城市配电网自动化优化技术分析

刘洋

摘 要：近年来，随着国民经济的建设不断创新与发展，很大程度上也改变了人们的传统生活方式，对其高质量生活的要求也越来越高。从其侧面也不同程度的反映出对其需求不断扩大。如用电需求，从这个意义上来讲，传统的配电方式已经很难满足人们的日常生活。长远角度考虑，作为供电系统必须在确保供电需求的前提下进行安全可靠的成本运行，这就给城市配电网提出了新的挑战及要求。下面文章则针对现阶段我国城市配电网存在的一系列问题进行研究分析，尤其是城市配电网自动化的优化技术，这将对整个用电的解决方案有着不可忽视的重要影响。

关键词：城市配电网；自动化改造；馈线自动化

中图分类号：TM76 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2019）04-0154-02

Abstract： In recent years， with the continuous innovation and development of the national economic construction， to a large extent， people's traditional life style has also changed， and the demand for high quality of life is also getting higher and higher. From its side also reflects the growing demand for its varying degrees. Such as electricity demand， in this sense， the traditional way of distribution has been difficult to meet the daily life of people. In the long run， as a power supply system must ensure the demand for power supply under the premise of safe and reliable cost operation， which put forward new challenges and requirements to the urban distribution network. The following paper studies and analyzes a series of problems existing in urban distribution network in our country， especially the optimization technology of urban distribution automation， which will have an important impact on the whole solution of power utilization which can not be ignored.

Keywords： urban distribution network； automation reform； feeder automation

針对城市配电网现阶段的发展现状，虽然在一定程度上获得了较好的成绩。但是存在的不足也越发明显，尤其是供电的不稳定性，经常性出现短暂停电和供电不足的情况都给用户带来了一定的损失；另一方面电网相互之间的竞争也存在着较大的问题。从某种意义上来讲，我国配电网是二十世纪八十年代才建立的，经过长时间的发展与创新整体来讲发展并不是均匀的，且自动化配电的应用并不能普及到各个城市发展建设中。尤其是在较为发达的城市建设中，对城市配电的自动化要求更是备受关注，也为其自动化的研究和发展提供了有利的发展环境。但是在一些不发达地区对其配电自动化还不是很熟悉，并不能将其很好地应用其中。这就给我国整体城市配电网自动化的使用提出了新的问题。要解决这一问题则必须对其进行深入研究，才能具有一定的现实意义。

1 配电自动化改造理论

配电系统的自动化从理论上来讲则是通过自动化的方式来完成自动配电，这种方式必须利用先进的设备仪器进行远程监控才能得以完成。通常情况配电自动化主要是由三部分组成的，一是配电管理系统；二是配电自动化系统；三是配电SCADA系统。三个部分都是相辅相成的，其中配电管理系统作为整个配电自动化的核心内容是影响配电自动化形成的最主要因素，也是决定其供电稳定性的关键因素。它的主要功能则是对配电网和远程设备进行检测和控制，并在进行过程中可以有效的对传输数据进行数据分析与管理。对其整个电网的配电方式进行合理的保护和采集。配电SCADA其主要是对监控中的开闭和配电室进行合理检测。

配电自动化系统的基本结构为三层结构式，分别为主站、子站和终端。其中配电自动化系统中位于核心位置的是主站，主要负责数据的存储和运算；位于中间位置的是子站，主要负责数据的采集和传输；位于底层的是终端，安装在配电设备上。

配网自动化改造可以分为变电站自动化改造和馈线自动化改造两个主要方面。变电站自动化改造城市配电网自动化改造技术要建立控制中心与变电站的连接以及配电自动化系统与馈线系统的连接；馈线自动化改造要监控电网的运行，并在电网故障时及时准确的找出故障点，方便快速消除缺陷。

2 配电网自动化技术应严格遵循的技术原则

2.1 可靠性原则

可靠性原则是配电网自动化技术中必须遵循的原则，它要求任意时段和供电源都必须是稳定的。如网架、通信设备、主站系统等。这也是城市配电网中比较重要的，只有确保其稳定性才能更好地实现城市配电。

2.2 分散性原则

分散性原则主要包含两个方面的内容：一是分散配电设备；二是分散使用配电的危险。配电设备依据不同的配电需求其型号及功能也存在着较大的差异，在进行重合器机械设备的使用过程时要特别注意其一次性故障所带来的机械损害，对主站内的软件要进行合理的独立设计，使得每个功能的设备都是在独立运行的过程中进行合理配合的，避免整体性的损害。

2.3 简化性原则

从某种意义上来讲，配电自动化系统是一项比较复杂的作业工程。尤其是针对其不懂的配电网人而言，更好好好进行学习。配电设备的配电运行的基础元件一旦发生损害则将对配电自动系统产生无法估计的后果。所以要求在进行配电的过程中为了确保供电的稳定性及用户的安全，可以针对一般的县级城市采取比较简单的原则，使用机械设备不是那么复杂的供电设备，并定期对其进行检查。

