摘 要：本文介紹了配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的構(gòu)成及內(nèi)容，進(jìn)而從多個方面分析了配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的實施原則。最后，結(jié)合義烏市配電網(wǎng)現(xiàn)狀研究了城市電網(wǎng)配網(wǎng)自動化的實施基礎(chǔ)，對于城市配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的實施有很好的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：電網(wǎng)；配網(wǎng)自動化；實施；原則

中圖分類號： U665.12 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

1 配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的構(gòu)成及內(nèi)容

作為城市電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)的重要內(nèi)容，配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的實施與應(yīng)用必須與城市電網(wǎng)網(wǎng)架的規(guī)劃和建設(shè)相結(jié)合。配網(wǎng)自動化系統(tǒng)（DMS）的構(gòu)成及內(nèi)容如下：

1.1 配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的構(gòu)成

①數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控系統(tǒng)（SCADA）。又被稱為配電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)，通過該系統(tǒng)，電網(wǎng)調(diào)度人員可以對配電網(wǎng)進(jìn)行監(jiān)視、控制和協(xié)調(diào)。此外，其還是各種配電網(wǎng)運行自動化高級應(yīng)用功能實現(xiàn)的基本平臺。

②變電所自動化系統(tǒng)（SA）。該系統(tǒng)主要完成變電所保護(hù)、監(jiān)控以及遠(yuǎn)動功能，其向SCADA系統(tǒng)提供變電所實時運行信息，并接受遠(yuǎn)程控制調(diào)節(jié)命令。

③饋線自動化系統(tǒng)（FA）。該系統(tǒng)作用在于實現(xiàn)中壓電網(wǎng)的自動故障定位、隔離及恢復(fù)供電等，其是以SCADA監(jiān)控功能為基礎(chǔ)的。

④負(fù)荷管理系統(tǒng)（LM）。其主要完成負(fù)荷管理功能，也是基于SCADA的監(jiān)控功能。

⑤自動讀表系統(tǒng)（AMR）。目前AMR系統(tǒng)往往是作為一個獨立的系統(tǒng)來建設(shè)，但SCADA系統(tǒng)能夠從其中獲取電力用戶負(fù)荷運行狀態(tài)的數(shù)據(jù)，以避免重復(fù)建設(shè)。

⑥自動繪圖／設(shè)備管理／地理信息系統(tǒng)。該系統(tǒng)以GIS為平臺來對某一個區(qū)域的配電網(wǎng)進(jìn)行管理，其既可以獨立運行，也可以與SCADA系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，實現(xiàn)更為全面的配網(wǎng)自動化功能。

⑦用戶信息系統(tǒng)（CIS）。又稱為用電管理系統(tǒng)，能夠完成各種用電管理功能。

⑧停電管理系統(tǒng)（OMS）。該系統(tǒng)主要實現(xiàn)了故障管理以及停電計劃管理。

1.2 配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的內(nèi)容

①饋線自動化，即配電線路自動化。其主要完成饋電線路的監(jiān)測、故障診斷與隔離、控制、以及網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)。

②變電站自動化。作為配網(wǎng)自動化的重點，變電站自動化主要包括了站內(nèi)各種電氣設(shè)備的監(jiān)測，以及與上級控制中心和其他系統(tǒng)的通信等。

③用戶自動化。其主要功能有負(fù)荷管理以及用戶管理兩大部分。

④配電管理自動化。其主要是指通過計算機(jī)以及現(xiàn)代通信技術(shù)等對配電網(wǎng)的運行進(jìn)行管理。

⑤配電系統(tǒng)自動化的通信系統(tǒng)。其主要是實現(xiàn)從饋線自動化到全方面的配網(wǎng)自動化。

2 配網(wǎng)自動化系統(tǒng)實施原則

2.1 要統(tǒng)一規(guī)劃并分步實施

由于配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的投入很大，因此應(yīng)根據(jù)地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平來對配網(wǎng)自動化的建設(shè)進(jìn)行規(guī)劃，要注重投入與產(chǎn)出的效益。此外，配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的建設(shè)必須基于良好的城市配電網(wǎng)規(guī)劃，要做好統(tǒng)一規(guī)劃并分步實施，逐步完善各項功能和擴(kuò)展應(yīng)用范圍。

