配电自动化系统的应用

配电自动化系统的应用

随着我国社会经济和人民生活对电力的依赖程度越来越高，配电网已经成为城市生命线工程的重要组成部分。配电网的健康发展可以增强我国综合国力和我国的国际竞争力提供必不可少的基本保证。如何使配电自动化系统适应电力市场环境的要求，并通过实施配电系统的综合自动化来降低供电企业的运行成本，同时提高对客户的服务质量，将成为今后供电企业和科研工作者共同关注的问题的。其重要性和作用，在某些方面，如故障隔离，是必不可少的。

标签：配电系统自动化 应用研究

1 我国配电网的现状

我国配电网经过多年的建设和改造，供电能力有了明显的提高，目前已基本能够满足我国社会经济发展的需求，但是长期以来配电网的建设未得到应有的重视，建设资金短缺，设备技术性能落后，事故频繁发生，严重影响了人民生活和经济建设的发展，随着电力的发展和电力市场的建立，配电网的薄弱环节显得越来越突出。配电网实现自动化是一项综合性工程，最基本条件是应具有较为完善多路电源配电网点，具有较好城市规划及电源路径分布，有较为可靠一次、二次设备，城市建设规模和经济发展对配电网提出了较高要求，但是我国的配电网存在着很多问题。因此，国家把近期内投资建设的重点设在改造和建设配电网、合理增加变电站、架设输电线、完善配电网络、更换陈旧的开关设备是非常正确的，也是十分迫切需要的。在建设过程中首先要搞好规划，而且在做好配电网一次系统规划的同时，应同时做好配电自动化的规划，与输电网相比较，这一点尤其重要。这是由于其一：配电网一次系统中的设备选择与配电自动化关系密切。例如：在选择开关设备时，可以有多种选择，如断路器、重合器、重合分段器、分段器、电动负荷开关……等，这与配电自动化采取何种方式有关；其次某些一、二次结合设备，如CT、PT等也与配电自动化的实施方案有关。

2 自动化配电的内容

配电自动化是八十年代末首先由美国而后到其他工业发达国家逐步发展起来的，它的内容在不断变化，由于电力系统由输电到配电，是由变电站相连接的交叠而主要功能不同的两个网络，因而相应的自动化也有着一定程度的互相交叠的功能，或者称为接口。

用户自动化

用户自动化这一说法见诸于我国出版的权威性出版物《电机工程手册》。国外文献中也有这种说法。在国内外许多文献中有一种称为需方管理(DSM)的功能，其内容大体相同，有控制和自动化的内容，但更多的是一种管理，主要有负荷管理、用电管理、需方发电管理等。

①负荷管理。我国传统的负荷管理(负荷控制)是在发电容量不足的情况下采取抑制负荷的方法改善负荷曲线(用削峰、填谷和错峰等控制手段)。这种控制曾在我国配电网中普遍采用。

②用电管理。它主要包括自动计量计费、业务扩充、用户服务等内容。

③需方发电管理。这是将用户的自备电源纳入直接或间接的控制之中。

3 iES-DA1000的构成

iES-DA1000配电自动化系统下面几部分组成：

①iES-DMS1000配电自动化主站系统；

②iES-DAS1000配电自动化厂站系统；

③iES-DSM1000用户自动化系统。

见下图示意。

4 配电自动化主站系统 iES-DMS1000

iES-DMS1000是iES-DA1000的配电自动化主站，该系统综合了配网监视控制、配网自动化、配网设备管理和配网分析功能，构成了一个完整的配电管理系统。

iES-DAS1000由下列单元构成：

馈线自动化、变电站自动化系统构成。

馈线自动化系统由智能开关控制器iES-C20，馈线监控装置（FTU）iES-F20，开闭所监控装置iES-R70s组成。

变电站自动化系统由变电站综合自动化系统CAN2000、变电站监控装置iES-R70组成。

馈线自动化是指配电线路的自动化。馈线自动化应包括配电网的高压、中压和低压三个电压等级范围内的线路的自动化，它是从变电站的变压器二次侧出线口到线路上的负荷之间的配电线路。高压配电线，其负荷一般是二次降压变电所。中压配电线，其负荷可能是大电力用户或是配电变压器。低压配电线其负荷是广大的用户。各电压等级馈线自动化有其自身的技术特点，特别是低压馈线从结构到一次、二次设备和功能，与高、中压有很大的区别。因此目前在馈线自动化时是指中、高馈线自动化而且特别是指中压馈线自动化，在我国尤其是指10kv馈线。

