摘要：當(dāng)前，隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不斷更新，通信技術(shù)逐漸發(fā)達(dá)，在這些高科技技術(shù)不斷發(fā)展的前提下，電力系統(tǒng)電網(wǎng)控制自動(dòng)化應(yīng)用已經(jīng)越來越廣。自動(dòng)化控制的電力系統(tǒng)配電網(wǎng)可以增強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性，同時(shí)又可以提高經(jīng)濟(jì)效益。我國(guó)電力工作者也逐漸重視電力系統(tǒng)的動(dòng)動(dòng)化控制程度，當(dāng)前電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動(dòng)化程度正在逐步提高。配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)就是結(jié)合信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)，由系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一管理，控制系統(tǒng)中的電力設(shè)備，使其在最優(yōu)模式下工作，即能充分滿足客戶的需求，又能取得最大的經(jīng)濟(jì)效益。文章研究了當(dāng)前電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)，并分析了未來技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng)自動(dòng)化;自動(dòng)化;電力系統(tǒng);實(shí)現(xiàn)技術(shù)

1"配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)

配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，具有高度的靈活性，它分為配網(wǎng)自動(dòng)化主站系統(tǒng)、配網(wǎng)自動(dòng)化子站系統(tǒng)以及配網(wǎng)自動(dòng)化終端三個(gè)子系統(tǒng)。

1.1"配電網(wǎng)自動(dòng)化主站系統(tǒng)

配電網(wǎng)自動(dòng)化主站系統(tǒng)是整個(gè)系統(tǒng)的最高層，由三個(gè)子系統(tǒng)組成，即配電SCADA"主站系統(tǒng)、配電AM/"FM"/"GIS"應(yīng)用子系統(tǒng)DMS、配電故障診斷恢復(fù)和配網(wǎng)應(yīng)用軟件子系統(tǒng)DAS。為了保證配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)投入運(yùn)營(yíng)后能滿足相關(guān)技術(shù)要求，必須對(duì)配網(wǎng)故障診斷恢復(fù)和配網(wǎng)應(yīng)用軟件子系統(tǒng)DAS"進(jìn)行聯(lián)調(diào)測(cè)試。配電主站系統(tǒng)中的AM/"FM"/"GIS是獲取、存儲(chǔ)、檢索、分析和顯示電力設(shè)備的空間定位資料和屬性資料而建立的計(jì)算機(jī)化的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)。

1.2"配電網(wǎng)自動(dòng)化子站系統(tǒng)

配網(wǎng)自動(dòng)化子站系統(tǒng)（SUB-STATION），是為分布主站功能、清晰系統(tǒng)結(jié)構(gòu)層次、優(yōu)化信息傳輸、方便通信系統(tǒng)組網(wǎng)而設(shè)置的中間層，主要管理柱上開關(guān)、配電站端監(jiān)控設(shè)備，完成數(shù)據(jù)采集、當(dāng)?shù)乇O(jiān)控、饋線監(jiān)控及饋線重合閘的功能，并將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳送至配電主站通信處理器。該系統(tǒng)既節(jié)約了主干通道，又使得輸電網(wǎng)自動(dòng)化的成熟成果得以繼承。

1.3"配電網(wǎng)自動(dòng)化終端系統(tǒng)

配網(wǎng)自動(dòng)化終端系統(tǒng)是用于中低壓電網(wǎng)的各種遠(yuǎn)方監(jiān)測(cè)、控制單元的總稱，其主要功能是對(duì)轄區(qū)范圍內(nèi)的柱上開關(guān)、開閉所、環(huán)網(wǎng)柜、配電變壓器等進(jìn)行監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)TTU、FTU"等三遙功能以及對(duì)故障的識(shí)別和控制功能，為配電網(wǎng)自動(dòng)化主站系統(tǒng)奠定良好的配合基礎(chǔ)，也為子站實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)運(yùn)行中的網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)、工況檢測(cè)、優(yōu)化運(yùn)行以及配網(wǎng)故障時(shí)的故障隔離和非故障區(qū)域的恢復(fù)創(chuàng)造了良好的技術(shù)環(huán)境。

2"配電網(wǎng)自動(dòng)化的目的

目前，我國(guó)配電網(wǎng)的供電方式受到電源位置、負(fù)荷分布的限制，以及經(jīng)濟(jì)和地理?xiàng)l件等因素的影響，大體上可分為環(huán)網(wǎng)式、放射式和網(wǎng)格式三大類，這幾種供電方式難以滿足國(guó)家《電力法》要求供電可靠性達(dá)到99.96%的要求，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)自動(dòng)化成為了順應(yīng)發(fā)展趨勢(shì)之舉。具體來說，配電網(wǎng)自動(dòng)化的目的主要有以下幾點(diǎn)：