2.2 經(jīng)濟(jì)效益的原則

配網(wǎng)饋線的分段數(shù)以及分段開關(guān)的選擇、調(diào)度主站以及通信通道方式的選擇等都會影響到配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益，因此需要在詳細(xì)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較的基礎(chǔ)上來制定建設(shè)方案。例如10kV配網(wǎng)中，饋線應(yīng)合理分段，饋線分段并不是越多越好，過多的分段將使供電成本急劇增加，而供電可靠性則不成比例地提高。一般應(yīng)按負(fù)荷密度的高低、線路長度、每多供1kwh電量的收益及開關(guān)單價經(jīng)過統(tǒng)計計算比較，按區(qū)段上負(fù)荷大小基本相等的原則來決定分段數(shù)，其中該方法對饋線的開、閉環(huán)網(wǎng)均可進(jìn)行有效的效益統(tǒng)計分析來決定分段數(shù)；其中，分段開關(guān)宜采用真空或SF6滅弧，SF6氣體絕緣的負(fù)荷開關(guān)，并選擇相應(yīng)配套的配網(wǎng)自動化系統(tǒng)分段開關(guān)的遠(yuǎn)程監(jiān)控終端。另外，配電網(wǎng)實時信息的采集對于主站規(guī)模以及軟件功能的設(shè)計有直接影響，因此對投資影響的敏感度最高，

2.3 關(guān)于系統(tǒng)選型

配網(wǎng)自動化系統(tǒng)主要基于SCADA平臺和GIS平臺，因此加強(qiáng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的收集和整理至關(guān)重要。為了適應(yīng)配電網(wǎng)及其用戶數(shù)據(jù)更新頻率很快的特點，平臺應(yīng)有一個統(tǒng)一的數(shù)據(jù)環(huán)境，設(shè)置專門人員對配電網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行更新，這樣即能保證數(shù)據(jù)維護(hù)、修改和更新保持唯一性、精確性，尤其能保證調(diào)度操作的安全、現(xiàn)場檢修施工作業(yè)的安全、用戶業(yè)擴(kuò)報裝的準(zhǔn)確和及時以及配電網(wǎng)管理工作效率的提高。

在系統(tǒng)開放性方面，要采用標(biāo)準(zhǔn)的TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，支持多種RTU（FTU）規(guī)約，采用API應(yīng)用程序接口，具備用戶應(yīng)用軟件的開發(fā)環(huán)境等。

2.4 做好相應(yīng)的通信通道規(guī)劃和建設(shè)

配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的實施建設(shè)必須要有一個完善的通訊規(guī)劃。因此，通信通道規(guī)劃和建設(shè)應(yīng)歸屬于配網(wǎng)自動化系統(tǒng)建設(shè)的一個重要組成部分。音頻通信電纜、無線通信、光纖通信、載波通信等都是可供選擇的通信方式，應(yīng)根據(jù)所需要傳送的信息量多少、可靠性、傳輸速率以及抗干擾能力等要求，并經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較來綜合確定。一般情況下都是采用混合方式，同時提倡通信通道的綜合利用以避免重復(fù)投資。配電網(wǎng)通信通道具有以下特點：

①配網(wǎng)的通信網(wǎng)節(jié)點不僅多，而且分散、交叉。

②各節(jié)點的距離較近。

③每個監(jiān)控點的信息量不多，應(yīng)具有主動上報的功能。

④通訊路由的選擇要多樣化以適應(yīng)城市配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的變化。

3 城市電網(wǎng)配網(wǎng)自動化的實施基礎(chǔ)

一個網(wǎng)架結(jié)構(gòu)合理的城市配電網(wǎng)是配網(wǎng)自動化系統(tǒng)實施的基礎(chǔ)。因此，在建設(shè)配網(wǎng)自動化系統(tǒng)之前，必須對城市配電網(wǎng)進(jìn)行改造，解決網(wǎng)架不合理、饋線負(fù)荷分布均勻等現(xiàn)狀問題[3]。

