隨著(zhù)電網(wǎng)的發(fā)展和自動(dòng)化程度的提高， 調度自動(dòng)化系統已成為調度員實(shí)施生 產(chǎn)指揮和控制電網(wǎng)運行必不可少的工具。但在實(shí)際運行過(guò)程中，由于調度自動(dòng)化 系統自身也可能出現各種異常情況，如:自動(dòng)化系統故障、網(wǎng)絡(luò )中斷、數據采集 通道中斷、系統軟件異常等，倘若發(fā)生異常情況而沒(méi)有及時(shí)發(fā)現，則可能導致調 度人員無(wú)法進(jìn)行正常的調度指揮，嚴重時(shí)可能影響整個(gè)電網(wǎng)的安全運行，造成巨 大的經(jīng)濟損失。 調度自動(dòng)化系統的另一重要任務(wù)是，保證電能質(zhì)量，保持頻率、電壓、波形 合格。這就必須時(shí)刻保持發(fā)電和用電的瞬時(shí)平衡。由于電能不易大量貯存，而用 戶(hù)的用電是隨機的，要時(shí)刻保持供需平衡，就要求調度必須提前預計社會(huì )用電需 求，并依此進(jìn)行事前的電力電量平衡，編制不同時(shí)段的調度計劃和統一安排電力 設施的檢修和備用。 在實(shí)際運行過(guò)程中調度一方面要依靠先進(jìn)的調度自動(dòng)化通信 系統，密切監視發(fā)電廠(chǎng)、變電站的運行工況和電網(wǎng)安全水平，迅速處理時(shí)刻變化 的大量運行信息，正確下達調度指令;另一方面要實(shí)時(shí)調整發(fā)電出力以跟蹤負荷 變化，滿(mǎn)足用電需求。 在實(shí)際的調度過(guò)程中，還需要綜合考慮國家能源政策和環(huán)保政策，以及電源 分布、負荷需求、電網(wǎng)結構以及防汛、環(huán)保等因素，按照公平、公正的原則合理 安排發(fā)電，實(shí)現發(fā)電資源的優(yōu)化利用，以提高國家電力能源利用效益。 配網(wǎng)自動(dòng)化就是利用現代電子技術(shù)、通訊技術(shù)、計算機及網(wǎng)絡(luò )技術(shù)，實(shí)現配電系 統正常運行及事故情況下的監測、保護、控制和配電管理的現代化。隨著(zhù)國民經(jīng) 濟的高速發(fā)展和改革開(kāi)放的深入， 電力用戶(hù)對電能質(zhì)量和供電可靠性的要求越來(lái) 越高，電壓波動(dòng)和短時(shí)的停電都會(huì )造成巨大的損失。因此，需要結合電網(wǎng)改造在 配電網(wǎng)中實(shí)現配電自動(dòng)化，以提高配電網(wǎng)的管理水平，為廣大電力用戶(hù)不間斷的 提供優(yōu)質(zhì)電能。 通常，10kV 及以下電力網(wǎng)絡(luò )屬于配電網(wǎng)絡(luò )，其中35kV 及以上屬于高壓配電 網(wǎng);1kV 及以上屬于中壓配電網(wǎng);380/220V 屬于低壓配電網(wǎng)。本文要討論的配電自動(dòng)化特指 10kV 中壓配電網(wǎng)的自動(dòng)化。

    1、配網(wǎng)自動(dòng)化的內容

    配網(wǎng)自動(dòng)化的功能應包括配電網(wǎng)絡(luò )的數據采集與控制(SCADA) ，饋線(xiàn)自動(dòng)化 (FA，即故障定位、隔離、非故障區段的供電恢復) 、負荷管理、地理信息系統 (AM/FM/GIS) 、配電應用分析(PAS)等。配網(wǎng)自動(dòng)化系統的特點(diǎn)是：①信息量 大;②在線(xiàn)分析和離線(xiàn)管理緊密結合;③應用分析和終端設備緊密結合;④一次設備和二次設備緊密結合。本文認為配電自動(dòng)化系統的建設應包括以下五方面： 配電網(wǎng)架規劃、饋線(xiàn)自動(dòng)化的實(shí)施、配電設備的選擇、通信系統建設和配網(wǎng)主站 建設。

