(一)前言

配電網(wǎng)自動(dòng)化利用現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將配電網(wǎng)實(shí)時(shí)信息、離線信息、用戶信息、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)、地理信息進(jìn)行集成，構(gòu)成完整的自動(dòng)化管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)正常運(yùn)行及事故情況下的監(jiān)測、保護(hù)、控制和配電管理，它是實(shí)時(shí)的配電自動(dòng)化與配電管理系統(tǒng)集成為一體的系統(tǒng)。

隨著我國社會(huì)的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的發(fā)展需要，人們的生活、工作以及工業(yè)發(fā)展不斷增加用電量，因此相關(guān)部門和企業(yè)有必要擴(kuò)大供電范圍，增加供電設(shè)備，進(jìn)而增加了供電企業(yè)管理的難度。而不斷成熟的自動(dòng)化技術(shù)廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)，促使電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)自動(dòng)化。配電網(wǎng)發(fā)展的趨勢是配電網(wǎng)自動(dòng)化，可是配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的規(guī)劃和設(shè)計(jì)比較復(fù)雜，具有較高的集成化程度，涉及到了多個(gè)領(lǐng)域，比如網(wǎng)絡(luò)、軟件等，所以在開發(fā)和實(shí)施過程中要合理布局，最大程度的滿足居民、工業(yè)等用電需求，更好的服務(wù)于規(guī)劃區(qū)居民城鎮(zhèn)化建設(shè)。

配電網(wǎng)升級(jí)改造的內(nèi)容，一方面是要注重整體布局，重點(diǎn)優(yōu)化配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)和梳理配網(wǎng)通道，目的是加強(qiáng)配電網(wǎng)架的基礎(chǔ)設(shè)施。另一方面是應(yīng)該要落實(shí)規(guī)劃區(qū)配電網(wǎng)實(shí)物設(shè)備與現(xiàn)場一致性核查，關(guān)鍵要對(duì)規(guī)劃區(qū)配電網(wǎng)現(xiàn)狀結(jié)構(gòu)、電源結(jié)構(gòu)、環(huán)網(wǎng)關(guān)系、運(yùn)行方式、接線方式、影響供電可靠性和線損控制因素等進(jìn)行分析與研究。

(二)配電網(wǎng)自動(dòng)化功能

配電網(wǎng)自動(dòng)化最主要的功能為利用自動(dòng)化技術(shù)綜合全面管理配電系統(tǒng)，改善普通的配電系統(tǒng)的不足之處，完善普通配電結(jié)構(gòu)的功能，使整個(gè)電力系統(tǒng)更好地運(yùn)行。配電網(wǎng)自動(dòng)化功能很多，主要是采集數(shù)據(jù)并進(jìn)行控制，監(jiān)控配電系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)配電系統(tǒng)中存在的問題，管理好配電設(shè)備，維護(hù)好設(shè)備安全，根據(jù)檢測數(shù)據(jù)的結(jié)果，做好檢修管理，停電管理，負(fù)荷管理，通過對(duì)自動(dòng)化設(shè)備的建設(shè)，完善計(jì)量計(jì)費(fèi)功能，將數(shù)據(jù)上傳網(wǎng)絡(luò)，并在網(wǎng)絡(luò)分析，使配電系統(tǒng)的工作管理，網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)，營業(yè)管理及相關(guān)系統(tǒng)通信的功能完成更加簡便可行。

1、自愈配電網(wǎng)

配電網(wǎng)系統(tǒng)中的饋線自動(dòng)化的故障診斷、定位、隔離以及恢復(fù)供電的基本功能表現(xiàn)為：系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，迅速隔離有問題的元件或?qū)⒂脩艨焖偾袚Q到其他可靠的電源上，在很少或不用人為干預(yù)的情況下使系統(tǒng)迅速恢復(fù)供電。能夠?qū)崟r(shí)檢測故障前兆和評(píng)估配電網(wǎng)的健康水平，在故障發(fā)生前，將設(shè)備狀況告知系統(tǒng)并發(fā)出預(yù)警信息，以使得系統(tǒng)能夠及時(shí)采取相應(yīng)的控制措施或通知檢修人員進(jìn)行維護(hù)。在智能電網(wǎng)的背景下，該功能需要進(jìn)一步升級(jí)為適應(yīng)分布式發(fā)電的雙向能量流下的饋線自動(dòng)化功能。

2、互動(dòng)技術(shù)

