城市配电网自动化综述

【摘要】随着社会的不断发展进步，加快城市配电网络的建设与改造已成为当前电力工作发展的重点项目。如何实现城市配电网络的自动化，为用户提供可靠、稳定的电力，是社会各界广为关注的问题。本文主要论述了城市配电网自动化的相关项目和发展趋势，为电力部门优化电力，做好电力服务工作提供简单参考。

【关键词】配电网自动化技术系统

1.概述

配电网自动化就是配电系统无论在正常运行或发生事故的情况下，都可以利用现代通讯技术、电子技术及计算机网络技术实现配电系统的控制、监测、保护和配电管理的现代化。配电网自动化主要包括馈线自动化和配电管理系统，其中，馈线自动化又涵盖了变电站自动化。配电网自动化技术是对配电网进行就地或远方实时数据收集、调节、控制和事故处理的技术，它能够快速处理事故，从而改善电网质量，降低电力损耗，为配电网的安全经济运行提供了保障。

2.配电网的现状

国内外配电网自动化的起步有很大距离,欧美国家早在80年代初就已经开始对配电自动化进行研究了,中国的配电自动化则在90年代之后才引起重视。配电自动化的发展大致可以分为三个阶段：第一，分段器和重合器等自动化开关设备配合实现隔离故障区并恢复健全区域供电的配电网自动化阶段。第二，利用馈线终端单元、通信网络及后台计算机网络监控配电网正常运行，并在配电网出现运行故障时及时判断的自动化阶段。第三，这一阶段是以第二阶段的自动化系统为基础，增加计算机自动完成故障处理功能的闭环自动控制阶段[1]。近年来，国内外发展的速度都很快，特别是随着现代通信技术、电子技术和计算机网络技术等高科技技术的发展,配电自动化在各个领域都有突破性进展。

2.1国外配电网的现状

国外发展配电自动化始于20世纪80年代的中期，已有30多年的发展历史。日本在配电自动化方面的发展是比较先进的，已经开发了配电故障定位及隔离、配电网监控、预测雷电、变压器及用户负荷管理、用户设备监控、小电流故障接地选线、自动检测用户电量、负荷集中控制、编辑维修计划等等相关配电自动化技术，在这方面已经有极高的水平。美国的配电网自动化技术也较为前沿，他们的负荷监控、自动绘图系统、设备管理系统、馈线分段和切换自动操作、综合电压控制、无功功率控制以及故障维修和供电恢复系统都具有比较全面的技术应用。另外，其他国家的电网模拟、SCADA系统、负荷监控、电能质量监控、故障分析技术、用户电量计费及供电自动恢复等技术都有一定的水平[2]。

2.2国内配电网的现状

随着城网改革的不断深入，我国的配电网技术得到很大程度地发展，大量高性能的电力设备在配电自动化中得到越来越多的应用。如今，我国的配电自动化功能已经包括了变电站自动化、馈线自动化、配电动态模拟、变电器巡检、SCADA系统管理、用户故障报修、地理信息系统等，在子系统信息共享、功能共享的配电综合自动化方面也有了一定的成就。但总的来说，我国的配电自动化还处于起步阶段，仍存在许多的现实问题，从配电自动化系统可以选用的通信方式上还没有一种能够很好满足配电自动化系统各个层次需求的通信技术，需要继续完善开发。

3.配电网自动化的模式

配电网自动化的主要内容就是馈线自动化和配电管理系统，馈线自动化是配电网自动化的基础。要实现馈线自动化，必须实现故障诊断、定位和自动隔离的功能，根据故障处理方法，配电自动化有以下几种方式：

3.1 远方集中控制模式

这个模式又称电流型集中控制模式，需要有反应敏捷可靠的信息系统支持。它是馈线自动化系统将配电网自动化系统从终端采集来的故障信息，传输到配电网自动化系统的主站或者子站，再由配电网自动化主站或子站的FA软件对信息表示的故障进行集中定位、诊断、分析，最后发出控制命令远方遥控故障隔离，以及优化重构网络功能。它的优点是可以对馈线进行分层，处理迅速可靠，但该模式投资较大，需要的支持系统建设工作量大[3]。