    1.1.配電網(wǎng)架規劃

    合理的配電網(wǎng)架是實(shí)施配電自動(dòng)化的基礎， 配電網(wǎng)架規劃是實(shí)施配電自動(dòng)化 的第一步，配電網(wǎng)架規劃應遵循如下原則： (1)遵循相關(guān)標準， 結合當地電網(wǎng)實(shí)際; (2)主干線(xiàn)路宜采用環(huán)網(wǎng)接線(xiàn)、 開(kāi)式運行，導線(xiàn)和設備應滿(mǎn)足負荷轉移的 要求; (3)主干線(xiàn)路宜分為 3~5 段，并裝設分段開(kāi)關(guān)，分段主要考慮負荷密度、負 荷性質(zhì)和線(xiàn)路長(cháng)度; (4)配電設備自身可靠，有一定的容量裕度，并具有遙控和智能功能。

    1.2.饋線(xiàn)自動(dòng)化的實(shí)施

    配電網(wǎng)中的停電包括兩部分：檢修停電和故障停電，提高供電可靠性就是要 在正常檢修時(shí)縮小因檢修造成的停電范圍;在發(fā)生故障時(shí)，減小停電范圍，縮短 停電時(shí)間。這就要求對具有雙電源或多電源的配電網(wǎng)絡(luò )，在進(jìn)行檢修時(shí)，只對檢 修區段進(jìn)行停電，通過(guò)倒路操作給非檢修區段進(jìn)行供電;故障時(shí)快速的對故障進(jìn) 行定位、隔離、恢復非故障區段的供電。 配電網(wǎng)絡(luò )的構成有電纜和架空線(xiàn)路兩種方式。 電纜網(wǎng)絡(luò )多采用具有遠方操作 功能的環(huán)網(wǎng)開(kāi)關(guān)，對一次設備和通信系統的要求高，適合于經(jīng)濟發(fā)達的城區;對 于大多數縣級城市， 配網(wǎng)改造必須綜合考慮資金和效果兩個(gè)因素， 采用以重合器、分段器和負荷開(kāi)關(guān)為主的架空網(wǎng)絡(luò )方案比較合適。其中，架空線(xiàn)路雙電源手拉手 供電是最基本的形式。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，同時(shí)實(shí)現自動(dòng)化的方案也越復雜。 在手拉手供電方式下，要求系統對各分段的故障能夠自動(dòng)識別并切除，最大限度 縮短非故障區域的停電時(shí)間。 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)流或失 壓的監測， 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。

    1.3. 配電設備的選擇

    在配電自動(dòng)化系統中，配電設備應包括一次設備——配電開(kāi)關(guān)，二次設備— —饋線(xiàn)遠方終端(FTU) 、配變終端單元(TTU)等，以及為一、二次設備提供操 作電源和工作電源的電源設備。 實(shí)施配電自動(dòng)化，必須以重合器、分段器、負荷開(kāi)關(guān)等具有機電一體化特性 的自動(dòng)配電開(kāi)關(guān)設備為基礎， 在架空線(xiàn)路上作為分段和隔離故障用的開(kāi)關(guān)應該具 有免維護、操作可靠、體積小和安裝方便的特點(diǎn)，并且能適應戶(hù)外嚴酷的環(huán)境條 件。 饋線(xiàn)遠方終端(FTU)用于采集開(kāi)關(guān)的運行數據、控制開(kāi)關(guān)的分合，為了達 到“四遙”功能，必須具有通信功能。 配變終端單元(TTU)用于采集配電變壓器低壓側的運行數據，控制低壓電 容器投切用于無(wú)功補償，通信的實(shí)時(shí)性要求低于 FTU。 開(kāi)關(guān)的操作電源和 FTU 的工作電源要根據配電網(wǎng)絡(luò )和設備的具體情況確定， 可以從 380/220V 低壓網(wǎng)絡(luò )直接取得，也可以從 10kV 線(xiàn)路通過(guò)互感器獲得;采用 蓄電池或 UPS 作為后備電源，也可以從其它配電線(xiàn)路獲得后備電源。 需特別注意的是，配電設備都在戶(hù)外布置，其工況條件惡劣，必須達到特定的運行環(huán)境要求，否則實(shí)施配電自動(dòng)化不但無(wú)法提高供電可靠性，還會(huì )降低供電 可靠性。