鼓勵(lì)用戶參與電力系統(tǒng)的運(yùn)行和管理，和用戶建立雙向?qū)崟r(shí)通信，實(shí)時(shí)告知用戶其電力消費(fèi)的成本、實(shí)時(shí)電價(jià)、電網(wǎng)日前的狀況、計(jì)劃停電信息等，同時(shí)也支持用戶根據(jù)這些信息制定適合自身的電力使用方案。在智能電網(wǎng)的背景下，該功能需要進(jìn)一步升級(jí)為適應(yīng)用戶雙向互動(dòng)的業(yè)務(wù)功能。

3、分布式電源和儲(chǔ)能系統(tǒng)的接入技術(shù)

可以安全、無縫地容許光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、小型燃?xì)廨啓C(jī)、燃料電池等各種不同類型的分布式發(fā)電系統(tǒng)和儲(chǔ)能系統(tǒng)接入，并做到“即插即用”。過高速通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)行設(shè)備的在線狀態(tài)監(jiān)測，并進(jìn)行優(yōu)化控制和調(diào)整，使電氣設(shè)備運(yùn)行在最好的狀態(tài)，降低電網(wǎng)運(yùn)行的費(fèi)用，并使電氣設(shè)備的潛力充分發(fā)揮出來。

(三)配電網(wǎng)自動(dòng)化現(xiàn)狀存在的問題

目前，一些地區(qū)配電網(wǎng)網(wǎng)架以及基礎(chǔ)管理工作薄弱，不具備應(yīng)用DA的條件，存在“超前建設(shè)”現(xiàn)象。有些系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)規(guī)劃設(shè)計(jì)不合理、配電設(shè)備質(zhì)量不過關(guān)。一些供電企業(yè)不重視DA的應(yīng)用，系統(tǒng)管理維護(hù)工作沒跟上。主要表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：

1、功能設(shè)計(jì)單一

提高供電可靠率，是配電網(wǎng)自動(dòng)化功能設(shè)計(jì)的傳統(tǒng)思路。但電力可靠性中心簡報(bào)數(shù)據(jù)表明，現(xiàn)階段影響供電可靠性的主要是例行檢測時(shí)配電網(wǎng)停電，這一階段停電時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于由于配電網(wǎng)故障導(dǎo)致的停電。不斷提高配網(wǎng)管理水平，大大減少例行檢測的停電時(shí)間和次數(shù)，是發(fā)展配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)的一個(gè)重要方面。

2、出現(xiàn)在配電網(wǎng)的孤島情況

在現(xiàn)階段，不同的電力企業(yè)里，資源的種類多，各種資源難以整合到一起。部門內(nèi)部信息共享能力差，企業(yè)部門之間的信息更是難以交流，這進(jìn)一步導(dǎo)致了配電網(wǎng)管理出現(xiàn)紊亂，分析數(shù)據(jù)局部冗余。這種現(xiàn)象的出現(xiàn)，使得系統(tǒng)難以經(jīng)濟(jì)、安全運(yùn)行。

3、新設(shè)備的出現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)影響較大

在設(shè)備資產(chǎn)管理中缺乏整體考慮和長遠(yuǎn)考慮，盲目追求最新的設(shè)備，不注重系統(tǒng)整體運(yùn)行情況，造成新老設(shè)備難以整合到一起，從而無法達(dá)到整體最優(yōu)的效果。

4、在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)里不能統(tǒng)一設(shè)計(jì)

在配電系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行時(shí)，往往出現(xiàn)主控方與受控方的信息不相關(guān)，網(wǎng)絡(luò)傳輸能力不夠，一次設(shè)備的老化，導(dǎo)致新老設(shè)備不匹配。特別是將先進(jìn)的二次設(shè)備和老舊的一次設(shè)備整合到一起，造成系統(tǒng)無法正常運(yùn)行，嚴(yán)重影響配網(wǎng)自動(dòng)化功能的實(shí)現(xiàn)和管理的優(yōu)化。

5、管理體制中出現(xiàn)的弊端

配電自動(dòng)化技術(shù)主要覆蓋生產(chǎn)、營銷兩大專業(yè)，傳統(tǒng)管理方式單純強(qiáng)調(diào)垂直專業(yè)管理，而沒有條塊結(jié)合分工協(xié)作的保證措施。同時(shí)，在功能設(shè)計(jì)過程中，還存在重系統(tǒng)、輕客戶管理，重形式輕實(shí)效的思維定式，導(dǎo)致技術(shù)缺失和管理漏洞，使得配電自動(dòng)化技術(shù)無法滿足現(xiàn)代電力系統(tǒng)的要求。

