摘要：經(jīng)濟的發(fā)展對配電網(wǎng)自動(dòng)化提出了更高的要求，配電網(wǎng)自動(dòng)化也是電力系統現代化發(fā)展的必然趨勢。技術(shù)在發(fā)展，需求也在提高，應參照發(fā)達國家和地區的經(jīng)驗，結合實(shí)際情況，綜合考慮近期與遠期、全局與局部、主要與次要的關(guān)系，進(jìn)一步設計開(kāi)發(fā)出先進(jìn)、通用、標準的配電網(wǎng)自動(dòng)化系統，對電力市場(chǎng)的發(fā)展具有重要意義。文章主要對配電網(wǎng)自動(dòng)化系統進(jìn)行探討，并提出配網(wǎng)自動(dòng)化實(shí)施中的注意問(wèn)題等。

　　關(guān)鍵詞：配網(wǎng)自動(dòng)化；線(xiàn)損；技術(shù)；供電質(zhì)量；配電管理系統

　　一、配網(wǎng)自動(dòng)化的基本問(wèn)題

　　盡管中國的配網(wǎng)自動(dòng)化工作已進(jìn)入了試點(diǎn)實(shí)施階段，但對于配網(wǎng)自動(dòng)化的認識仍然眾說(shuō)紛紜，下面僅對配網(wǎng)自動(dòng)化的概念、范圍、任務(wù)、可靠性原則進(jìn)行闡述。

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　　配網(wǎng)自動(dòng)化：利用現代電子技術(shù)、通訊技術(shù)、計算機及網(wǎng)絡(luò )技術(shù)與電力設備相結合，將配電網(wǎng)在正常及事故情況下的檢測、保護、控制、計量和供電部門(mén)的工作管理有機地融合在一起，改進(jìn)供電質(zhì)量，與用戶(hù)建立更密切更負責的關(guān)系，力求供電經(jīng)濟性最好，企業(yè)管理更為有效。

　�。ǘ�）范圍

　　110kV及以下電力網(wǎng)絡(luò )屬于配電網(wǎng)絡(luò )，它包括高、中、低壓配電網(wǎng)絡(luò )，要討論的配網(wǎng)自動(dòng)化特指10kV中壓配電網(wǎng)自動(dòng)化。

　�。ㄈ�）任務(wù)

　　1．使整個(gè)配電網(wǎng)線(xiàn)損降至最小，提供優(yōu)質(zhì)的供電質(zhì)量。

　　2．在整個(gè)配電網(wǎng)事故情況下，系統能適時(shí)分析確定事故原因，排除因瞬間故障造成的不必要的停電事故；對于永久性故障，系統將及時(shí)分隔故障段，進(jìn)行電網(wǎng)重構，保障非事故線(xiàn)路段盡快恢復供電。

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　　實(shí)施配網(wǎng)自動(dòng)化的首要目標是提高配電網(wǎng)的供電可靠性，實(shí)現高度可靠的配網(wǎng)自動(dòng)化系統要遵循原則：

　�。�1）具有可靠的電源點(diǎn)；

　�。�2）具有可靠的配電網(wǎng)網(wǎng)架（規劃、布局、線(xiàn)路）；

　�。�3）具有可靠的設備（一次智能化開(kāi)關(guān)、二次戶(hù)外FTU、TTU等）；

　�。�4）具有可靠的通信系統（通信介質(zhì)、設備）；

　�。�5）具有可靠的主站、子站系統（計算機硬件、軟件、網(wǎng)絡(luò )）。

　　二、配網(wǎng)自動(dòng)化系統的基本構成

　　配網(wǎng)自動(dòng)化系統是一項系統工程，它大致可分為三個(gè)子系統：配網(wǎng)自動(dòng)化主站系統；配網(wǎng)自動(dòng)化子站系統；配網(wǎng)自動(dòng)化終端。

