劉凱倫

(邵陽學(xué)院，湖南 邵陽 422000)

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我國配電自動(dòng)化的現(xiàn)狀和發(fā)展

劉凱倫

(邵陽學(xué)院，湖南 邵陽 422000)

摘要：近年來，在電力技術(shù)不斷發(fā)展和國家大力財(cái)政投入的基礎(chǔ)上，我國配電自動(dòng)化系統(tǒng)的建設(shè)發(fā)展非?？?。但受制于地區(qū)環(huán)境和經(jīng)費(fèi)的限制，配電自動(dòng)化發(fā)展還存在很多不足。在未來的配電自動(dòng)化發(fā)展中，功能分層分布、配電網(wǎng)系統(tǒng)保護(hù)、分布式小電流接地保護(hù)和主站一體化是發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：配電自動(dòng)化；配電網(wǎng)；配電管理系統(tǒng)；發(fā)展

配電網(wǎng)自動(dòng)化是隨著城市建設(shè)規(guī)模及用電負(fù)荷迅速增長和供電可靠性要求而提出的，但是當(dāng)前我國配電網(wǎng)規(guī)劃及發(fā)展與城市發(fā)展的需求還不適應(yīng)。為了更好地滿足工業(yè)用電和居民用電，減少電路損耗，實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化是未來電網(wǎng)建設(shè)的必然趨勢。

1配電自動(dòng)化概述

配電自動(dòng)化概念由美國科學(xué)家在上世紀(jì)90年代首次提出，其指的是利用現(xiàn)代電子、計(jì)算機(jī)、通信及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將配電網(wǎng)在線數(shù)據(jù)和離線數(shù)據(jù)、配電網(wǎng)數(shù)據(jù)和用戶數(shù)據(jù)、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和地理圖形進(jìn)行信息集成，構(gòu)成完整的自動(dòng)化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)及其設(shè)備正常運(yùn)行及事故狀態(tài)下的監(jiān)測、保護(hù)、控制、用電和配電管理的現(xiàn)代化。從這個(gè)概念可以看出，配電自動(dòng)化應(yīng)包括以下幾部分：第一，變電站自動(dòng)化，即應(yīng)用自動(dòng)控制技術(shù)和信息處理與傳輸技術(shù)，通過計(jì)算機(jī)硬軟件系統(tǒng)或自動(dòng)裝置代替人工對(duì)變電站進(jìn)行監(jiān)控、測量和運(yùn)行操作；第二，10kV饋線自動(dòng)化，即完成10kV饋電線路的監(jiān)測、控制、故障診斷、故障隔離和網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)；第三，配電管理系統(tǒng)，即用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)、信息處理及通信等技術(shù)，并在GIS平臺(tái)支持下對(duì)配電網(wǎng)的運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)視、管理和控制；第四，用戶自動(dòng)化，即需求側(cè)管理，主要包括負(fù)荷管理、用電管理、需方發(fā)電管理等。配電自動(dòng)化需要由配電網(wǎng)和配電管理系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。配電網(wǎng)又稱配電系統(tǒng)，由變電所、配電所、配電變壓器及以下各級(jí)線路、發(fā)電廠直配線路和進(jìn)戶線及用電設(shè)備等組成。配電管理系統(tǒng)對(duì)變電、配電到用電進(jìn)行監(jiān)視、控制和管理，從而實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化。

2我國配電自動(dòng)化的現(xiàn)狀

本世紀(jì)以來，在電力技術(shù)不斷發(fā)展和國家大力財(cái)政投入的基礎(chǔ)上，我國配電自動(dòng)化系統(tǒng)的建設(shè)發(fā)展非常快，市區(qū)變電站已基本實(shí)現(xiàn)。但是要實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化，饋線自動(dòng)化是應(yīng)有之義，然而由于實(shí)現(xiàn)壓配網(wǎng)的饋線自動(dòng)化非常復(fù)雜，配電系統(tǒng)及其設(shè)備的分布量大面廣，饋線自動(dòng)化設(shè)備費(fèi)用高昂，在一次設(shè)備方面，由于國產(chǎn)的中壓配網(wǎng)開關(guān)設(shè)備具備可遙控操作的功能還比較少，因而設(shè)備的進(jìn)口依賴度非常高，這就使得配電自動(dòng)化難以在一個(gè)區(qū)域供電局所管轄的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)同時(shí)全面鋪開。