3.1 城市配電網(wǎng)現(xiàn)狀存在的問題

以義烏配電網(wǎng)為例，目前在義烏市進(jìn)行配網(wǎng)自動化系統(tǒng)建設(shè)過程中存在以下問題：

①配電網(wǎng)供電能力不足、饋線負(fù)載率偏高。由于上級變電站布點不足，出線受限，線路負(fù)載率偏高，有47條10kV線路負(fù)載率超過80%。主城區(qū)中壓配網(wǎng)線路供電能力略顯不足，線路負(fù)載率超標(biāo)線路較多，應(yīng)加快變電站布點。國際商貿(mào)城、蘇溪工業(yè)園區(qū)、城西生產(chǎn)資料市場區(qū)塊、經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)四期作為未來負(fù)荷主要增長點，應(yīng)加快配網(wǎng)建設(shè)，提高配網(wǎng)供電能力。

②供電可靠性有待提高?？赊D(zhuǎn)供率偏低。有209條饋線在故障情況下不能轉(zhuǎn)供負(fù)荷，占總線路的47%。分段數(shù)偏少，分段不合理。分段容量大于3000kVA或分段裝接配變數(shù)過多的線路共計139條，占總線路的32%，其中主城區(qū)的線路問題較嚴(yán)重。

③其它問題。主干長度超過5 km的線路有46條，其中義西南和義東北的問題突出。存在重載小截面主干線路4條，均處于義西南和義東北分區(qū)，影響中壓線路輸送能力；且部分線路主干型號多樣，造成線路卡脖子。共計18條線路的綜合配變負(fù)載率在80%以上，處于高負(fù)荷運行狀態(tài)。

3.2 城市配電網(wǎng)改造的實施

在遵循配網(wǎng)自動化系統(tǒng)實施原則下，按國家電網(wǎng)配電網(wǎng)技術(shù)導(dǎo)則要求，在城市滿足配電網(wǎng)供電電源的情況下，可以按以下方式來實現(xiàn)：建設(shè)架空線單條線路合理分段、相鄰線路“手拉手”的單環(huán)供電模式；電纜線路單環(huán)網(wǎng)、雙環(huán)網(wǎng)、雙輻射進(jìn)線開關(guān)站、三路進(jìn)線開關(guān)站供電模式。其中，單環(huán)網(wǎng)適用于負(fù)荷密度不高、三類用戶較為密集、一般可靠性要求的區(qū)域；雙射網(wǎng)適用于負(fù)荷密度較高、二類用戶較為密集、可靠性要求較高，但開發(fā)尚不成熟的區(qū)域；雙環(huán)網(wǎng)適用于負(fù)荷密度較高、二類用戶較為密集、可靠性要求較高，開發(fā)比較成熟的區(qū)域；三雙：適用于負(fù)荷密度較高、二類用戶密集、可靠性要求高，開發(fā)成熟的區(qū)域。該接線方式通常對雙環(huán)網(wǎng)接線方式進(jìn)行擴(kuò)展改造而成；而開關(guān)站接線則適用于負(fù)荷密度較高、二類用戶集中、可靠性要求較高的區(qū)域，特別適合報裝容量較大、位置集中的工業(yè)或商業(yè)用戶。

結(jié)語

城市配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的實施與建設(shè)是電力系統(tǒng)現(xiàn)代化發(fā)展的必然趨勢。技術(shù)在發(fā)展，需求也在提高，我們應(yīng)致力于對配網(wǎng)自動化實施原則的研究，結(jié)合實際情況，特別是與當(dāng)?shù)嘏潆娋W(wǎng)網(wǎng)架的規(guī)劃和建設(shè)相結(jié)合，以建設(shè)成先進(jìn)、通用和標(biāo)準(zhǔn)的配網(wǎng)自動化系統(tǒng)，這樣對電力市場的發(fā)展具有重要意義。

參考文獻(xiàn)

[1] 林元績.配電系統(tǒng)自動化規(guī)劃及應(yīng)用原則[J].浙江電力，2001，1：1-7.

[2] 閏懷成.論配網(wǎng)自動化的應(yīng)用[J].廣東科技，2008，9：153-155.

[3] 毛萍.配網(wǎng)自動化的基礎(chǔ)建設(shè)及應(yīng)用[J].四川電力技術(shù)，2008，2：57-60.

[4] Q/GDW 370-2009城市配電網(wǎng)技術(shù)導(dǎo)則[S].國家電網(wǎng)公司，2009，附錄B：23-25

[5] GB 50613 -2010城市配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計規(guī)范[S]. 中國電力企業(yè)聯(lián)合會，2010 ，9：23-24