2.1"降低運(yùn)行成本

過去，為保證重要用戶的供電可靠性，多采用由變電站直接向用戶雙路或多路供電、互為備用的做法。這種方法因需要的線路較多而增加了運(yùn)行成本，投資較大，且設(shè)備利用率低，常會(huì)出現(xiàn)線路空閑的狀況。實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)自動(dòng)化，一方面可以合理地安排網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，保證用戶供電線路發(fā)生故障后，能及時(shí)由其它的健康線路繼續(xù)供電，充分發(fā)揮設(shè)備潛力，顯著節(jié)省設(shè)備投資;另一方面，配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)還可以監(jiān)視配電線路及相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，為及時(shí)確定線路故障點(diǎn)及原因、縮短故障修復(fù)時(shí)間、降低檢修費(fèi)用等創(chuàng)造了條件。

2.2"改善供電質(zhì)量

配電網(wǎng)自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)，還可以提高運(yùn)行管理水平和改善供電質(zhì)量。具體來說，首先是可以優(yōu)化無功潮流，減少線損，防止因過負(fù)荷產(chǎn)生的供電質(zhì)量下降;其次，可以減少供電和維修工作中所需的人工參與;最后，還可以對(duì)配電網(wǎng)的負(fù)荷狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，為電網(wǎng)的規(guī)劃提供第一手資料。另外，配電網(wǎng)自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)還可以有效防止竊電等不文明現(xiàn)象的滋生。

2.3"推動(dòng)電力商業(yè)化運(yùn)行

配電網(wǎng)自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)還可以為電力商業(yè)化的運(yùn)行提供現(xiàn)代化工具，即可以提高與用戶發(fā)生商業(yè)性行為的手續(xù)辦理效率，增加透明度。具體來說，首先配電網(wǎng)的自動(dòng)化可以對(duì)用戶計(jì)量設(shè)備實(shí)施遠(yuǎn)程遙控，進(jìn)行諸如：調(diào)整用電需求量、控制負(fù)荷、在更改用戶或改變電價(jià)時(shí)凍結(jié)用戶用電量數(shù)據(jù)等的工作;其次，配電網(wǎng)的自動(dòng)化可以實(shí)現(xiàn)從用戶電能表自動(dòng)抄表到計(jì)收電費(fèi)的全過程自動(dòng)化;最后，可以為新結(jié)構(gòu)電價(jià)的實(shí)施和電費(fèi)催繳奠定基礎(chǔ)。

3"電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)技術(shù)

3.1"面向?qū)ο虻脑O(shè)計(jì)技術(shù)

配電網(wǎng)是按照變電站、饋線、開關(guān)或者變壓器以及負(fù)荷分層分布。一個(gè)區(qū)域當(dāng)中包括

各個(gè)饋線子網(wǎng)，每個(gè)饋線子網(wǎng)即一個(gè)變電站，每個(gè)饋線子網(wǎng)又包括各個(gè)節(jié)點(diǎn)。每個(gè)節(jié)點(diǎn)歸屬于一個(gè)管理節(jié)點(diǎn)，并由聯(lián)絡(luò)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)絡(luò)管理。通常各個(gè)變電站之間的節(jié)點(diǎn)是不能進(jìn)行通信的，因?yàn)橹挥袣w屬于同一饋線子網(wǎng)上的節(jié)點(diǎn)才有通信的必要。但是當(dāng)遇到特殊情況時(shí)，如網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)時(shí)，節(jié)點(diǎn)需要溝通其當(dāng)饋線子網(wǎng)中的節(jié)點(diǎn)時(shí)，就需要通知聯(lián)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，當(dāng)、當(dāng)聯(lián)絡(luò)節(jié)點(diǎn)允許其通信時(shí)，不同變電站的節(jié)點(diǎn)才可以進(jìn)行通信。網(wǎng)絡(luò)管理節(jié)點(diǎn)在饋線子網(wǎng)上的第一個(gè)子站，該節(jié)點(diǎn)記錄著饋線子網(wǎng)上子節(jié)點(diǎn)的信息，此種設(shè)計(jì)是面向?qū)ο虻脑O(shè)計(jì)技術(shù)，有利于網(wǎng)絡(luò)的不斷擴(kuò)展。理論上全網(wǎng)中的每一節(jié)點(diǎn)都有可能與網(wǎng)中其它節(jié)點(diǎn)通信。在自動(dòng)配電系統(tǒng)當(dāng)中，每一節(jié)點(diǎn)都對(duì)應(yīng)著其所在饋線中的一個(gè)管理節(jié)點(diǎn)，與管理節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信。如果某一節(jié)點(diǎn)"A"不能夠與其管理節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信，則網(wǎng)絡(luò)會(huì)自動(dòng)自檢節(jié)點(diǎn)，此時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)為丟失狀態(tài)。系統(tǒng)會(huì)改變中繼，由管理節(jié)點(diǎn)去搜索該節(jié)點(diǎn)。當(dāng)管理節(jié)點(diǎn)也不能搜索到該節(jié)點(diǎn)時(shí)，會(huì)報(bào)告給饋線子網(wǎng)的聯(lián)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，即完成漫游申請(qǐng)。此漫游申請(qǐng)經(jīng)將匯報(bào)給側(cè)變電站的通信息管理節(jié)點(diǎn)，由此管理節(jié)點(diǎn)對(duì)漫游的新節(jié)點(diǎn)進(jìn)行重新注冊(cè)。注冊(cè)成功后會(huì)發(fā)通知給配調(diào)中心，由配調(diào)中心通知相關(guān)變電站，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)的全網(wǎng)漫游。

