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配電自動化與智能配電網論文范文
導語：闡述了國內外配電自動化的基本狀況，指出了配電自動化系統在各個自動化系統中的定位，同時給出了配電自動化系統的組成環節以及對應通信系統的構架。描述了配電自動化的基本功能、基礎應用和高級應用，展望了配電自動化的未來――智能配電網的發展前景。以下是小編整理配電自動化與智能配電網論文范文的資料，歡迎閱讀參考。
關鍵詞：配電自動化；智能配電網；通信平臺；配電網網架
中圖分類號：TM72 文獻標識碼：A 文章編號：2095-1302（2016）03-0-02
配電網直接面向用戶，屬電網最后一公里。配電網的拓撲結構是否合理是實現基本功能的物理基礎，與之匹配的通信系統是配電自動化系統基礎應用與高級應用的支撐平臺。配電自動化系統既涵蓋一次設備、線路又包括保護與自動化等二次設備技術領域。智能配電網是配網自動化的高級階段，是配電自動化的終極目標與應用的最高形式。
1 國內外配電自動化的發展和現狀
1.1 國外配電自動化技術的發展狀況
根據配電自動化系統的實際運行情況，國外配電自動化技術可分為三種類型：第一類主要包括美國、英國和日本，其特點是發展速度快，運行效果好。尤其日本近60%的線路實現了饋線自動化，個別地區覆蓋面超過80%，供電可靠性因此得到很大提升；第二類包括新加坡、韓國等。新加坡電網拓撲結構已經實現網格狀布局，配電自動化系統覆蓋了中低壓配電網，用戶年停電時間為0.31分鐘，大大提高了供電可靠性；第三類主要包括印度、泰國等。其特點是多應用系統集成，規模大，且相互兼容。
1.2 國內配電自動化技術的發展狀況
我國配電自動化主要采用引進、消化、吸收、改善等多種方式來實施和推進。最初，從引進日本的配電網自動化設備，不斷消化吸收，逐步啟動了配電網自動化系統的建設工作。采用分期分批試點、總結、提升至推廣應用的模式，在部分城市開展了配電自動化系統實施工作，到目前為止，已完成了多個城市的配電自動化實用化功能驗收工作。其技術路徑為：從配電自動化關鍵技術研究到試點與示范工程，再到推廣應用，取得了大量的工程經驗和有效數據。其發展也經歷了饋線自動化、簡約配電自動化到復雜配電自動化應用不斷深入的過程。
2 典型配電自動化系統的構成
配電自動化系統硬件主要由后臺主站、配電終端和通信平臺組成；應用軟件由配電自動化應用軟件平臺體系支撐。其系統構成及其在系統中的定位如圖1所示。配電主站與配電終端構成其核心系統，調度自動化系統及變電站綜合自動化系統與該系統關系密切。配電終端采集的配電網運行及狀態數據，通過通信平臺系統傳輸至后臺數據存儲服務器，后臺應用服務器則完成數據分析處理，實現其應用功能。配電自動化系統利用信息總線，與生產、營銷等相關應用系統互聯，完成信息交互，實現數據共享。其中，主站是配電自動化系統的監控、管理中心，實現數據監控、分析和處理；配電終端實現一次設備的實時數據采集和控制；通信系統為數據采集、傳輸與遠程控制提供通道支撐；信息總線則是基于IEC61968標準的總線機制，可以實現各個系統之間的數據共享。
2.1 配電自動化系統的應用功能
配電自動化系統應用包括配電系統運行及狀態數據采集、傳輸與分析等基本功能，實現 “一遙”即遙信功能或“二遙”即遙信與遙測功能，如全節點全斷面的量測、控制、保護功能等；基礎應用：配電電網監控、管理、運行維護、檢修等，實現“二遙”即遙信與遙測功能或“三遙”即遙信、遙測與遙控功能。如生產運行管理、營銷管理、負荷監控和用戶管理等；高級應用：配電系統故障定位/隔離/自動恢復供電，實現 “三遙”即遙信、遙測及遙控功能或“四遙”遙信、遙測、遙控及遙調功能。如故障隔離與自愈，負荷轉供等。還包括分布式電源的控制與管理，配電主站系統與市調EMS、縣調EMS、智能計量系統、生產管理PMS、生產指揮搶修平臺等其他系統的數據共享和應用集成，以及其他定制化應用等。