3.2配网故障监测模式

配网故障监测模式不具备控制功能，而且必须安装故障信息的采集终端。馈线终端只能对开关电压、电流和状态进行一次监测。终端将信息输入到主站系统之后，主站对线路的运行状态和故障位置、类型、程度进行分析，但无法自动隔离故障区域并恢复非故障区域供电，需要工作人员到现场进行处理。采用该模式可以快速可靠的定位故障，遥测采集接口开关，但是，配网故障检测模式并不是全自动的配电自动化模式，还需要大力改进发展。

3.3就地控制模式

就地控制模式是一个能够脱离主站控制的配电网自动化模式，主要由配电网自动化终端即智能化开关组成。该模式主要有重合器、电压时间和自动分段器三种类型，它能够对馈线故障进行就地判断和隔离，但不一定会对配电网络进行重构。就地控制模式不需要通讯，也不需要建立主站系统。

3.城市配电网自动化技术的发展趋势

随着计算机技术的不断发展，配电网自动化将会用到越来越多的新技术，自动化程度会越来越高，配电网的安全稳定性也将得到更大的保障，为广大用电户及电力企业带来更多的效益。

3.1新型的通信技术

可以运用于配电自动化的通信技术有很多，但各有其优缺点。GPRS通信技术是在GSM 系统的基础上发展出来的新的数据传输技术，具有传输速度快、永远在线、计费准确、支持各终端数据互相传输等优点，是一种低成本、高效的通信技术。在配电网自动化系统中使用GPRS技术，是一个新的研究课题，在配电网实际运行时，能对配电故障进行快速有效的判断和隔离，而且可以与配电管理系统紧密结合，对电网运行状态进行实时监控，实现配电网的真正全自动化。

3.2全可控的电力系统

目前，电力系统还依赖着六氟化硫断路器、油断路器、真空开关等高压机械开关，还做不到完全可控，这是因为机械改变的过程比电的改变过程慢很多。所以，“电网控制”实际上还是一个调度员的决策支持的半自动系统。如果用大功率的电子开关替代高压机械开关，电力系统就能实现真正的灵活调节控制，成为名副其实的全自动。

3.3从多岛化到集成的配电管理系统

由一些单项的、分散的多岛自动化所组成的传统配电网自动化存在许多缺陷，例如：功能重叠且不能互补、不能共享数据、不能借用通道等等。如果把这些单项的自动化系统用计算机通信技术和网络技术相互连接起来,比如通过少量接口转换把负荷管理和管理信息系统、配电网的数据采集和监控互联，组成一个混合系统，这样既实现了多应用系统集成，又能保护用户原有硬软件投资[4]。

3.4定制电力技术的应用

定制电力技术的关键是采用电力电子设备。这项技术可以在配电系统发生瞬时断电、电压突升、电压突降等扰动时，对谐波进行有效的滤波,补偿下降的电压或短时断电,补偿不平衡的相电流,改进功率因数。这项技术在提高供电质量方面有着很高的研究价值。

4.结语

电力系统现代化的必然结果就是实现配电网自动化，配电网自动化是挖掘配电网潜力、确保满足用户对电力质量要求、提高电力公司效益的最有效手段，是用户和电力公司都乐见其成的。目前，我国的配电网自动化技术已经足够成熟，电力企业只需要根据自身配电网络在地理环境、用户性质、规模范围、管理模式等方面的特殊条件选择最佳的自动化系统模式，对配电网络进行建设和改造，建

设成符合本国国情、具有本国特色的配电网自动化系统。

【参考文献】

[1]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):29-31

[2]王毅,郭寅昌. 配电自动化技术发展综述[J].电气时代.2012,(01):43-45

[3] 郝玉山.城网配电综合自动化系统新技术[J].国际电力.1999,(04):44-48

[4]黄佳宁.我国配电自动化发展趋势的研究[J].今日科苑.2010,(24):133-135.

[5] 邓范伟.浅谈配电自动化系统分析与发展趋势[J].民营科技.2011,(05):9.