3.2"自動(dòng)設(shè)置中繼技術(shù)

在軟件設(shè)計(jì)當(dāng)中對(duì)"NDLC"中繼節(jié)點(diǎn)設(shè)置了轉(zhuǎn)發(fā)、接收信息的功能模塊，使其即能夠成為一般結(jié)點(diǎn)，又能夠?qū)崿F(xiàn)信息的轉(zhuǎn)發(fā)與接收功能。設(shè)計(jì)中對(duì)于"NDLC"中繼節(jié)點(diǎn)采用了數(shù)字信號(hào)，信號(hào)可以在網(wǎng)絡(luò)中不失真?zhèn)鬏?，并且由于傳輸?shù)男畔⑿　㈩l率低，因此對(duì)于網(wǎng)上通信不會(huì)造成太大壓力。整個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中任意兩個(gè)相臨節(jié)點(diǎn)間若能實(shí)現(xiàn)通信，則整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的任節(jié)點(diǎn)都可以相互通信。通過自動(dòng)設(shè)置中繼技術(shù)，在滿足這一條件的基礎(chǔ)上可以解決通信距離問題。

4"未來技術(shù)發(fā)展

未來，電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動(dòng)化將有以下幾種發(fā)展趨勢(shì)。

首先是逐漸提高電能的質(zhì)量。當(dāng)前，在工業(yè)生產(chǎn)中大量大功率的電子設(shè)備數(shù)據(jù)增多，隨之而來的是對(duì)電能質(zhì)量要求的不斷提高。當(dāng)前，很多電力工作者都在探索提高電能質(zhì)量的新課題。DSP"對(duì)于提高電能質(zhì)量起到了重要的作用。通過高速數(shù)字信號(hào)處理器可以使系統(tǒng)提高其可靠性與靈活性。同時(shí)可以通過算法的改進(jìn)，達(dá)到提高電能質(zhì)量的目標(biāo)。

第二，實(shí)施配電網(wǎng)系統(tǒng)保護(hù)。饋線自動(dòng)化把通信作為基礎(chǔ)，實(shí)施配電網(wǎng)全局性的數(shù)據(jù)控制及采集，進(jìn)而使配電高級(jí)應(yīng)用—PAS"與配電SCADA"得以實(shí)現(xiàn);還把地理信息系統(tǒng)—GIS作為平臺(tái)，確保了配電網(wǎng)的設(shè)備管理的實(shí)現(xiàn);同時(shí)"PAS、SCADA"與"GIS"的一體化就促進(jìn)配電網(wǎng)自動(dòng)化成為配電網(wǎng)管理與配電監(jiān)控及保護(hù)的全方位自動(dòng)化運(yùn)行管理系統(tǒng)，此方案已經(jīng)成為當(dāng)前配電網(wǎng)自動(dòng)化的主要方案。

第三，分布式小電流接地保護(hù)方案。未來，完全分布的"FTU"將會(huì)在探索小電流接地保護(hù)方案發(fā)面綻露頭角。完全分布的"FTU"具有很高準(zhǔn)確度、較大的承載量，運(yùn)用此技術(shù)可以很容易獲得配電網(wǎng)的整個(gè)電流負(fù)序分量分布狀況，能夠運(yùn)用負(fù)序電流的突變量與小波分析技術(shù)，以使識(shí)別的可靠性及靈敏度有效提高。此種基于配電自動(dòng)化的小電流接地保護(hù)方案有著優(yōu)越的性能，其具有喜人的發(fā)展前景。

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