6、當(dāng)前與長遠(yuǎn)的銜接問題

配電自動(dòng)化技術(shù)涉及面廣，投資額大，既要考慮企業(yè)未來發(fā)展需要，又要著眼于現(xiàn)有系統(tǒng)的充分利用，因此，電力企業(yè)應(yīng)從技術(shù)，管理上采取措施，為配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)擴(kuò)容及其功能完善做好準(zhǔn)備。在實(shí)際生產(chǎn)中，應(yīng)該開發(fā)和利用可擴(kuò)展的管理系統(tǒng)模塊和功能擴(kuò)展性強(qiáng)的先進(jìn)設(shè)備;而在管理過程中，更要擯棄傳統(tǒng)的只注重當(dāng)前利益而忽視長遠(yuǎn)利益的做法，應(yīng)提倡資產(chǎn)全壽命周期管理的理念，解決當(dāng)前和長遠(yuǎn)利益權(quán)衡問題。

(四)配電網(wǎng)自動(dòng)化發(fā)展趨勢

隨著科技的發(fā)展，配電網(wǎng)自動(dòng)化展現(xiàn)出配電系統(tǒng)的智能化、自動(dòng)化，信息化和互動(dòng)化的新特征。配電自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢體現(xiàn)在以下七個(gè)方面。

1、配電網(wǎng)自動(dòng)化的綜合型受控端

新型綜合受控端基于高速SCADA系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)信息的快速采集和信號(hào)的綜合處理，并且大大減少了受控端的數(shù)量，從而使系統(tǒng)的規(guī)模得到簡化。這種受控端不僅具有以往終端所具有的功能，還可以實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)的潮流分布、電壓情況、系統(tǒng)是否產(chǎn)生震蕩、頻率是否滿足要求等，將這些信息傳遞給主控方，供進(jìn)一步分析使用。同時(shí)，這些受控端之間還可以進(jìn)行相互通信，進(jìn)一步提高數(shù)據(jù)的精確程度。

2、配電線路載波通信技術(shù)和基于因特網(wǎng)的IP通信技術(shù)

通信系統(tǒng)一直是配電網(wǎng)自動(dòng)化的難點(diǎn)之一。在10kV及以下的配電系統(tǒng)里，由于受控端數(shù)目多，對(duì)通信的要求也顯著提高。因此，如果要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)潮流實(shí)時(shí)監(jiān)測、頻率控制等需求，穩(wěn)定的大容量的高速載波通信系統(tǒng)是必備的。該系統(tǒng)不僅可以滿足上述需求，還可以為客戶提供更多的生活服務(wù)，如電力線上網(wǎng)等。另外，光纖通信具有容量大、可靠性高、傳輸速率高等優(yōu)點(diǎn)，已成為主流通信系統(tǒng)的首選。隨著成本的降低，采用光纖通信作為配電系統(tǒng)自動(dòng)化的主干通信網(wǎng)已得到普遍共識(shí)。隨著通信技術(shù)的進(jìn)步，基于城市光纖網(wǎng)的IP通信技術(shù)充分利用了光纖通信技術(shù)抗干擾能力強(qiáng)、誤碼率低、傳遞快速和IP通信方式的通用兼容性接口等優(yōu)越性，可望成為智能配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的前沿通信技術(shù)。

3、定制電力技術(shù)

定制電力技術(shù)是柔性配電系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用，它將智能電網(wǎng)技術(shù)、柔性送電技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)等高科技技術(shù)用于中低壓配電網(wǎng)，用以消除諧波，防止電壓閃變，保證各相對(duì)稱，提高供電可靠性和經(jīng)濟(jì)性。主要由電壓穩(wěn)定器、快速無功補(bǔ)償器、頻率檢測器、高速斷路器等設(shè)備組成。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)突然增大負(fù)荷或者瞬間丟失大負(fù)荷時(shí)，該技術(shù)可以瞬間發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的變化，并滿足極限情況下系統(tǒng)的穩(wěn)定，該技術(shù)應(yīng)用于配網(wǎng)自動(dòng)化中，可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)實(shí)時(shí)優(yōu)化，滿足高層次用戶的需求。

4、新型FA系統(tǒng)

新型的FA系統(tǒng)主要的思路是實(shí)現(xiàn)分布式電源，即根據(jù)不同的負(fù)荷就地提供合適的電源，減小線路傳輸?shù)膿p耗，提高能量利用率。根據(jù)國家電網(wǎng)制訂的未來發(fā)展方案，未來我國將把輸配電系統(tǒng)分離，并在用戶端設(shè)立電網(wǎng)提供者的信息，用戶可以根據(jù)實(shí)時(shí)電價(jià)選擇供電方。新型FA系統(tǒng)應(yīng)用于配網(wǎng)自動(dòng)化中也存在許多困難，主要有：分布式電源位置不確定，配網(wǎng)的運(yùn)行方式多變，從而導(dǎo)致二次設(shè)備難以滿足要求。

