摘要：文章通過對城網(wǎng)配電自動化系統(tǒng)的功能分析，介紹了系統(tǒng)配置、與其它相關設備的功能接口等，指出配電自動化系統(tǒng)應形成一套適合我國配網(wǎng)國情的綜合配電自動化管理系統(tǒng)。

     關鍵詞：配電系統(tǒng)  自動化　 管理

    1 電力自動化系統(tǒng)

    電力自動化系統(tǒng)是利用提高前輩的計算機技術(shù)、現(xiàn)代電子技術(shù)、通訊技術(shù)和信息處理技術(shù)等實現(xiàn)對變電站二次設備(包括繼電保護、控制、丈量、信號、故障錄波、自動裝置及遠動裝置等)的功能進行重新組合、優(yōu)化設計，對變電站全部設備的運行情況執(zhí)行監(jiān)督、丈量、控制和協(xié)調(diào)的一種綜合性的自動化系統(tǒng)。通過變電站綜合自動化系統(tǒng)內(nèi)各設備間相互交換信息，數(shù)據(jù)共享，完成變電站運行監(jiān)督和控制任務。變電站綜合自動化替換了變電站常規(guī)二次設備，簡化了變電站二次接線。變電站綜合自動化是進步變電站安全不亂運行水平、降低運行維護本錢、進步經(jīng)濟效益、向用戶提供高質(zhì)量電能的一項重要技術(shù)措施。

 
    2 配電自動化與配電管理系統(tǒng)

    配電自動化系統(tǒng)的功能基本有5個方面，即配電SCADA、故障管理、負荷管理、自動繪圖/設備管理/地理信息系統(tǒng)(AM/FM/GIS)和配電網(wǎng)高級應用。

    同輸電網(wǎng)的調(diào)度自動化系統(tǒng)一樣，配電網(wǎng)的SCADA也是配電自動化的基礎，只是數(shù)據(jù)采集的內(nèi)容不一樣，目的也不一樣，配電SCADA針對變電站以下的配電網(wǎng)絡和用戶，目的是為DA/DMS提供基礎數(shù)據(jù)。但是，僅僅是配電SCADA的三遙功能，并不能稱為配電自動化系統(tǒng)，必須在配電SCADA基礎上增加饋線自動化(FA)功能。饋線自動化的基本功能應包括饋線故障的自動識別、自動隔離、自動恢復。配網(wǎng)故障診斷是一個復雜的問題，根據(jù)配網(wǎng)實際情況和故障情況的差別，診斷的步驟與方法不同。診斷方案應適用于單相接地故障、相—相故障、相—相接地故障和三相故障。使用范圍為中性點不接地或小電流接地系統(tǒng)。

    為了完成DA的功能，配電SCADA除了可以采集正常情況下的饋線狀態(tài)量，還應對故障期間的饋線狀態(tài)進行準確的捕捉；除可進行人工遠程控制，還應對饋線設備進行自動控制，以便實現(xiàn)故障的自動隔離和自動恢復。

    3 GIS與面向電力系統(tǒng)的實時GIS平臺

    由于配電網(wǎng)供電設備點多面廣，并且按地理分布，因此，對其管理離不開地理信息。常規(guī)的地理信息系統(tǒng)(GIS)由GIS軟件包、數(shù)據(jù)庫和計算機硬件組成?？梢酝瓿梢话愕膱D形制作、編輯與管理功能，以及空間數(shù)據(jù)分析和關聯(lián)分析。建立在GIS基礎上的設備系統(tǒng)通常稱為AM/FM/GIS系統(tǒng)。

    這種由常規(guī)GIS構(gòu)成的設備管理系統(tǒng)，包括了許多電力系統(tǒng)分析所不需要的地質(zhì)地貌信息，必然導致資源的浪費，而電力系統(tǒng)分析又對實時性要求極高，因此，需要一種面向電力系統(tǒng)的實時GIS平臺作為配電自動化/配電管理系統(tǒng)的基礎平臺。

    這種平臺應具有以下特點：

①良好的實時性；

②對電力系統(tǒng)模型的良好描述；

③對其它系統(tǒng)的開放接口。

    4 負荷控制與負荷管理

    調(diào)度自動化系統(tǒng)的主要任務是電網(wǎng)的安全經(jīng)濟運行，而負荷的管理和控制則是配電自動化系統(tǒng)的主要目的。隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，以往那種以限電為主要目的的負荷控制系統(tǒng)已經(jīng)不適應當前形勢，電力供應的不平衡關系已倒置，現(xiàn)在的問題是如何將電用好，最大限度地滿足用戶需要。