3 城市配电网馈线自动化改造技术

馈线自动化形式有三个层次：一是端站层。其主要功能是依据配电过程中可能出现的错误指令进行及时的修正和追踪，并能够依据出现的故障进行及时的处理，这就一定程度上大大提高了工作效率。二是子站层。它的主要功能是负责对端层进行错误的排查和处理，当一定范围内超出子站层的汇报数据时就会对其发生作用和影响，进而调整各个子站之间的协调作业。

从上文的分析得知，馈线自动化的运行原则。但是其改造技术方案也有其不同的形式，主要有以下三种：一种是无信道馈线改造；二是有信道馈线改造；三是综合式馈线改造。这三种改造方案都有其不同的优缺点，在进行配电自动化过程中要依据实际情况进行选择。从某种意义上来讲，无信道和有信道的改造方式都是属于一种就地控制的改造技术方案相对经济比较高，但是存在系统不能及时调整的缺陷。然而综合式的改造方案也改变了这一现状。

4 城市配电网自动化主站与子站系统

通过的上述分析，我们了解到了城市配电网中比较重要的一种自动化配电技术。但就其发展城市配电网最基本的结构主要是自动化系统层的主站层，它主要位于自动化中间层的子站和终端层之间，对整个配电自动化的正常运行都有着不可忽视的重要影响。不言而喻，它的地位是极其重要的，配电自动化系统的主站位于顶端的位置对其下面的子站系统都有着重要的支配作用。尤其是在配电网在进行运行时，会将所有的信息数据进行统计然后传输至主站进行分析，再将分析的数据反馈至子站中指导其运行。

下面针对比较常见的功能进行分析，具体如下：

一是SCADA功能。配电网自动化首先要实现的功能就是SCADA功能，主要包括对数据的采集、远程控制、实时监控、故障记录以及数据存储。以上功能是主站系统的基本功能，其扩展功能有无人值班变电站接口、远程控制馈线保护、设定和修改定值、线路实时显示以及地理接线功能。

二是地理信息管理。由于配电网一般范围较广，数据处理量大，所以要有相关的技术来管理地理信息系統的基础数据。配电网地理信息管理系统是一个具有空间概念的分层管理基础数据库，便于用户对数据进行查询和管理，并且为自动化系统提供基础数据库平台。

三是高级系统程序。主要是指一些能够提升配网管理水平的高级应用软件。配网自动化子站系统主要功能是对配电网自动化进行监控和管理。通过自动化开关设备与自动化信息技术相结合，来实现对配电网的远程监视和控制。配网自动化子站系统的建设能够很好地提升系统的供电可靠性。

5 城市配电网自动化通信系统

随着城市配电网对通信系统需求的不断增大，在进行规划和创新的过程中，针对通信系统经常存在的问题进行简要分析：

一是网络传输过程中带宽不足。就目前来讲我国在通信系统中所采取的技术还是网络技术隔离，这就大大降低了通信传输容量。一些人员在操作的过程中将配合设备和设备计算进行分别统计，这就大大提高了使用成本。且商业通信的容量一般情况下是在1.6Tbit/s，这也是其中发展缓慢的瓶颈之一。

二是传输过程中的可扩展性得不到充分利用。尤其是近年来，随着我国电网业务种类的逐渐增多，原有的固化传输模式已经很难适应带宽的传输变化，这就会对信息数据造成一定影响，使其数据不准确，最终影响供电的稳定性。

针对现阶段我国城市配电网自动化技术在通信系统中存在的主要问题，一些新的自动化优化技术也逐渐被广泛使用起来，这很大程度上弥补了传统通信系统的缺点。

6 结束语

通过上文论述得知，我国目前阶段城市配电网自动化技术主要是由三层结构构成的。如主站、子站和终端等。从某种意义上来讲这三种技术研究都很大程度上推动了我国城市配电网的发展，也大大提高了供电的稳定性。作为相关人员必须在认识到配电网存在不足的同时，还要提高自身在配电网操作过程中的专业认识和操作能力，以便为配电网良好地运行提供保障，进而真正意义上推动我国配电网的发展，为改善人们用电需求提供新的技术保障。

参考文献：

[1]王金芝，江荣汉，李德生，等.配电系统可靠性数据统计与分析[J].湖南大学学报（自然科学版），1994（2）：91-97.

[2]王海燕，曾江，刘刚.国外配网自动化建设模式对我国配网建设的启示[J].电力系统保护与控制，2009（11）：125-129.

[3]叶世勋，张步林，叶曦，等.金藤工业园配电网自动化系统及其技术讨论[J].电力系统自动化，1998（8）：61-63.

[4]朱英伟，何云良，徐文，等.金华地区配电自动化系统一期工程实施方案[J].电力系统自动化，2002（9）：78-79.

[5]控制科学与工程系主持召开“智能自动化、计算与制造”国际研讨会[J].华中科技大学学报（自然科学版），2006（5）：104.

[6]许晓锋.配电网自动化技术问题初探[J].科技资讯，2010.

[7]庞建业，夏晓宾，房牧.分布式发电对配电网继电保护的影响[J].继电器，2007.

[8]王彤，兰森林.分布式发电对配电网的影响[J].华东电力，2010.