　�。ㄒ唬┡渚W(wǎng)自動(dòng)化主站系統

　　主站系統由三個(gè)子系統組成：配電SCADA主站系統；配電故障診斷恢復和配網(wǎng)應用軟件子系統DAS；配電AM/FM/GIS應用子系統DMS構成

　　1．配電SCADA主站系統由前置機服務(wù)器（RTU服務(wù)器）、SCADA服務(wù)器、調度員工作站（MMI）、報表工作站、DA服務(wù)器、GIS服務(wù)器等組成。前置機服務(wù)器：它包括若干臺前置機服務(wù)器。其中一臺為主前置機服務(wù)器，當服務(wù)器出現故障時(shí)，從前置機服務(wù)器中的一臺自動(dòng)成為主前置機服務(wù)器，以保證系統的正常運行，這是由nap來(lái)完成的。主前置機服務(wù)器通過(guò)dater接收子站通過(guò)交換機發(fā)送來(lái)的數據，由vcterm經(jīng)過(guò)規約解釋存入當地內存，形成生數據實(shí)時(shí)共享內存。主前置機服務(wù)器通過(guò)rawd向若干從前置機服務(wù)器發(fā)送生數據，各從前置機服務(wù)器通過(guò)datsrv接收主前置機服務(wù)器發(fā)送來(lái)的生數據形成自己的生數據實(shí)時(shí)共享內存。

　　SCADA服務(wù)器：它包括若干臺SCADA服務(wù)器。其中一臺為主SCADA服務(wù)器，當服務(wù)器出現故障時(shí)，從SCADA服務(wù)器中的一臺自動(dòng)成為主SCADA服務(wù)器，以保證系統的正常運行，這是由nsp來(lái)完成的。主SCADA服務(wù)器通過(guò)datsrv接收主前置機服務(wù)器發(fā)送來(lái)的生數據，經(jīng)過(guò)處理形成熟數據。將形成的熟數據存入內存，形成實(shí)時(shí)庫。同時(shí)將形成的熟數據存入硬盤(pán)，形成歷史庫，歷史庫全系統唯一只有一個(gè)。需要歷史數據時(shí)，從歷史庫取數據。取數據的方式有：polling方式；stream方式；sql方式。整個(gè)主站系統為一個(gè)局域網(wǎng)，通過(guò)交換機或HUB連接在一起。

　　2．為保證配網(wǎng)自動(dòng)化系統投運后，能夠完全滿(mǎn)足本系統的技術(shù)要求，必須對本系統起至關(guān)重要作用的配電故障診斷和恢復功能（即DA功能）進(jìn)行聯(lián)調測試。在進(jìn)行DA聯(lián)調測試前，必須保證以下條件完整無(wú)誤：

　�。�1）主站置庫完畢并經(jīng)反復檢查無(wú)誤；

　�。�2）主站、子站和FTU之間的通訊正常；

　�。�3）對要進(jìn)行DA測試的FTU進(jìn)行遙測、遙控、遙信調試，并保證其功能正常；

　�。�4）恢復無(wú)故障區段的供電時(shí)，必然涉及到變電站出口斷路器，因此要對變電站的出口斷路器進(jìn)行遙控測試。另外，在DA測試中采用繼電保護測試儀模擬故障引起開(kāi)關(guān)跳閘的方式啟動(dòng)配電自動(dòng)化系統的DA功能，完成一次設備的實(shí)際動(dòng)作。實(shí)現故障的自動(dòng)隔離、非故障區段的恢復可以采取多種方法，取決于自動(dòng)化裝置的技術(shù)特點(diǎn)和整體方案。一般有就地控制和主站遠方控制兩種方式。就地控制以饋線(xiàn)終端單元（FTU）之間的配合為主，不需要通信通道，通過(guò)對線(xiàn)路過(guò)流或過(guò)壓的檢測，以及對開(kāi)關(guān)分合閘的邏輯控制實(shí)現故障區段的隔離和非故障區段的供電恢復；主站遠方控制方式需要有可靠的通信通道，通過(guò)主站軟件對FTU上傳信息的分析判斷，制定合理的隔離策略和網(wǎng)絡(luò )重構策略，遠方控制配電開(kāi)關(guān)實(shí)現故障區段的隔離和非故障區段的供電恢復。

　　3．配電管理系統DMS。

　�。�1）從輸電系統自動(dòng)化的發(fā)展來(lái)看，中國目前已普及了以SCADA功能為主的地調自動(dòng)化系統，但作為更高層次的能量管理系統（EMS）卻尚未全面達到，盡管如此，輸電系統SCADA已經(jīng)發(fā)揮了巨大的作用。由于配電系統較輸電網(wǎng)更復雜、更分散，實(shí)現綜合管理系統水平的配電管理系統（DMS）的難度也就更大。因此，應當學(xué)習輸電系統自動(dòng)化發(fā)展經(jīng)經(jīng)驗，在使用中不斷提高系統自動(dòng)化水平。

