配電自動化調研報告

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配電自動化是當前國內外電力行業前沿技術之一，特別是電力走向市場和信息技術快速發展的今天，逐步開發建設配電自動化系統(指廣義的配電自動化系統，它包括實時監控的DA和基于GIS的配電管理DMS，下同)已是大勢所趨。供電分會1999年曾組織專題小組，開展了配電自動化系統的第一次調研，對供電企業開展好這項工作和科研、開發企業研究開發適合現場需要的技術和產品起到了很好的引導作用。為總結四年來的經驗教訓，更好的引導供電、科研和開發企業開展好這項工作，供電分會決定，由分會技術管理專委會組織開展配電自動化系統建設運行情況的第二次調研。調研小組開展了問卷調查、現場走訪并組織了建設運行研討會?，F就如何正確總結我國城市配電自動化系統建設的經驗和問題，給合我國配網實際明確建設配電自動化系統的目的和作用，進一步推動其發展策略等問題提出一些意見，供各會員單位研究參考。

1成效和主要經驗

1．1成效

1．1．1配電自動化系統有了很大發展。問卷調查顯示，己開展了各種形式的配電自動化系統的單位約占全國地級城市供電企業25％－30％，覆蓋線路長度約占其全部中壓線路長度8％，有的企業如貴陽市北、濟寧、鎮江、青島等局，其配電自動化系統的實時監控已覆蓋所在城市全部中壓線路的50％以上，有的接近全覆蓋；按《規范》[1]己基本實現其實時功能和部分的管理功能，還有不少實施了覆蓋城區大范圍的基于配電AH／PM／CIS的離線配電管理。

1．1．2實用化水平有了很大提高。多數配電自動化系統已經實現配電SCADA和饋線PA功能，其中部分的還實現了與配電GIS集成一體的配電管理功能，為改變我國配電管理極其落后的現狀，提高配電生產管理水平、勞動和管理效率、供電可靠率、多售電量、改善電能質量和為客戶服務、降低配電線損等方面都顯現了極大的實用性、實效性。不少單位己成為配電調度、運行、工程、為客戶服務以及其他多種管理中離不開的實用化的工具。

1．1．3由引進為主到自我開發。配電自動化系統開發建設初期，多為引進設備和技術，近年來國內自我開發的設備技術已有相當大的比例，如各種型式的國產配電自動開關己達45％；FTU、DTU和TTU國產化率已分別達到70％、90％和幾乎100％；配變監測與配變低壓無功自動補償一體化、配電終端的網絡通信以及基于網絡通信的FTU快速隔離故障區段技術、SCADA與GIS一體化以及基于GIS的諸多應用功能幾乎都是國內自主開發。

1．1．4由不夠規范到逐步規范。經過近幾年的努力，現已由國家經貿委相繼批準頒發的《配網自動化系統遠方終端》、《配電自動化系統功能規范》以及國電公司發輸電運營部制訂的《10千伏配網自動化發展規劃要點(試行)》、《10千伏及以下配電地理信息系統規劃建設的若干意見(試行）》使配電自動化系統的規劃建設逐步的有了些規范可依。

1．2主要經驗

——在對成功和挫折的總結中統一了8個重要問題的認識

1．2．1統一了基本功能模式的認識，即由多種基本功能模式探索試點到統一為DA與DMS一體化的基本功能模式。城市配電自化系統的初期試點工程存在著就地控制(重合器、重合閘＋自動分段器)的PA、有通信和主站集中控制(配電SCADA＋FA)的DA、基于GIS的離線配電管理、實時監控的配電自動化與基于CIS的配電管理相集成的DA／DMS等多種基本功能模式。近兩三年來建設的系統幾乎都是DA與DMS集成為一體的基本功能模式；原有非這種基本功能模式的系統已經或正在向這種模式改造過渡；本次問卷調查顯示，現有系統86．7％是DA與基于GIS的配電管理一體化系統模式。