    1.4.通信系統建設

    通信系統是主站系統與配電網(wǎng)終端設備聯(lián)接的紐帶， 主站與終端設備間的信 息交互都是通過(guò)通信系統完成，因此必須有穩定可靠的通信系統，才能實(shí)現配電 自動(dòng)化的功能。通信方式有：光纖通信、電力線(xiàn)載波、有線(xiàn)電纜、無(wú)線(xiàn)擴頻、借 助公眾通信網(wǎng)等多種。配網(wǎng)自動(dòng)化系統的通信具有終端設備多，單臺設備的數據 量小，實(shí)時(shí)性要求不同的特點(diǎn)，因此應因地制宜，根據當地環(huán)境和經(jīng)濟條件確定 合理的通信系統，同時(shí)要考慮調度自動(dòng)化通信系統的建設。一般的，城區 10kV 主干線(xiàn)路采用光纜通信，建成光纜主干網(wǎng)，用于配電開(kāi)關(guān)和主站間的實(shí)時(shí)通信; 城區 10kV 分支線(xiàn)路、變臺監控、無(wú)功補償等采用有線(xiàn)通信，就近接入光纜主干 網(wǎng)，或采用其它通信方式。

    1.5.配網(wǎng)主站建設

    配網(wǎng)主站是整個(gè)配網(wǎng)自動(dòng)化系統的監控管理中心，應完成以下功能： (1)配電網(wǎng)實(shí)時(shí)數據采集與控制(SCADA) ：通過(guò)終端設備和通信系統將配 電網(wǎng)的實(shí)時(shí)狀態(tài)傳送到主站，在主站對配電網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行遠方監視和控制， 與調度 自動(dòng)化類(lèi)似。包括配電開(kāi)關(guān)的狀態(tài)，保護動(dòng)作信息，運行數據等。 (2)提供主站控制方式下的饋線(xiàn)自動(dòng)化功能，用于完成線(xiàn)路故障的快速定 位、隔離和非故障區段的供電恢復，要求適用于各種復雜的網(wǎng)絡(luò )。 (3)配電地理信息管理(AM/FM/GIS) ：以地理圖為背景對配電設備、配電 網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行分層次管理，包括查詢(xún)、統計等。 (4)配電網(wǎng)應用分析(PAS) ：對 SCADA 系統采集 的運行數據進(jìn)行分析計算， 為調度員提供輔助決策， 包括： 網(wǎng)絡(luò )拓撲、 狀態(tài)估計、 潮計算、網(wǎng)絡(luò )重構、無(wú)功優(yōu)化、仿真培訓等， 配電網(wǎng)具有與輸電網(wǎng)不同的特點(diǎn)， 因此配電網(wǎng)應用分析的算法與能量管理系統(EMS)有所不同。 (5)與其它應用系統(如 MIS 系統)接口：根據生產(chǎn)和管理的要求，配電 主站系統需要與其它應用系統交換數據， 給供電企業(yè)內部其它部門(mén)提供配電網(wǎng)的信息。 配網(wǎng)主站的建設應遵循統籌規劃分步實(shí)施的原則， 在規劃時(shí)要考慮系統的安 全可靠、實(shí)用和易于擴展。配網(wǎng)主站管理的對象是配電線(xiàn)路中的設備，而調度管 理的是變電所內的設備，兩者結構類(lèi)似，因此從投資和系統投入運行后維護管理 的方便性考慮，對于縣級電網(wǎng)宜考慮配調一體化的主站設計方案。