　�。�2）DF9100配電主站系統中的AM/FM/GIS是配電管理系統的重要功能之一。它是將地理學(xué)空間數據處理、計算機技術(shù)與電力系統相結合，為獲取、存儲、檢索、分析和顯示電力設備的空間定位資料和屬性資料而建立的計算機化的數據庫管理系統。其中AM為自動(dòng)繪圖，FM為設備管理，GIS是地理信息系統，AM/FM/GIS是配電管理系統DMS的基本平臺。利用AM/FM/GIS集成DMS系統，建立統一的DMS數據庫，為各子系統提供共享資料，從而減少資料的冗余度，保證資料的一致性，提供良好的全圖形化的人機界面。地理信息系統GIS的引入為電力系統應用提供了全新的表達形式，更具有現實(shí)性，更直觀(guān)易用，并對現有應用進(jìn)一步擴展，使其具備空間管理、運用能力，實(shí)現更高一級的管理。

　�。�3）配電地理信息系統GIS與配電SCADA系統互聯(lián)，使實(shí)時(shí)數據在地理信息圖上顯示并為GIS的空間分析子過(guò)程提供數據，該局配網(wǎng)GIS與SCADA實(shí)時(shí)數據同步。配網(wǎng)GIS系統本身就支持SCADA實(shí)時(shí)數據的顯示，但由于GIS系統運行在該局辦公自動(dòng)化10網(wǎng)段上，而SCAD系統運行在191網(wǎng)段上，目前為了實(shí)現GIS系統的實(shí)時(shí)顯示，利用WEBSRV（雙網(wǎng)卡設置191和10段IP）機器作為CADA實(shí)時(shí)數據轉發(fā)服務(wù)器，10段的GISSRV（10網(wǎng)段的SCADA服務(wù)器）作為SCADA實(shí)時(shí)數據接受服務(wù)器，利用轉發(fā)程序實(shí)現兩個(gè)不同網(wǎng)段的實(shí)時(shí)數據同步。

　�。ǘ�）配網(wǎng)自動(dòng)化子站系統

　　因為配網(wǎng)監控設備點(diǎn)多面廣，配電SCADA系統的系統測控對象既包含較大容量的開(kāi)閉所、環(huán)網(wǎng)柜，又包含數量較多、分布較廣的柱上開(kāi)關(guān)，不可能把所有的站端監控設備直接連接到配電主站，因此必須增設中間一級，稱(chēng)為配電子站（SUB-STATION），由其管理其附近的柱上開(kāi)關(guān)、開(kāi)閉所、配電站端監控設備，完成“數據采集器”、饋線(xiàn)監控、當地監控及饋線(xiàn)重合閘的功能；并將實(shí)時(shí)數據轉送配電主站通信處理器，這樣既能節約主干通道又使得配電自動(dòng)化主站SCADA網(wǎng)絡(luò )可以繼承輸電網(wǎng)自動(dòng)化的成熟成果。

　�。ㄈ�）配網(wǎng)自動(dòng)化終端

　　城市配網(wǎng)自動(dòng)化終端負責對城域所轄的柱上開(kāi)關(guān)、開(kāi)閉所、環(huán)網(wǎng)柜、配電變壓器等進(jìn)行監控，既要實(shí)現FTU、TTU等的三遙功能，又要實(shí)現對故障的識別和控制功能，從而配合配網(wǎng)自動(dòng)化主站及子站實(shí)現城區配網(wǎng)運行中的工況檢測、網(wǎng)絡(luò )重構、優(yōu)化運行以及網(wǎng)故障時(shí)的故障隔離和非故障區域的恢復供電。

　　為本系統配套的WPZD-110型FTU，其容量為9路遙測量，8路遙信量，4路遙控量，具有與上級站通訊的RS-232接口，也有與下級站通訊的RS-485接口。其主要功能有：數據采集和處理，遠方控制與當地控制，故障識別、故障隔離和負荷轉移，接受遠方指令及轉發(fā)采集的數據信息，具備相適應的通信功能等。該市城局配電網(wǎng)采用環(huán)網(wǎng)結構，電源取自饋線(xiàn)的不同母線(xiàn)，按閉環(huán)方式運行。配電網(wǎng)絡(luò )的構成有電纜和架空線(xiàn)路兩種方式。其中架空線(xiàn)路雙電源手拉手供電是以往最基本的形式。線(xiàn)路主干線(xiàn)分段的數量取決于對供電可靠性要求的選擇。理論上講，分段越多，故障停電的范圍越小，但同時(shí)實(shí)現自動(dòng)化的方案也越復雜。那么要實(shí)現系統對各段的故障能夠自動(dòng)準確識別并切除，且最大限度縮短非故障區域的停電時(shí)間的愿望，也就更有難度。