1．2．2統一了配電自動化系統中實時監控功能與管理功能關系的認識，即由重以實時監控為主到實時與管理并重甚至更注重管理。

■由于我國在影響中壓用戶供電可靠率的對用戶年均停電戶時中，故障停電還不到25％[2]，其中還包括35千伏及以上輸變電系統故障引起的10千伏用戶停電；城網中多數對供電可靠性要求很高的用戶，客觀上都己裝設了雙電源甚至多電源；本次問卷調查要求填報1999年至2002年上半年配電自動化實際減少的停電戶時數，在16個已開展配電自動化的填報單位中，僅有兩個單位分別報出了2002年上半年減少停電86、60戶時，與其同期全部停電戶時數3710、626．8比，何其微不足道；問卷調查也顯示，認為當前配電自動化對提高供電可靠性有很好作用的僅為15．38％；國外發達國家供電可靠率達到五個9時，其故障停電一般都在75％以上[3]。因此，就總體上講，近幾年還不能指望配電自動化在提高供電可靠率上發揮多大作用，故只有單一故障處理功能的就地控制模式的FA實效性很小，有的還有其他多種技術上的局限性，前期開發的這種自動化，多數又進行了補設通信、主站及終端的改造，故這種方式不宜在城網中繼續發展使用。

■帶通信和主站的配電自動化DA，除故障處理功能外還具有配電SCADA動能，一舉改變了沒有自動化前對配電網各結點、設備運行工況和狀態由基本不知到方便可知、配電網開關倒閘由就地操作到遙控操作的歷史。但要到達一定規模才能在配電網安全生產、經濟運行、監控電能質量、提高勞動效率和供電可靠率等方面顯現其實效性，由于其工程量和資金投入量較大，對多數城市特別是大城市需要多年分期實施，短期內難以體現規模效應；在沒與GIS相集成前，SCADA采集的大量實時信息又不便于充分應用。

■基于GIS的離線配電管理，不僅為眾多管理部門應用，更適宜生產車間、班組應用，與實時監控系統比投入少見效塊、易于體現規模效應，是優化配電管理，迅速改變我國“技術落后管理更落后”“供電管理落后配電管理更落后”局面的最快捷適宜的技術手段，不少企業都有了很好的、大量的使用經驗和體會，越發得到供電企業的青睞。但在沒有實時信息支持前，其應用特別高層次的分析應用，將受到很大制約。

■DA與基于GIS的DMS一體化系統，將給我們構建一個完整的、時間與空間、電網與用戶、監控與管理一體的現代化數字配電系統的模型，在配電調度、運行、規劃、設計、施工、業擴、搶修、營銷、客戶服務以及三大指標的統計分析等許多方面都能發揮重要的作用。問卷調查顯示，在提高綜合管理、為客戶服務和勞動生產率等方面，認為有很好和較好作用者都超過75％，還必將是數字化供電企業重要的組成部份，是當今配電管理現代化的發展方向。

■不少大局，如北京、沈陽、上海市區、武漢、鞍山等，因配電自動系統的實時監控部分鑒于工程量、資金以及必須分若干年才能實現的現實，均已開展了大覆蓋范圍的離線GIS，先行開展有相當規模效應的離線配電管理，而實時監控的DA，則分年度建成一片與GIS連成一片，不乏明智之舉。

1．2．3統一了配電自動化系統與其它多種信息系統關系的認識，即由“孤島”自動化到資源、信息集成共享。前幾年建設的配電自動化多為“孤島”，且在配用電系統中還有負荷管理、遠方抄表、營銷管理、配電變壓器監測、離線GIS等多個獨立存在的系統，致使一個企業內配用電信息不能共享、資源不能共用、信息不能唯一、重復投資、重復開發、維護管理復雜。近年來開發建設的系統不僅做到了DA與GIS一體化，多數還做到與上述各系統以及區調SCADA、MIS等系統的整合集成，并使其逐步成為全局信息一體化的重要組成部分，達到資源共用、信息共享且唯一。