2、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。 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，提高勞動(dòng)效率，使運行 人員對配電網(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。配電網(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。 配網(wǎng)自動(dòng)化不同于調度自動(dòng)化和變電所自動(dòng)化，配電終端設備均為戶(hù)外運 行，這就要求所選擇的設備具有抗高溫、抗低溫、防凝露、抗風(fēng)沙和抗老化等能 力，配網(wǎng)自動(dòng)化系統的測控對象多，設備數量巨大，因此要考慮設備的性?xún)r(jià)比。 進(jìn)行通信系統建設時(shí)，需要和調度自動(dòng)化的通信系統相結合，統籌考慮。有些地 區已建成包括調度主站和變電所的光纖通信網(wǎng)， 配網(wǎng)自動(dòng)化系統就可以利用已有 的通信通道，就近接入變電所以節省投資;有些地區的通信系統不太完善，在進(jìn) 行配網(wǎng)通信系統的建設時(shí)，應為調度自動(dòng)化、集中抄表等留有足夠的余量。 配電終端設備中的電源用于控制和開(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。 在配網(wǎng)主站的建設中，應注意實(shí)用和可擴展。配電地理信息系統的建設應注 意配電系統設備分布區域廣，管理部門(mén)多的特點(diǎn)，宜建立分部門(mén)分區域的管理， 即建立分布式地理信息系統。配網(wǎng)應用分析(PAS)的實(shí)施相對要求比較高，需 要有完整準確的配電網(wǎng)參數和歷史運行數據，運行人員應具有一定的水平，PAS 是一個(gè)實(shí)時(shí)系統，數據變化快，應經(jīng)常維護，經(jīng)常使用，才能使系統免遭淘汰。

    3、配網(wǎng)息動(dòng)化未來(lái)發(fā)展前景

    電力調度自動(dòng)化系統在電力系統的運行生產(chǎn)中，起著(zhù)舉足輕重的作用，正確地對電網(wǎng)的調度自動(dòng)化系統進(jìn)行設計，將使電能的生產(chǎn)、傳送、分配和使用獲得 最大的技術(shù)經(jīng)濟效益，并為電力系統的發(fā)展提供重要的數據和依據?，F代的調度自動(dòng)化系統包括三種含義：采集和變換信息、通信設備傳送信息和調度中心使用信息。調度自動(dòng)化系統收集、處理電網(wǎng)運行實(shí)時(shí)信息，通過(guò)人機聯(lián)系系統把電網(wǎng) 運行狀況集中而有選擇的顯示出來(lái)進(jìn)行監控。調度人員可以借此統觀(guān)全局，集中全力指揮全網(wǎng)安全、經(jīng)濟和優(yōu)質(zhì)運行，同時(shí)極大地提高電網(wǎng)安全運行水平，提高電網(wǎng)事故的處理效率，減少停電損失。 隨著(zhù)計算機硬件技術(shù)、通信技術(shù)、數據庫技術(shù)、Internet 技術(shù)的發(fā)展，電網(wǎng)調度系統涌現了大量應用新技術(shù)，其中包括國際流行的(COR/BA)中間件平臺 技術(shù)、公用信息模塊(CIM)技術(shù)、可視化技術(shù)、電力市場(chǎng)交易與安全分析一體化的技術(shù)、Internet 信息服務(wù)技術(shù)等。新一代電網(wǎng)調度自動(dòng)化系統應滿(mǎn)足國際標準，兼具開(kāi)發(fā)性與擴展性，并符合未來(lái)電網(wǎng)調度自動(dòng)化系統安全生產(chǎn)和經(jīng)濟調度的需求。 隨著(zhù)計算機軟硬件技術(shù)的發(fā)展，將會(huì )有越來(lái)越多的新技術(shù)應用于配電網(wǎng)中，配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)會(huì )逐步成熟，為配電網(wǎng)安全高效的運行提供技術(shù)保證。隨著(zhù)電力市場(chǎng)的實(shí)行，供電企業(yè)對配電網(wǎng)運行的安全性和經(jīng)濟性要求越來(lái)越高，配網(wǎng)自動(dòng)化是解決這一需求的必由之路。 我們相信配網(wǎng)自動(dòng)化建設必將為我國的配電網(wǎng)發(fā)展做出巨大貢獻。