應用軟件系統基于實時數據庫、歷史數據庫，具備自診斷、自恢復功能，確保數據安全性；可實現在線檢測系統軟硬件運行狀態、網絡負載等功能；對具備冗余配置的設備，能自動切換到冗余設備運行。
系統按照IEC61968/IEC61970標準的總線機制，與相關業務系統互聯，擴展與其它應用系統之間的信息共享，為配電自動化系統高級應用奠定了基礎條件；另外，系統采用開放的體系結構，各平臺分層構建，具有很強的擴展能力；同時，系統采用面向設備的標準模型及面向服務的架構等先進技術，完全滿足配電系統點多面廣的特征。
2.2 配電自動化系統的物理平臺
2.2.1 配電網典型網架結構
配電網拓撲網架結構網格化，每個單元網格內要確保有兩個以上的相對獨立的電源，才能確保配電自動化基本功能的實現。一般典型網架結構單元如圖2所示。這些單元主要有放射狀、手拉手、環網甚至網格狀等形式。配電網網架由以上一個或幾個單元級聯而成。
2.2.2 配網自動化系統的通信平臺
配電通信系統應結合配電系統的網架結構特征，采取多種通信方式相結合的原則來建設。主要的通信方式有光纖專網、配電線載波、無線專網和無線公網等。各種通信方式應采用統一接口規范。每種通信方式各有優缺點，應結合實際，確定組合方式。光纖通信技術具有傳輸頻帶寬、容量大、衰減小等優點，已在電力系統中廣泛應用。配電線載波通信方式充分利用現有電力線作為載體，實現模擬或數字信號傳輸。無線公網通信方式具有覆蓋面廣，維護成本低等優點。
配電自動化典型通信系統如圖3所示。具備遙控功能的配電自動化區域應優先采用專網通信方式；依賴通信實現故障自動隔離的饋線自動化區域宜用光纖專網通信方式。采用無線公網通信方式時應符合相關安全防護措施和可靠性規定要求。
2.3 配電自動化系統定位
在紛繁復雜的電力系統中，為便于理解，現將各類自動化系統梳理如下：對配電網而言，調度自動化和配網自動化構成了調配一體化；而配網自動化是由變電站綜合自動化和配電自動化作為支撐；用電自動化也可以理解為低壓配電自動化，與配電自動化構成配用一體化；配網自動化和配用一體化又構成了營配一體化；調配一體化和營配一體化構成了營配調一體化。目前這些劃分沒有統一嚴格的定義和區分標準。圖4所示為各類自動化系統關系圖。
3 配電自動化是智能配電網的基本功能
配電自動化是智能配電網的初級形式，是智能配電網的基礎。配電自動化系統首先實現了配網運行工況的監測功能，在具備條件的情況下，可分別實現“一遙”、“二遙”或“三遙”功能。
智能配電網是配電自動化發展的未來。智能配電網在滿足配電自動化的一般功能基礎上，逐步實現其高級應用功能。智能配網是配電自動化的發展與延伸，配網自動化是智能配網的基礎；配網自動化是智能配網的基本功能與基礎應用，智能配網更多關注的是基于配網自動化基礎之上的高級應用。
智能配網與配網自動化兩個信息化應用系統都是建立在完善的配電網架與多種形式的通信平臺上，是信息流與功率流的融合。智能配電網依托完善的采集、通信、信息平臺等，實現對自我狀態的持續監測，對電網運營狀態給出準確判斷，并通過智能分析形成決策，自動進行綜合調控，實現故障定位和切除，迅速恢復電力供應，并進行故障分析，縮短故障處理時間，使得電網運營狀態趨向最優。
智能電網最有可能在配網系統實現，即智能配電網是未來主動配電網實現的必要條件。實現大規模接入可再生能源和清潔低碳能源，提高電能對化石能源的替代程度，促進低碳經濟和節能減排的開展；推進需求側管理，節能降耗、提高能效，促進能源和電力資產的高效利用；實現電網、電源和用戶的信息共享，支持電網與用戶互動。
4 結 語
配電網特征是點多、面廣、線長、變化快、通信環境差；配電自動化涵蓋了電力系統一次、二次設備，裝置及通信技術，要求復合專業型人才。配電自動化實施是一個系統工程，且隨著新技術、新材料的出現，其方案也在不斷完善。其功能也從基本功能、基礎應用到高級應用漸進式實現。只有從系統論的視角，統一規劃，分期分批分區域實施，才能實現每批每期每區不同的應用效果，最終逐步實現智能配電網的愿景。
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