電力自動化發展走勢

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隨著經濟的發展和人民生活水平的提高，人們對供電系統的可靠性、安全性要求也日益提高，電站自動化系統已廣泛地應用到各個領域。其借助現代的網絡技術和計算機技術實時監視電力系統的運行參數，及時進行記錄，并將這些數據不斷地傳送至電力監控計算機，實施遙控命令，使運行管理人員可以通過監控中心全面了解電力系統的運行工況，準確、快速地判斷故障位置和故障原因，簡便地實現各種數據分析，包括負荷分析、電能消耗分析、電能質量分析等。因此，發配電自動化成為提高供電質量和可靠性的重要措施。

1配電自動化概述

配電自動化是利用現代電子、計算機通信及網絡技術，將配電網在線數據和離線數據、配電網數據和用戶數據、電網結構和地理圖形進行信息集成，構成完整的自動化系統，實現配電網及其設備正常運行以及事故狀態下的監測、保護、控制、用電和配電管理的現代化。從而改進供電質量，與用戶建立更密切更負責的關系，以合理的價格滿足用戶要求的多樣性，力求供電經濟性最好，企業管理更為有效。配電自動化包含以下幾個方面：

饋線自動化。饋線自動化完成饋電線路的監測、控制、故障診斷、故障隔離和網絡重構。其主要功能有：運行狀態監測、遠方控制和就地自主控制、故障區隔離、負荷轉移及恢復供電、無功補償和調壓等。

變電站自動化系統。變電站綜合自動化系統是利用微機技術，將變電站的控制測量、傳輸處理、繼電保護、故障錄波、遠動功能融為一體的多機共享系統。變電站綜合自動化系統所能完成的主要功能包括：數據采集、繼電保護、參數監測、運行控制、事件記錄、事故報警等。功能的綜合是區別于常規變電站的最大特點，它以計算機技術為基礎，以數據通訊為手段，以信息共享為目標，以便更好地實施無人值班。

配電管理系統。是指用現代計算機、信息處理及通信等技術和相關設備對配電網的運行進行監視、管理和控制。它是配電自動化系統的神經巾樞，整個配電自動化系統的監視、控制和管理中心。需求側管理。通過一系列經濟政策和技術措施，由供需雙方共同參與的供用電管理。包含負荷管理、用電管理及需方發電管理等。需求側管理的幾個內容涉及電力供需雙方，甚至與電力管理體制有關，必須通過立法和制訂相應的規則，并最終由電力市場來調節。

配電通信系統。是配電自動化系統的一個重要環節，由于配電網終端節點數量巨大，給通信方案的選擇帶來困難，配電系統可有有線、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：①有線方式有電話線和專線2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。②無線方式有普通電臺和高速智能數傳電臺2種。普通電臺已廣泛應用于負荷控制系統中，優點是投資少，缺點是可靠性較低，控制較嚴。高速智能數傳電臺通信速率高，頻點可復用，支持x．25協議，有路由選擇功能和主動上報功能，適合配電自動化系統應用，缺點是價格較高。③光纖通信方式有光端機方式和光接口板方式2種。光纖通信的主要優點是通信容量大、抗干擾能力強、損耗小，缺點是價格較高。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換器直接置入配電終端內，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。

2配電自動化現狀

目前配電自動化大體有以下幾種方式：在10kV輻射線路或樹狀線路采用重合器、分段器的方式。由于該種方式不需配置通道和主站系統，依靠重合器和分段器自身的功能進行故障隔離和恢復供電，因而具備容易實施、節省投資等優點；在10kV環形電纜配電網絡中采用重合器，配合環網柜實現配電自動化：在10kV環形電纜配電網絡中采用環網柜加裝FTU，并設置配電網自動化系統，環網柜可以是戶外、戶內兩種方式；由于國內大多數城市內是沿城市街道敷設的架空絕緣導線構成10kV配電網絡。針對這種配電網絡，目前采用的配電自動化方式是首先進行網絡優化改造，形成多個環網或“手拉手”線路，使每一用戶有2個供電源等等。

3配電系統自動化發展趨勢

1）功能分層分布。配網自動化與通信系統是密切卡相關的，為了貫徹功能下放、分級分層、提高事故響應速度的原則，配網自動化系統一般分為3層：主站、子站、饋線。目前在3層之間通信一般采用光纖以太網、光纖環網、雙絞線、電力線載波和無線等多種方式。其中電力線載波是一種很理想的通信方式，最初的電力線載波是為傳輸高頻保護信號和話音信號設計的，其是基于線路兩端阻波器的點對點的通信。由于配電網節點眾多，這種點對點的通信方式不能滿足配電自動化的要求，因此配電載波不冉使用阻波器；第二代的載波技術基于擴頻原理，能夠在很低的信噪比情況下工作，具有很強的通信能力；最新一代的載波技術基于數字信號處理芯片（DPS），由于PDS具有強大的實時解碼功能，所以這種載波技術具有非常理想的通信能力，在以后的理論研究與試驗中會表明該技術是一項完全可行的、具有發展前途的新技術。

2）配電網系統保護。配電環節的保護集中在饋線的保護上，配電網不存在穩定問題，一般認為饋線故障的切除并不嚴格要求是快速的，但是，隨著經濟的發展，電力用廠用電的依賴性越來越強，供電可靠性和供電電能質量成為配電網的工作重點。配電網饋線保護的主要作用包括饋線故障切除、故障隔離和恢復供電，配電自動化包括饋線自動化和配電管理系統。饋線自動化的核心是通信，以通信為基礎可以實現配電網全局性的數據采集與控制，從而實現配電SCADA、配電高級應用（PAS），同時以地理信息系統（GIS）為平臺實現配電網的設備管理等。

3）電能質量。隨著基于大功率電力電了開關設備的普及應用，它所帶來的各種電能質量問題已引起各閨電力工作者的高度重視提高電能質量的新技術已成為今年來電力系統領域中新的研究熱點。隨著數字信號處理器（DSP）為基礎的實時數字信號處理技術的迅速發展，并得到廣泛的應用，采用模擬量控制的電能質量控制裝置正被數字最代替。它具有以下優點：可以程序控制、改變控制方法或算法而不必改變控制電路、提高系統穩定性、可靠性和靈活性、系統不受溫度影響、可重復性好、易調試和批量生產、易實現并聯運行和職能控制。隨著DSP性能的不斷改善，用DSP來做實時信號處理已成為當今和未來的技術發展熱點。

4）主站一體化。隨著電力事業的發展，用戶對供電可靠性的要求越來越高。但是電力企業內部各職能部門平臺不統一、功能單一，各系統問很難實現互聯和信息共享。所以在以后的電力自動化發展中有必要改變這一現狀，將分散的、各自為政的單一功能的系統集成為綜合的、信息共享的一體化系統，即把數據采集與監控系統、配電管理系統、地理信息系統、管理信息系統、高級應用軟件包以及變電站綜合自動化、饋線自動化和通信系統集成為一個體系結構良好平臺統一、信息共享、高效靈活的信息系統。

4結語

配電自動化及管理系統是提高電力供應商和用廣經濟效益的重要實施手段，應該遵循實用性、可行性、可發展性的原則，有效地完成各項功能的集成，并實現資源共用、信息可享。因此可以說，配電自動化的發展是電力系統的一場技術革命，它的發展完善必將給電力行業帶來巨大的經濟效益和社會效益。