变电站在配电网中的地位是十分重要的，它可以是高压配电网中的负荷又是下一级配电网的电源。变电站自动化是配电自动化的重点，也正因为如此，它已发展成一个相对独立的技术领域。近几年来变电站自动化发展十分迅速。概括地说，它至少有如下一些基本功能：

①各种电器设备电气运行参数的监测。

②开关就地或远方控制。

③与继电保护通信。

④与智能电子装置联接，并实行控制。

⑤与上级控制中心或其他控制系统通信。

配电自动化系统iES-DAS1000实现功能：配电自动化系统主要的功能，一是通过故障定位、故障隔离及无故障区自动恢复供电而提高供电可靠性；二是通过无功功率/电压优化及网络重构而提高电能质量与降低网损。

与配电变电站自动化系统配合，可以完成以下功能：

①故障定位、故障隔离、非故障段的自动恢复供电。

②线路运行工况的检测。

③电能量的自动计量。

④通信。

⑤线路重构。

⑥配电变压器无功功率/电压控制等。

结合DMS配电管理系统可以实现更多的功能：

①接地点区段寻查。当单相接地时，自动查找接地点所在区段，缩小寻找的区域。

②事故自动处理。短路故障发生后，自动隔离故障区段，恢复非故障区段的供电，且可以做到不受运行方式影响，恢复供电快，避免了现行采用自动重合器达到类似目的一些固有弊病。

③线路街区图。按照城市地理图，对线路状况进行巡视、在线显示。

④安全调度。根据越限状况，对网络结构重构，提示合理的调度方案。

⑤经济调度及网损计算。通过在线网损计算在保证线路电流不越限的情况下，采用电容补偿和改变运行方式，使网损最小。

⑥负荷控制。利用中压数据交换网，实现高、低压用户的负荷控制。

5 iES-DSM1000用户自动化系统（需方控制DSM）

所谓 DSM( Demand Side Management)，实质是电力的供需双方，甚至还牵涉到政府的有关部门密切配合，加大对用电市场进行管理，以便达到提高供电质量和可靠性，减少能源消耗及供需双方的费用支出，直一平改进供电服务，从而提高电力用户的工作和生活质量，甚至可以达到保护生态环境的目的。iES-DSM1000主要包括以下三方面的内容：负荷管理、用电管理、需方发电管理等。

配电网信息自动化的实施涉及的部门多，投资大，是一项长期系统工程，因此配网自动化的规划是必不可少的，必须结合当地配电网信息化的发展规划，制定详细的配电网信息化自动化的实施计划，整体考虑，分期分批实施。目前电力系统配电网自动化是当前电网建设和热点，无论是城市还是乡村都是把电网建设改造及自动化的实施列为工作重点，投入大量的资金和人力，其目的都是为了扩大供电能力，保证供电可靠性，优化电力服务。从目前的应用情况，有些内容只限于开发、研制和试用阶段，因此，各地还必须本着从实际出发，统筹安排，循序渐进的原则，从本地配电网的网络结构改造入手，认真做好规划，根据效益反馈，来逐步建设，更好的完善适合于本地区电网发展的配电网自动化系统。

参考文献：

[1]卢新波，杜瑞红著.基于GPRS的配网自动化系统组网方案的探讨.继电器，2006.1

[2]王函韵，温云波著.基于GPRS技术的配电网通信解决方案.电力科学与工程，2003.4，46～49

[3]刘健，倪建立，邓永辉编著.配电自动化系统（第二版）.北京：中国水利水电出版社，2003.1

[4]王明俊，于尔铿，刘广一编著.配电系统自动化及其发展.北京：中国电力出版社，1997.