1．2．4統一了基本通信方式的認識，即由多種試點到以光纖為主、多種通信方式相輔相結合。經過幾年來的實踐和反復的經濟技術考量，配電自動化的通信方式以光纖為主己成為共識，因地制宜的選用其他多種通信方式相輔相結合也是客觀之舉。本次問卷調查的16個局統計顯示，主站至子站和子站至干線開關終端100％的選用了光纖；子站至開閉所93．75％的選用了光纖；開關終端至配變監測終端選用光纖、雙絞線、通信電纜者約各占三分之一；配變至低壓用戶的抄表系統多數選用低壓電力載波，也有用雙絞線或公用電話線的。

1．2．5統一了要統籌規劃分步實施的認識，即由孤立試點到整體統籌規劃分步實施。初期開發的系統多為小范圍的試點，缺乏統籌規劃，往往由于基本功能選用過于簡單、軟硬件缺乏開放性、一次電網變更較大、通信系統不可靠等，不是久久不能實用，就是多次重復改造、重復升級甚至癱瘓停用。近年來開發建設成功的系統，都是事先進行了統籌規劃和分步實施規劃，不僅使開發建設有序、分步見效、及時發揮投資效益，還能最大程度的實現資源共用、信息唯一且共享、更利于再開發利用。

1．2．6統一了要強化運行管理的認識，即由只重視開發建設到開發建設與運行管理并重。前幾年多數只重視開發建設，忽視建設后以崗位責任為核心的運行管理，是造成系統不能很快實用甚至癱瘓的重要原因之一。近年來應用較好的企業都是因為重視了建設后的運行管理，建起了諸如崗位定編、責任制度、操作規程、維護制度、定期試(檢)驗制度、獎罰規定等等。

1．2．7由過多的依賴開發廠商到廣泛的合作開發。前幾年建設開發的系統往往是少數技術人員與開發廠商商訂功能需求或由開發廠商調研確定功能設置后即由廠商負責開發，是功能不實用、不易用、不愿用、維護不方便、使用單位不會再開發的重要原因之一。近幾年開發建設比較成功的單位大多在功能調研方案論證階段就廣泛吸收由配電調度、運行、生產技術、營銷管理、遠動通信、信息管理等部門參加；工程一開始就明確誰安裝(含參于安裝)、誰使用、誰維護、誰驗收、誰負責；使用者和維護者廣泛的參予工程設計、安裝調試、功能開發和驗收，與開發單位形成廣泛的合作機制，不僅使責任、壓力到位，保證了工程質量，還培養鍛煉了人才，還做到了會使用、更實用、便維護、利(再)開發。

1．2．8統一了要加強統一組織領導的認識。由于配電自動化系統的開發建設和實際應用不僅技術復雜、工作量大，還涉及多部門、多專業的協作配合，更牽動諸多作業流程、專業分工、工作習慣甚至組織機構的變革，必須有實實在在的、統一的組織領導機制和強有力的日常協調機制。

2存在的主要問題

在交流研討中，盡管共同總結出了以上(1．2節)的經驗，但相當多的供電企業在對配電自動化系統的認識和組織實施中，仍然存在不少問題。

2．1幾個認識的誤區

2．1．1建設配電自動化系統就是為了或主要為了提高供電可靠率。正如1．2．2節所述，近幾年配電自動化在提高供電可靠率方面的作用遠不及改造網絡結構、更新設備、開展配電帶電作業、加強綜合管理有效，再加上我國對用戶還沒推行故障停電獎罰制度，不少領導者認為搞配電自動化只不過是“錦上添花”，是認識的第一個誤區。以下第3．2節的分析將看到，配電自動化系統的強大生命力在于全面提高配電管理水平，盡快改變我國配電管理極其落后的現狀，實現供電企業經濟效益與社會效益的統一，絕不是僅僅為了或主要為了提高供電可靠率。

