配电自动化的难点分析及发展现状

【摘 要】配电是输电与用电两个环节的中间连接枢纽,对于整个电网有着非常重要的作用。文中主要对配电自动化的难点和发展现状进行了分析法。

【关键词】配电自动化；难点分析；发展现状

一、配电自动化难点分析

近十年来，输电网的自动化程度已有很大的提高，地区电网自动化调度系统已基本普及，县级电网自动化调度系统、无人值班变电站和变电站综合自动化的建设和改造也发展很快。但是，配电网的自动化程度却仍然很低。

人们通常形成一个错觉，配电自动化系统比输电网自动化系统简单，而且投资少，其实正好相反。配电自动化系统不但比输电网自动化系统对于设备的要求高，而且规模也要大得多，因而建设费用也要高很多。配电自动化系统的难点主要体现在以下几个方面：

1.输电网自动化系统的测控对象一般都是较大型的ll 0kv以上变电站以及少数35kV和10kV变电站，因此站点少。通常小型调具有1—7个站，中型县调具有7—16个站，大型县调具有16—24个站，小型地调只有24—32个站，中型地调具有32—48个站，大型地调具有16—24个站。而配电自动化系统的测控对象为进线变电站、10kv开闭所、小区变电所、配电变电所、分段开关、并补电容器、用户电能表和重要负荷等，因此站点非常多、通常要有成百上千甚至上万点之多。它不仅给系统组织带来较大的因难，而且在控制中心的计算机网络上、要处理这么大量的信息，特别是在图形工作站上。要想较清晰地展现配电网的运行方式．困难将大。因此，对于配电自动化系统的后台控制主机，无论是硬件还是软件，较输电网自动化系统，都有更高的要求。

2.输电网自动化系统的站端设备一般都可安放在所测控的变电站内，因此行业标准中对这类设备按户内设备对待，只要求其在10一55℃环境温度下工作即可。而配电自动化系统中的大量的站端设备却不能安置在室内，如测控馈线分段开关的馈线RTU，就必须安放在户外，我们称这类安放于户外的远方终端为现场RTU。对于现场RTU，因为其工作环境恶劣。通常要求在一25—75℃”，湿度高达95％的环境下工作，这样设备的关键部分就必须采用工业级的芯片、还要考虑防雨、散热、防雷等因素，因此不仅设备制造难度大，造价也较户内设备高。因经常需要调整配电网的运行方式，对配电自动化系统中的站端设备进行远方控制的频繁程度比输电网自动化系统要高得多，这更要求配电自动化系统中的站端设备具有较高的可靠性。

3.由于配电自动化系统的站端设备数量非常多，会大大增加通信系统建设的复杂性。从目前成熟的通信手段看，没有一种方式能够单独满足要求，因此，往往综合采用多种通信方式，通常采取多层集结的方式，以减少通道数量和充分发挥高速信道的能力，这样就更加增加了通信系统的建设难度。此外，在配电自动化系统中，众多的站端设备中既有容量较大的开闭所RTU和变电站RTU，又有容量小的现场RTU、而且对于现场RTU往往还有设置定值、故障录波等更复杂的要求，这使得它们难以采用统一的通信规约，进一步使问题复杂化。

4.在配电自动化系统中，还将面临输电网自动化中难以遇到的一些问题，其中最重要的是控制电源和工作电源的提取问题。故障位置判断、隔离故障区段、恢复正常区域供电，是配电自动化最重要的功能之一。为实现这项功能必须确保在故障期间，能够获取停电区域的信息，并通过远方控制跳开一部分开关，再合上另一些开关。可是由于该区域停电，无论是计算机系统工作所需的电源或者是通信系统所需的电源，以及跳闸或合闸所需的操作电源，都成了问题。对于输电网自动化系统，可以通过所在变电站的直流电池屏获取电源，这个办法同样也适用于配电自动化系统中，当地有直流电池屏的远方站点，但对于诸如现场RTU的情形，就不行了，此时往往不得不安放足够容量的蓄电池以维持停电时的电力。

二、配电自动化的发展和现状

目前使用较多的配电线信号传送方式：音频控制方式，音频电流传送方式和位相脉冲方式。利用专用电话线或CATV有线电视电缆，采用屏蔽双绞线、光导纤维等方式，也是广泛采用的配电自动化通信方式。UHF和VHF电台、调频广播（FM）和调幅广播（AM）多用来用作负荷监控的信道，无线扩频和一点多址微波通信大多用于配网自动化的通信主干线。

第一阶段是基于自动化开关设备相互配合的配电自动化阶段。其主要设备为重合器和分段器，不需要建设通信网络和计算机系统，其主要功能是在故障时通过自动化。这类系统的自动化程度较低，具体表现在：仅在故障时起作用，正常运行时不能起监控作用，因而不能优化运行方式；调整运行方式后。需要到现场修改定值；恢复健全区域供电时，无法采取安全和最佳措施；隔离故障时需要经过多次重合，对设备的冲击大等。

第二阶段的配电自动化系统是基于通信网络、馈线终端单元(FTU)和后台计算机网络的配电自动化系统，它在配电网正常运行时，也能起到监视配电网运行状况和遥控改变运行方式的作用，故障时能够及时察觉，并由调度员通过遥控隔离故障区域和恢复健全区域供电。

从设备制造水平的角度看，国内不少企业已成功地研制出能够满足配电自动化要求的产品，比如可靠的柱上真空开关、重合器、馈线开关远程式终端(FTU)、变压器测控单元(TTU)、开闭所、小区变远程终端(RTU)、配电网地理信息系统((GIS)、负荷监控系统、配电网管理信息计算机网络、智能式电能表及远方抄表计算机系统，以及各种数据传输设备(DCE)等。因此，从技术上讲实现配电自动化已没有任何困难，但仍面临两个问题：其一是供电企业应根据自己实际情况。恰当地选用各种的功能，寻求—种“性能价格比”较好，符合当代技术发展方向，能够“统一规划、分步实施”，不致因系统发展或技术进步而“推倒重来”的系统；其二是输电网自功化的许多成熟技术虽然可以借鉴，但配电自动化存在本身的特点，如容量大、故障记录信息、定位远传、远方抄表等，传统的通信规约不能够很好地满足使用要求，因此要尽早提出满足配电网要求的标准化的通信规约，以免造成各制造厂家自行设置的混乱局面。

参考文献

[1]刘剑.10kV配电网馈线自动化发展与现状分析[J].企业技术开发,2010年11期