在配電自動(dòng)化建設(shè)的過程中，配電自動(dòng)化系統(tǒng)的站短設(shè)備非常多，由于對(duì)設(shè)備的要求高，規(guī)模大，建設(shè)費(fèi)用高昂，使得配電自動(dòng)化在短期內(nèi)難以實(shí)現(xiàn)。同時(shí)，配電自動(dòng)化的測控對(duì)象非常繁多，給系統(tǒng)組織管理帶來較大的困難。配電網(wǎng)的許多設(shè)備都是在戶外使用的,設(shè)備的抗惡劣環(huán)境能力(如電磁環(huán)境、溫差、冰雪等惡劣天氣)是配電自動(dòng)化建設(shè)過程中必須解決的問題。在配電自動(dòng)化通信方面，還沒有一種通信方式能夠單獨(dú)滿足通訊系統(tǒng)的要求,必須綜合采用多種通訊方式，使得通信系統(tǒng)建設(shè)難度非常大。此外，由于野外現(xiàn)場RTU的控制電源和工作電源的提取問題異常困難，使得故障位置判斷、隔離故障區(qū)段、恢復(fù)正常區(qū)域的供電工作難以高效開展。

3我國配電網(wǎng)自動(dòng)化發(fā)展趨勢

3.1功能分層分布。配電網(wǎng)自動(dòng)化與通信系統(tǒng)是密切相關(guān)的，為了貫徹功能下放、分級(jí)分層、提高事故響應(yīng)速度的原則，配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)被分為主站、子站、饋線三個(gè)層次。目前在主站與子站之間一般采用光纖以太網(wǎng)和光纖環(huán)網(wǎng)這兩種光纖通信方式。當(dāng)前，光纖環(huán)網(wǎng)發(fā)展相對(duì)成熟，但是光纖以太網(wǎng)是未來通信的發(fā)展趨勢，且目前光纖以太網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)及相關(guān)設(shè)備已得到實(shí)踐檢驗(yàn)，正在推廣應(yīng)用。當(dāng)前我國配電網(wǎng)的子站與饋線之間一般采用光纖、雙絞線、電力線載波和無線等多種通信手段混合的方式，以實(shí)現(xiàn)不同條件下配電網(wǎng)自動(dòng)化的通信需求。

3.2配電網(wǎng)系統(tǒng)保護(hù)。配電自動(dòng)化包括饋線自動(dòng)化和配電管理系統(tǒng)兩個(gè)部分。饋線自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)對(duì)饋線信息的采集和控制，其在運(yùn)行的同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了饋線保護(hù)。在饋線自動(dòng)化系統(tǒng)中，通信是核心。以通信為基礎(chǔ)可實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)全局性的數(shù)據(jù)采集與控制，從而實(shí)現(xiàn)配電SCADA、配電高級(jí)應(yīng)用；同時(shí)以地理信息系統(tǒng)為平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了配電網(wǎng)的設(shè)備管理、圖資管理；而SCADA、配電高級(jí)應(yīng)用和地理信息系統(tǒng)的一體化則促使配電網(wǎng)自動(dòng)化成為提供配電保護(hù)與監(jiān)控、配電網(wǎng)管理的全方位自動(dòng)化運(yùn)行管理系統(tǒng)。

3.3分布式小電流接地保護(hù)。對(duì)于小電流系統(tǒng)的接地故障，負(fù)序分量比零序分量具有更大的優(yōu)越性。高壓側(cè)折算到變電站母線處的負(fù)序等值阻抗遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于各出線的負(fù)序阻抗。這點(diǎn)導(dǎo)致負(fù)序分量與零序分量相比在處理故障選線上存在著本質(zhì)的不同，負(fù)序電流分量由故障點(diǎn)流入系統(tǒng)，流經(jīng)故障線于母線處入地，幾乎沒有被分流到非故障線路上去。這大大方便了選線，并且也無需計(jì)算5次諧波?？梢姡谂潆娮詣?dòng)化的小電流接地保護(hù)方案具有良好的性能和喜人的前景。

3.4主站一體化。一體化配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)指的是將數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)、配電管理系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)(GIS)、管理信息系統(tǒng)、高級(jí)應(yīng)用軟件包以及變電站綜合自動(dòng)化、饋線自動(dòng)化和通信系統(tǒng)集成一個(gè)體系結(jié)構(gòu)良好、平臺(tái)統(tǒng)一、信息共享、高效靈活的信息系統(tǒng)。

結(jié)語

配電自動(dòng)化是電力系統(tǒng)現(xiàn)代化的必然趨勢，實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化能夠最大限度地發(fā)揮配電網(wǎng)的功效，提高電能質(zhì)量，使電力公司和用戶都能從配電自動(dòng)化中得到收益。當(dāng)前配電自動(dòng)化技術(shù)日臻成熟，電力公司致力于發(fā)現(xiàn)配電網(wǎng)所需要的潛在功能,以確定合適方案以滿足工業(yè)用電和居民用電。要實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化，還有許多問題需要解決，只要通過不但專研和實(shí)踐，配電自動(dòng)化才能真正實(shí)現(xiàn)。

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中圖分類號(hào):TM642

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1671-1602(2016)06-0010-01

作者簡介：劉凱倫(1993-)，男，漢，湖南邵東人，邵陽學(xué)院電氣工程系自動(dòng)化專業(yè)，2012級(jí)。