2．1．2建設配電自動化系統資金投入量巨大。我國開展配電自動化幾乎是與城市電網改造同時甚至超前提出的，為了開展配電自動化，要求一次電網“N—1”、“手拉手”、“分段連接”、“負荷轉移能力”、“自動開關”改造等，其投資都加到了配電自動化工程上，確顯投資巨大，使人望而生畏，是認識的又一誤區。這是對我國長期存在的缺電和配電網絡的放射型、不(或少)分段、不連接、不互供、滿(甚至過)負荷為主的落后局面已習以為常，因而對那些本應列入一次電網投資的線路設備改造都計入了配電自動化“名”下，還有配電自動化所需的通信系統，大多是可以與其他應用系統共用甚至還可以為社會提供服務的，也全計入了配電自動化系統的投入。

2．1．3把DA／DMS的開發建設等同于一般工程。要求DA／DMS一次開發建設后像一般輸變電工程、一座橋梁工程等一樣，竣工后就是個定型的實物，不允許改來改去，就能達到預期的全部功能要求，是認識的第三個誤區。因為DA／DMS特別是配電管理部分的開發應用，涉及諸多部門、諸多生產業務管理方法、管理流程和評價標準，而這些方法、流程、標準在各企業又不盡相同且有相當的不確定性；市埸化改革中的電力體制，正在且必將進一步牽動配用電管理方法、流程和評價標準的改革，這些改革是漸進的、各具體企業也是不盡相同的；最熟悉配用電生產業務管理的部門和人員是系統的使用者，他們不僅有個適應過程，更有在實際使用的體驗中會逐步提出更新、更實用、更高的需求；就是國外先進的管理方法也有與我國國情逐步相結合的過程等等。這都決定了配電管理系統的應用功能(含管理流程和工序評價標準等)設置，不可能是個一步到位的定型產品或定型設計，而必然是在應用的實踐中不斷開發、不斷改進、循序漸進、不斷完善的過程。管理優化，只有開始，只有不斷完善，沒有終了。

2．1．4配電自動化系統內各自子系統間以及與其他應用系統間，信息交換量越多越全越好。不管需求程度如何，把配電自動化及配電管理系統的全部信息向所有單位和個人開放，更要求本系統最大程度的接受其他系統信息，是認識的第四個誤區。其結果是信息難以凈化、容量大幅增加、投資加大、重復開發、系統安全難以保障，致使決策者不是決心難下就是大大推遲開發建設進度。誠然，信息共享是所有信息系統建設應共同遵守的原則，但必須是確實需要共享的才給予共享；需要部分共享的只給部分共享；個別需要由本系統提供信息再加工的，應由其自行加工處理；不屬于配用電系統的信息，也不得進入本系統。

2．2缺乏規劃或規劃不周

2．2．1一次電網規劃不周。網架缺乏一定年限的轉移負荷的能力，自動化系統試點工程選點欠妥。剛剛建成了配電自動化，一次電網就失去負荷轉移能力；大規模網架改造或一次電纜入地，自動化系統被迫停用；剛剛改造的城網，又要更換自動化開關等。

2．2．2自動化系統規劃不周又缺乏開放性。有的配電實時監控系統甚至沒考慮與配電GIS相集成，更沒考慮與負荷管理、配變監測、自動抄表、區調SCADA、MIS等系統集成連接，再作連接時，又缺乏真正的開放性。以致不是資源不共用、信息不共享、“孤島”亦然，就是重復投資、重復開發甚至推倒重來。

2．2功能規劃不周。有的功能單一或過于簡單；有的偏面追求多(功能越多越好)、高(高級應用)、新(技術越“新”越好)；有的功能設置完全交給了開發商等，這都是系統不能很快實用的重要原因。

2．3管理不夠有力

主要有前期調研方案論證和功能設計，不注意吸收使用部門、使用人員參與，以致實施方案、功能、流程設計脫離實際；建設期牽頭部門不力，相關生產運營、營銷管理部門沒有積極介入，致使建設中協調困難，建成后難以推動使用；建設和運行后的運行維護管理部門責任制度不明確、不落實、運行維護人員不到位；由配電自動化系統的使用必然帶來的生產、管理工作流程、規章制度的改革嚴重滯后；過分依賴開發商，使投運后的維護工作和功能擴展不能正常開展。

