公开透明度。具体来说，第一，配电网自动化可以远程监控用户计量设备，比如：控制负荷、适当调整用电需求量以及更改和冻结用户用电数据等工作。第二，可以为实行新结构电力价格和催缴电费提供有力的保障。

5 配电网自动化的具体实施方案

5.1 自动重合分段器方案

这种方案的特征是当事故发生的时候，自动重合器会按照故障出现的时间进行判断。因此，设置时间时，需要确保变电站内部的断路器要全部断开，并且由线路断路器延长时间进行断开。当线路断路器和变电站内都断开后，应该重新合上变电站内的断路器，进而确保电源侧向负荷侧送电稳定。此外，当故障点上的开关再次合上的时候，站内的断路器会又一次断开，以便于保证第二次送电成功。

5.2 馈线自动化方案

这种方案主要分为两种，分别是计算机集中监控模式与远方监控混合模式。前者，这种模式有单独的控制中心，运作模式是馈线把从终端收集到的信息传递给主站，这样只要配电网线路发生故障的时候，主站就会结合接收到的信息，进行及时的判断，从而排除故障而使供电功能得到恢复。后者，这种模式由三个部分组成，分别是自动化开关、断路器以及智能型负荷开关。不仅具有准确排除故障的功能，而且可以接收远方监控的信息，进而主动参与到网络优化调整中。

5.3 自动重合器方案

这种方案是由两个电源连接的环网划分成有限段数，每段线路由相邻的两端重合器对其做出保护。只要配电网故障出现时，就会及时由上一级的重合器先将故障断开，尽量防止因变电站断开而导致的分合。并且当配电网的任何一段发生故障时，故障段两端的重合器就会同时断开，进而起到隔离故障的作用。这样在出现故障时，可以有针对性地及时排除故障，提升配电网运行的安全性。

6 结束语

总而言之，先进的技术和设备可以帮助企业完成技术升级，增加经济效益。电力系统配电网自动化管理系统可以有效的提升供电的安全性和可靠性，保证供电质量，改进对用户的服务水平，为电力企业的发展提供有力的技术保障。对于电力企业来说，还要注重人才培养，以便于更好的实现电力系统配电网自动化。

参考文献：

[1]彭鑫.电力系统配电网自动化实现技术[J].低碳世界，2017（35）：80-81.

[2]李锐.电力系统中的配电网自动化技术应用分析[J].低碳世界，2017（23）：60-61.

[3]文武.浅谈电力自动化系统技术在配电网运行管理中的应用[J].计算机产品与流通，2017（07）：106-107.

[4]许开熙.电力系统配电网自动化实现技术分析[J].中国高新技术企业，2017（06）：203-204.