5、配電系統(tǒng)的集中化管理

在以往的配網(wǎng)系統(tǒng)中，用戶是分散的，系統(tǒng)被迫分離為多島，多島之間功能相似，但各分子系統(tǒng)難以交流，通道不可共享。集中化管理的配電系統(tǒng)，可以利用先進(jìn)的通信網(wǎng)絡(luò)將配電網(wǎng)控制中心與系統(tǒng)多島連接在一起。比如，將SCADA系統(tǒng)與配網(wǎng)控制中心通過接口連接起來，形成一個(gè)多級(jí)系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)的應(yīng)用，最好的方法是最大限度利用用戶原有的軟硬件資源，保護(hù)用戶的投資，實(shí)現(xiàn)實(shí)用化管理和多廠家產(chǎn)品共享的原則。

6、優(yōu)化配電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行

隨著社會(huì)的發(fā)展和電力體制改革的推進(jìn)，我國的電網(wǎng)公司也逐漸以經(jīng)濟(jì)效益作為一個(gè)階段性目標(biāo)。這要求供電企業(yè)要不斷分析電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)，提出最優(yōu)潮流的方案，即按照狀態(tài)估計(jì)、潮流計(jì)算、最優(yōu)潮流控制來對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，在保證可靠性的同時(shí)提高系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。配電網(wǎng)要在運(yùn)行中提高經(jīng)濟(jì)效益，還應(yīng)當(dāng)優(yōu)化系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，盡量保證二次設(shè)備“不誤動(dòng)，不據(jù)動(dòng)”，防止因系統(tǒng)突發(fā)事件導(dǎo)致巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

7、信息一體化的配電網(wǎng)

信息一體化是未來社會(huì)的發(fā)展趨勢，配電網(wǎng)不是一個(gè)單獨(dú)的部分，而是電力系統(tǒng)的一個(gè)重要的組成部分。在未來的發(fā)展中，配電網(wǎng)絡(luò)要更多的考慮電力系統(tǒng)這個(gè)整體的重要信息，而不是單單關(guān)注配電網(wǎng)區(qū)域的信息。信息一體化配電網(wǎng)系統(tǒng)需要滿足信息實(shí)時(shí)搜索機(jī)制，支持公共信息模型等國際電工信息傳輸標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)智能化的配電系統(tǒng)，滿足電力設(shè)備的二次網(wǎng)絡(luò)安全方案。

(五)結(jié)語

對(duì)于配電網(wǎng)自動(dòng)化發(fā)展規(guī)劃的效益分析，一是圍繞社會(huì)發(fā)展需要的經(jīng)濟(jì)效益分析。主要體現(xiàn)在提高供電可靠性、提高供電安全性、提高優(yōu)質(zhì)服務(wù)水平、促進(jìn)節(jié)能環(huán)保和降耗等方面。配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)項(xiàng)目的實(shí)施，通過對(duì)配電網(wǎng)一次設(shè)備及網(wǎng)架的改造、優(yōu)化，將在很大程度上提高供電安全性，滿足企業(yè)生產(chǎn)及人民生活用電需求。同時(shí)，配合配電網(wǎng)一次設(shè)備的改造，將目前在運(yùn)行中的老舊高耗能變壓器更換為低損耗變壓器，進(jìn)一步促進(jìn)節(jié)能降損。通過饋線自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)，將實(shí)現(xiàn)故障的自動(dòng)隔離和供電恢復(fù)，提高故障處理的速度，提高供電可靠性和優(yōu)質(zhì)服務(wù)水平。二是基于技術(shù)安全角度的經(jīng)濟(jì)效益分析。主要體現(xiàn)在配電網(wǎng)管理方式轉(zhuǎn)變、提高供電可靠性、保證電壓質(zhì)量、降低線損、保證配電網(wǎng)安全供電、提高自動(dòng)化程度方面。實(shí)施配電網(wǎng)自動(dòng)化項(xiàng)目后，將有效解決配電網(wǎng)調(diào)度盲調(diào)的問題，提高運(yùn)行管理水平。配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)及設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)視與控制，將設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)、負(fù)荷特性、系統(tǒng)狀態(tài)及故障等信息集中反映，同時(shí)可以對(duì)這些信息按需求進(jìn)行處理。三是滿足供電企業(yè)管理的經(jīng)濟(jì)效益分析。通過對(duì)配電網(wǎng)自動(dòng)化規(guī)劃項(xiàng)目的實(shí)施后，減少整個(gè)配電網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的投入，更加合理地配置網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，最終使配電網(wǎng)在滿足供電需求和發(fā)展需的同時(shí)，使資源達(dá)到最合理的利用，大力提高供電可靠率指標(biāo)，全面提升公司系統(tǒng)在規(guī)劃建設(shè)、運(yùn)行技術(shù)、管理理念等各方面水平。