2．4部分產品質量有待提高

據電科院配用電自動化設備檢測實驗室的統計，截止到去年9月在對送檢的38個廠家的終端設備檢測中，一次通過率僅有20％，其余的均經過改進設計后通過；去年在對11個廠家的配電自動化終端抽查中，合格率也只有20％左右[4]。這次問卷回答也反映有些設備可靠性不高，如FTU、DTU的電池、光電轉換單元，室外PT、電源變壓器絕緣、少數國產柱上開關的操作機構等。

2．5實時自動化系統的出廠和現場試驗驗收方法標準不完善

到目前為止，只有個別的開發集成商能做現場安裝前的系統模擬聯機出廠試驗(PAT)，現場安裝調試后的驗收試驗(SAT)更是多種多樣，其試驗驗收方法標準更待統一、完善。

3正確認識建設配電自動化系統目的和作用

3．1目的

建設配電自動化系統的目的，應是利用現代技術構建一個完整的、時間與空間、實時監控與管理一體的現代化配電網數字信息系統，全面提高配電系統的安全、效益、效率、供電質量以及為客戶服務水平，盡快改變我國配電系統管理極其落后的現狀，以適應供電企業市場化改革、提高競爭能力、自我發展和推進現代化管理的要求。

3．2作用

配電自動化系統的實際應用范圍很廣，且會在應用中逐步擴展，以下舉出些在安全生產、提高效益和效率、供電質量和為客戶服務方面主要應用的例子。

3．2．1提高安全生產水平

■為各應用部門提供及時、正確、一致的圖形資料。而傳統的手工紙質管理無法做到，以至于誤蹬桿、誤蹬變臺、誤操作、誤停電、誤接線時有發生。

■及時、準確、便于查詢的缺陷全流程管理和設備檔案管理。而傳統的缺陷記錄本、缺陷通知單和設備檔案、往往傳遞不及時、有遺漏、有掉失。

■監測配電設備運行工況和狀態，及時發現危及安全(也包括經濟運行、電能質量)的問題。而傳統的管理是要現場巡視測量才能發現，由于配電設備面廣量大，巡視周期長，現場測量周期更長或本來就做不到定期測量，往往心中無數。

■正確、快捷的遠方倒閘操作。避免傳統現場操作時的交通、蹬桿、雷雨、大風、接近高壓等可能出現的不安全因素。如鎮江局僅2002年6至11月就執行遠方倒閘操作1113次，100％安全正確。

3．2．2提高經濟效益

■在滿足一定的可靠性要求下，降低或推遲電網投資。

■實時線損分區、分線、分臺片統計分析。及時發現竊電、計量裝置故障、漏抄、漏計以及低壓零線電流過大等。

■開展經濟運行方式、無功裝置合理分布、無功自動補償。

■及時發現偏離經濟負荷水平的設備、線路。

■節約現場操作、測量人力和交通工具。

■多售電量。

3．2．3提高效率

■快速、正確的各類統計報表、查詢。如北京供電局計算，作一次配電資產年報可比原手工統計制作提高效率900倍[5]；查詢配網中某設施(含設備)資料可比過去人工查找臺帳圖紙快100倍[5]。