    因此，傳統(tǒng)的負荷控制系統(tǒng)應向負荷管理層次上發(fā)展，成為配電管理系統(tǒng)的一部分。目前許多電力局都有一套負荷控制系統(tǒng)，如何在新上的配電自動化系統(tǒng)中借用負荷控制系統(tǒng)的資源以及如何將負荷控制功能升級為負荷管理功能，將原有負荷控制系統(tǒng)的硬件設備與新的配電自動化系統(tǒng)有機結(jié)合，信息共享，是一個十分有意義的課題。

    5 通信方式的選擇

    配電通信系統(tǒng)是配電自動化系統(tǒng)的一個重要環(huán)節(jié)，由于配電網(wǎng)終端節(jié)點數(shù)量巨大，給通信方案的選擇帶來困難，配電系統(tǒng)可有有線、無線、光纖、載波等多種通信方式。對于通信方式的選擇應根據(jù)用戶的具體情況選擇一種性能價格比最高的方式。下面簡要分析各種通信方式的利弊：

    5.1 有線方式有電話線和專線兩種。電話線方式設備投資較低，可靠性和實時性也較低，由于電話線架設非常方便，廣泛適用于實時性要求不高的配電終端。專線方式可靠性和實時性都很好，適合實時性要求較高的配電終端設備，缺點是需要架設專用通信線。

    5.2 無線方式有普通電臺和高速智能數(shù)傳電臺兩種。普通電臺已廣泛應用于負荷控制系統(tǒng)中，優(yōu)點是投資少，缺點是可靠性較低，頻點申請無委會控制較嚴。高速智能數(shù)傳電臺通信速率高，頻點可復用，支持X.25協(xié)議，有路由選擇功能和主動上報功能，適合配電自動化系統(tǒng)應用，缺點是價格較高。

    5.3 光纖通信方式有光端機方式和光接口板方式兩種。光纖通信的主要優(yōu)點是通信容量大、抗干擾能力強、損耗?。蝗秉c是價格較高。光端機方式適合容量大的站點，成本也較高。光接口板的方式將光電轉(zhuǎn)換器直接置入配電終端內(nèi)，并可以利用編碼復用方式多個配電終端設備公用一對光纖，有效地降低了成本。另外，如果多膜光纜能夠滿足配電系統(tǒng)的距離要求，選用多膜光纜也比單膜光纜通信成本低得多。因此，光纖通信方式在配電自動化通信系統(tǒng)中有著廣泛的應用前景。

    6 開關設備與FTU的配合

    配電開關設備是配網(wǎng)自動化的主體設備，用于配電自動化的智能開關與傳統(tǒng)的開關有很大區(qū)別，主要表現(xiàn)在其控制回路上，傳統(tǒng)的開關設備往往不能滿足自動控制的需要。為了滿足配電自動化所必須的故障識別和隔離等功能，開關設備必須具備故障的識別能力和控制能力。

    用于配電自動化系統(tǒng)的開關設備有兩種，一種是自動重合器，它本身具有故障電流的識別能力和操作順序控制能力。另一種是與FTU一體化的智能負荷開關。

    采用依靠重合器時序整定的方法實現(xiàn)饋線自動化功能，好處是不需要通信系統(tǒng)配合，但是對一次設備要求高，沖擊電流大，特別是對于小電流接地系統(tǒng)故障自動識別無法實現(xiàn)。
    與FTU一體化的智能負荷開關，通過FTU采集故障信息，與通信設備和計算機一起實現(xiàn)饋線自動化。其好處是對線路沖擊小，適用于小電流接地方式，但需要通信系統(tǒng)與之配合。我們從衡水配網(wǎng)實際出發(fā)，認為這種方式更適合衡水配網(wǎng)的具體情況。

    以下是衡水配電自動化系統(tǒng)的FTU與負荷開關的接口要求：

①遙測采用三表法交流采樣，計量TA(Ia，Ib，Ic)3個，保護TA(Ia，Ib，Ic)3個，以及TV(U　ab，U　bc分別列于開關兩側(cè))；

②遙控接口，合閘：常開接點，驅(qū)動合閘110V直流中間繼電器；分閘：常開接點，直接驅(qū)動分閘線圈；開關失電，用電容器驅(qū)動分閘操作機構(gòu)；

③遙信狀態(tài)分為開關狀態(tài)(分、合)和儲能狀態(tài)2種；

④電源取自TV。

    7 相關系統(tǒng)的信息交換與系統(tǒng)集成

    配電網(wǎng)在整個電力系統(tǒng)中的范圍是中低壓網(wǎng)及深入到其中的高壓網(wǎng)，分界點在高壓/中壓變壓器的高壓側(cè)，但不包括高壓側(cè)的斷路器和隔離開關。配電網(wǎng)的保護控制系統(tǒng)分界點也相同。