　　三、通信

　　配網(wǎng)自動(dòng)化的通信包括主站對子站、主站對現場(chǎng)終端、子站對現場(chǎng)終端、子站之間、現場(chǎng)終端之間的通信等廣義的范圍。通信是實(shí)施配網(wǎng)自動(dòng)化的一個(gè)重點(diǎn)和難點(diǎn)，區域不同、條件不同，通信方案也多種多樣，主要有光纖、有線(xiàn)電纜、電力載波、微波、擴頻等，但就目前配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)不夠成熟的情況下，采用混合通信方案是比較符合實(shí)際的原則。

　　四、配網(wǎng)自動(dòng)化實(shí)施中應注意的問(wèn)題

　　配網(wǎng)自動(dòng)化的實(shí)施涉及的部門(mén)多，投資大，是一項系統工程，因此配網(wǎng)自動(dòng)化的規劃是必不可少的，必須結合當地配電網(wǎng)的發(fā)展規劃，制定詳細的配網(wǎng)自動(dòng)化的實(shí)施計劃，整體考慮，分期分批實(shí)施，同時(shí)要和供電企業(yè)內部信息化建設相協(xié)調。另外，從供電局的實(shí)際需要和發(fā)展需求出發(fā)，目前的配網(wǎng)自動(dòng)化系統應該實(shí)現配（網(wǎng)）調（度）合一的設計，技術(shù)上統一平臺，管理上易于維護，經(jīng)濟上節約資金，同時(shí)也奠定了將來(lái)電力企業(yè)信息化的基礎。在實(shí)施過(guò)程中，注重已有的調度自動(dòng)化的升級改造與建設配網(wǎng)自動(dòng)化統一考慮，新上調度自動(dòng)化與建設配網(wǎng)自動(dòng)化統一考慮。

　　配電線(xiàn)路設備的戶(hù)外運行環(huán)境，對開(kāi)關(guān)設備、配電終端設備等提出了更高的要求，必須考慮雷擊過(guò)電壓、低溫和高溫工作、雨淋和潮濕、腐蝕、風(fēng)沙、振動(dòng)、電磁干擾等因素的影響，在開(kāi)關(guān)的外絕緣材料、電子設備的設計、元器件的篩選等方面應綜合考慮其性?xún)r(jià)比。

　　此外，配電自動(dòng)化系統中的站端設備進(jìn)行遠方控制的頻繁程度比輸電網(wǎng)自動(dòng)化系統要高得多，因此要求配電自動(dòng)化系統中的站端設備具有更高的可靠性。

　　配電終端設備中的電源用于控制開(kāi)關(guān)動(dòng)作，正常情況下從線(xiàn)路中取得，線(xiàn)路失電后的后備電源應具有較高的可靠性。

　　在實(shí)施配網(wǎng)自動(dòng)化后，降低了運行人員的勞動(dòng)強度，提高了勞動(dòng)效率，使運行人員對網(wǎng)絡(luò )的運行狀況掌握得更全面更快捷，為供電企業(yè)創(chuàng )造更好的經(jīng)濟效益和社會(huì )效益。配網(wǎng)自動(dòng)化的實(shí)施，改變了配電網(wǎng)傳統的運行管理方式，但對運行人員提出了較高的要求。

　　五、結語(yǔ)

　　經(jīng)濟的發(fā)展對配電網(wǎng)自動(dòng)化提出了更高的要求，配電網(wǎng)自動(dòng)化也是電力系統現代化發(fā)展的必然趨勢。技術(shù)在發(fā)展，需求也在提高，最終目的都是為了擴大供電能力，提高供電可靠性，優(yōu)化電力服務(wù)。從目前的應用情況，有些內容只限于開(kāi)發(fā)、研制和試用階段，因此，應本著(zhù)從實(shí)際出發(fā)，統籌安排，循序漸進(jìn)的原則，綜合考慮近期與遠期、全局與局部、主要與次要的關(guān)系，進(jìn)一步設計開(kāi)發(fā)出先進(jìn)、通用、標準的配電網(wǎng)自動(dòng)化系統，對電力市場(chǎng)的發(fā)展具有重要意義。

　　作者簡(jiǎn)介：李興明（1978－），男，廣東電網(wǎng)湛江吳川供電局助理工程師，研究方向：電力配網(wǎng)管理。