刍议配电自动化系统结构及技术应用

陶利军

摘要: 本文着重探讨了配电自动化系统的功能和整体结构，提出为配电线路的运行和管理导入了一个全新概念，可以实现配电网的安全、稳定、经济的运行。基于此，分析了配电自动化系统若干方面的问题，同时展望了智能电网背景下的配电自动化系统。

关键词:配电自动化;配电网;

中图分类号：U665文献标识码： A

引言

配电自动化主要是指把和电网有关的一些在线数据、离线数据、用户信息和电网的结构等关联密切的数据，利用计算机网络将它们结合一在起，即形成了配电自动化系统。配电自动化系统对于电力系统运行有一系列的重要意义:有利于满足和确保配电网的电能质量，符合居民家用电器和高新技术装备的要求，避免用电高峰低谷，电压幅值、频率偏差以及谐波对用户所产生的不良影响;有利于在配电网正常运行时，通过检测和控制配网运行工况，优化配网运行方式;有利于在保证供电可靠性的前提下，确保电力用户用电的时效性，满足电力用户的供电需求。

2配电自动系统的结构

电力系统运行中的配电自动化系统根据配电系统容量大小，可划分为大、中、小型三种类型的配电自动化系统。一般在选取具体的配电自动化系统时，需要结合其基本要求、目标和将来系统发展规模，以系统设计经济性、扩展性、安全性、可靠性和易维护性，典型的配电自动化系统的层次结构如图1所示。

图1中所示的配电自动化系统层次结构的一个优点是具有高度的灵活性，在初期建设中可以先按中型系统建设，装设若干配电子站、一个主站、多个的配电终端。当配电系统发展，可以增多配置主站，并将其中一个设置为中心站，形成一个大型配电自动化系统。系统按层次结构可分为三层，第二层以下的结构根据需要，每一层都是可以动态扩展的。

第一层为配电自动化主站层，是整个系统的最高层，是整个配电网监控和管理系统的核心。它的主要功能是负责监控与管理整个配电自动化及管理系统，分析所处配电网的运行状态，协调配电子网之间的关系，有效的管理整个配电网络，使整个配电系统处于最优的运行状态。

第二层为配电监控子站，是一个中间层，可以分布主站功能、优化信息传输、清晰系统结构层次、方便通信系统组网，实现将所辖范围内的RTU和FTU采集的各种现场信息中转给配电主站的通信处理机，监控子站还具有所辖区域内故障诊断、隔离、恢复的功能。

第三层为配电远方终端，是用于中低压电网的各种远方监测、控制单兀的总称，它包括开闭站、公用及用户配电所的监控终端DTU、配电变压器监测终端TTU、配电柱上开关监控终端等。它们是整个系统的底层，它完成配电室、柱上开关、开闭站、环网开关、配电变压器、箱式变等各种现场信息的采集处理及监控功能。

配电自动化系统组成模式如图2所示。

3配电自动化系统的技术指标

配电自动化系统在配电网中的位置重要，其安全稳定可靠运行对于整个电网运行有重要意义，所以对配电自动化系统必须有较高要求，这些一次开关设备除满足相应标准外，还应满足配电自动化及管理系统运行要求。

4配电网自动化对配电网的要求

(1)供电性能可靠是城市配电自动化主接线的要求之一，其接线方式采用双电源接线，并且开环运行，线间的联络开关应用远方控制或者自动投切的功能。

(2)在城市中是通过联络开关的双电源供电方式为主来实现环网的方式来供电的。联络开关的原理是正常情况下联络开关处于备用状态，只有当一段线路失电的时候，联络开关才能够实现自动投切的功能。

(3)实施工程的过程中应将配电中自动化中的负荷管理部分统一设计，并且将调度权限明确到位，制定明确的管理范围。

(4)应对城市供电时，联络和分段配电网的方式可以依照负荷的特点和分布，遵循其重要程度进行分段，将隔断距离尽量设置在1000m以内，应对城郊区供电时，放射性的供电接线方式较为适用，值得说明的其放射性供电线路的主干线最多分3段，支线上最多分2段，主干和支线上应分段都设有开关。

5配电网自动化系统的难点

随着电力技术的发展，主干电网调度系统的计算机系统自动化程度己经得到了很大的发展，但配电网自动化系统发展速度仍然较慢，预留的发展余地仍相当大。配电自动化系统不但比输电网自动化系统对于设备的要求高，而且规模非常大，建设费用要高很多，发展过程中有较多难点。

其原因主要有如下四点:

(1）测控对象较多

配电自动化系统在测控时具有信息量较大、组织系统较困难的特点，因其主要的测控站点有成千上万点，测控对象涵盖了从进线变电站至10KV开闭所、从小区变电所至配电变压器分段开关、从并补电容器至用户电能表以及重要负荷等众多站点，繁多的测控站点给配电自动化系统的组织带来了很大的困难，更对作为控制中心的计算机网络系统的可靠性与其计算速度提出了更高的要求，而对于要求能够对配电网的运行方式清晰展现的图形工作站来说，这在技术上需要面的更大的困难。因此，这就要求配电自动化主站系统都需要具备比配电网自动化系统更高配置的硬软件设备。

(3)通信系统较复杂

配电自动化系统的站端设备数量非常多，这样就直接导致了通信系统建设非常复杂，目前成熟的通信手段没有一种方式能够单独满足这种要求。配电自动化系统的通信必须综合采用多种通信方式和多层集结的网络构建方法，以减少通信通道数量并充分发挥高速信道的能力。此外，在配电自动化系统内，对于开闭所RTU和柱上FTU往往要求还不一样，难以采用统一的通信规约，这也是造成通信系统复杂的原因之一。

(3)户外终端设备较多

配电自动化系统的特点之一是具有较多的户外终端设备，由十这个特点也就要求设备的可靠性和安全性能都较高。根据安放地点的不同，配电自动化系统的设备也因此有不同的土作环境要求，行业标准中将一般都放置十所测控变电站内的输电网自动化系统站端设备的设备环境要求设定为0一55℃的土作环境，大量必须安放在户外的配电自动化系统站端设备则由十需要长期处于-25一65℃的恶劣土作环境下，因此需要考虑恶劣天气的雷击、过电压、低温土作、高温土作、淋雨、潮湿、震动和电磁干扰等因此，给设备的制造过程和制造材料提出了更高的要求，而且相对十输电自动化系统，配电自动化系统中的站端设备需要频繁进行远方控制，因此配电自动化系统也需要可靠性能更好的站端设备。

6结语

在传统配电网中电力只能单向输送给终端用户，配电系统仅实现了单向功能，这种系统功能单一、可靠性差。在未来智能电网框架下的配电系统将实现系统和电力用户之间的电力和信息的双向交换，与传统的配电自动化系统不同，智能电网背景下的配电自动化系统是一种高级配电自动化系统，传统的配电自动化主要的关注点基本配电电路开关的自动控制功能，而高级配电自动化延伸和发展了传统配电自动化系统的功能，对原有的功能实现进一步的整合和扩展。

参考文献

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