■配電網中多圖維護合一，即一處維護多圖自動生成，且確保拓撲關系、參數一致性。

■快捷的理論線損計算和分析，北京供電局計算可比原手工收集資料、PC機計算分析，提高效率900倍[5]。

■快捷的業擴及配電工程輔助設計，且大大提高其設計施工圖的規范性。

■為快捷的配網負荷預測和配網規劃提供手段。

3．2．4提高供電質量

■直接或簡接的提高供可靠性。

■實施真正到戶的可靠率統計分析。而不是當前只到中壓戶和“公變”的人工統計，便于制訂有針對性的措施及時控制。

■實施客戶真正感受到的電壓質量監測及合格率統計分析。而不是當前只是“代表”戶的統計分析，便于制訂有針對性的措施。

■電壓無功自動調正。

■創造條件，逐步開展諧波監測。

3．2．5提高為客戶服務水平

■加快業擴報裝流程。

■預安排停電分析、停電通知自動生成，避免漏通知、錯通知。

■為客戶服務中心提供準確、及時的客戶停電咨詢信息。

■為開發客戶需求側管理及客戶側電力市場創造條件等。

4進一步發展配電自動化系統的策略

4．1一定要加強領導，及早明確責任

配電自動化系統的建設，資金投入、工程(作)量大、涉及面寬，更涉及許多傳統觀念和工作流程的變革，必須加強領導。建設開始前就要明確使用、維護、管理單位和責任人，參予工程調研、設計、建設、調試和驗收。特別要組織配電生產、管理人員參予需求分析和應用開發，因為配電管理系統的應用給他們帶來的觀念、工作方式和工作流程變革最大。

4．2總體規劃分步實施分步見效

4．2．1電網規劃。根據用戶客觀要求和經濟發展水平，高壓電網和中壓電纜網應滿足“N－i”原則要求，中壓架空網要有合理的分段和聯絡，其分段不宜過多、結構不宜過于復雜，要具備足夠的負荷轉移能力。

4．2．2功能需求規劃。可依照《功能規范》，參考兄弟單位的經驗和本單位的實際，本著規劃要有超前性，具體實施中要遵循實用優先、易用優先、生產一線優先、循序前進、逐步完善的原則。

4．2．3自動化系統結構規劃。自動化系統一般可選用三層結構，在滿足功能需求、技術指標要求和經濟性的前提下盡可能使功能實現分層分布。要兼顧集成性、開放性、可靠性、先進性、安全性、可維護性、易用性和實用性。在考慮與地調SCADA、負荷管理、遠方抄表、營銷、客戶中心、MIS等系統連接和各自開發中，一定要遵循通用的、開放工程實踐的產品，其中配電自動化的遠方終端，還必須是通過了電科院配用電自動化設備檢測實驗室檢測的產品；一個系統內的同樣用途的硬件不宜多于兩種，最好一種；應選擇一家有相當工程經驗和實力的開發集成商。

開發集成商應具備承接相應工程城市配電系統模擬試驗能力完成設備、軟件現場安裝前的聯機出廠試驗(FAT)。

4．3要下決心推動應用

只有應用且不斷擴充應用才有生命力。實踐證明，推動應用、不斷開發新的應用，其難度并不亞于構建一個系統框架，尤其推動一線生產班組的應用，因為配電自動化系統的應用，是一次生產和管理工具的革命，它將引發一系列生產管理流程的重組，迫使相關生產管理人員學習掌握現代化的生產管理技能，沒有從生產一線作業者到高層管理者的觀念轉變、推動應用的決心和積極主動的行動，很難收到實效。要像鎮江、北京、上海市區、廈門那樣，從領導、管理人員到一線作業人員積極協調配合推動應用，使其成為管理和生產人員離不開的工具。

4．4要建立健全以崗位責任為核心的規章制度

要從組織上采取強有力的措施，建立健全并嚴格監督、考核、執行崗位責任制度和各項運行、信息維護、故障分析、評價制度及操作規程，特別是堅持做好信息源頭維護原則下的信息維護更新制度，融信息維護于生產管理流程之中。

4．5要選好培養好用好自己的人才

無論系統的開發建設，還是運行使用以及不斷開發新的應用，不僅需要一批既熟悉本單位生產管理業務又能掌握配電自動化信息技術的人才；更需要他們具有強烈的責任心、科學的態度和堅持不懈地創新意識，鎮江局的說法“要吃得起辛苦、經得起挫折、耐得起寂寞”。只有選好培養好用好自己的這種人才，才能做到不過分依賴廠家，才能為系統的更好應用和不斷的開發發展奠定堅實的基礎。