浅谈配电网自动化技术的发展与实现

【摘要】在用户对配电网电能质量要求越来越高的背景下，提高配电网自动化水平势在必行。本文首先介绍了配电网自动化的发展现状，分析了配电网自动化的发展趋势，最后在此基础上对配电网自动化的实现技术进行了重点探讨。

【关键词】配电网自动化发展实现技术

【中图分类号】F407.61

【文献标识码】A

【文章编号】1672-5158（2012）12-0279-01

随着国民经济的高速发展和改革开放的持续深入，电力用户对电能质量和供电可靠性的要求越来越高。配电网处于电力系统的末端，其电压等级相对较低，直接连接用户端，配电网的电压波动和短时的停电会给用户带来较大的损失。因此，需要结合电网改造在配电网中实现配电自动化，以提高配电网的管理水平，为广大电力用户提供不问断的优质电能。

配电自动化是建立在信息化的基础上，将配电系统在线数据和离线数据、配电网数据和用户数据、电网结构和地理图形进行信息集成，构成完整的自动化系统，实现配电网及其设备正常运行及事故状态下的监测、保护、控制以及用电和配电管理的自动化，最终实现以大幅度提高供电可靠性、改善电能质量为目标的对配电系统在线的、准实时的闭环控制。

下文将对探讨电力系统配电网自动化发展现状与趋势展开探讨，并在此基础上对配电网实现技术进行分析。

1 电力系统配电网自动化发展现状及趋势

1.1 电力系统配电网自动化发展现状

在电力系统自动化的发展进程中，变电站综合自动化技术得到了足够的重视和发展，但相比之下，配电网综合自动化技术却因设备、使用环境和保护方式等原因，发展相对滞后。我国配电网综合自动化技术的发展虽然起步较晚，基础薄弱，但近年来得到了较大发展。

不少电力企业与科研单位致力于配电网自动化的研究工作，也已经取得了许多成果。2000年到2001年，烟台电业局与电科院合作，运用PM3000罗克韦尔自动化电源监视器，对烟台实施了配电网自动化系统，另外，江苏盐城的无线通信和上海的光纤通信也相继实施了配电自动化。

实施配电网自动化的首要目标是提高电网运行的可靠性、增加电网的运行效率及降低运营成本，通信技术的不断完善和计算机技术的持续发展，使配电网自动化的发展具备了更加牢固的基础。所以，配电网自动化的建立不仅应该考虑整个配电管理系统，还需要考虑用户的经济承受能力与配电系统运行部门的实际晴形。然而，配电网络还面临一些问题，这也给配电自动化的实施带来一些障碍，想一步将配电网自动化实施到位有着不小的难度。所以，应该在结合配电网存在的实际问题基础上，通过整体规划进行分步实施。

1.2 电力系统配电网自动化发展趋势

（1）电能质量不断提高

近年来，电能质量的提高已经成为电力系统领域的热门研究问题，电力工作者对各种各样的电能质量问题越来越重视。大功率电力电子开关设备的普及使用，高速数字信号处理器—DsP的发明不仅给实时数字信号处理技术发展提供了技术支持，也为电能质量的提高提供了很有效的途径。通过运用此种方式，在提高系统灵活性、稳定性以及可靠性的同时，还可以实现不受温度等因素影响。除此之外，某些新颖算法如使用快速的谐波滤波器进行电压质量的分析、运用小波算法的电压波形进行奇异检测等的使用，也可以保证电能质量的提高。

（2）全面实施配电网系统保护

馈线自动化以通信技术为基础，实施配电网全局性的数据控制及采集，进而使配电高级应用PAS与配电SCADA得以实现。同时，还把地理信息系统GIS作为平台，确保了配电网的设备管理的实现。实现PAS、SCADA与GIS的一体化，促进配电网自动化成为配电网管理与配电监控及保护的全方位自动化运行管理系统，此方案已经成为当前配电网自动化的主流方案。

（3）采用小电流接地保护方案

针对配电自动化的小电流接地保护问题，馈线远方终端FTU具有较大的承载量与准确测量度，能够解决小电流接地保护的问题。使用完全分布的FTU，极易获得配电网的整个电流负序分量分布状况，能够运用负序电流的突变量与小波分析技术，以使识别的可靠性及灵敏度有效提高。此种基于配电自动化的小电流接地保护方案有着优越的性能，具有喜人的发展前景。

（4）配电网自动化的智能化发展

近年来，随着国家建设坚强智能电网的步伐不断推进，配电网作为电力系统重要的组成部分，也在朝着智能化、集成化方向发展。配电自动化是智能电网的重要基础之一，需要通过配电自动化系统采集尽可能多的配电信息，并向下延伸到低压用电信息的汇集。

智能电网最终体现在配电和用电营销方面，渗透到家用电器，人们会从日常生活中直接感受到它带来的益处。配电自动化和用电营销自动化的有机结合，直接面向最终电力用户，是智能配电网的具体体现，它将极大地改进客户服务。

智能配电网强调电力公司和电力客户之间的互动，用户可以通过家里的电力智能控制终端（ICT）随时了解电网的供电晴况，及时调整家用电器的设定参数；用户还可以通过互联网登陆当地供电公司网站，方便直观地观察和了解电网供电/停电情况和事故处理信息等。

2 电力系统配电网自动化实现技术

2.1 采用面向对象的设计技术，搭建通信结构

配电网按照变电站、馈线、开关或者变压器以及负荷分层分布。配电网馈线上的节点构成一个子网，归属于同一变电站的各个馈线子网，进而构成一个区域。通过变电站之间的联络开关处的联络节点，不同变电站之间的节点互相分离，保证归属于这两个变电站的节点之间没有经过联络节点的答应，不可以进行通信。一般情况下，归属于同一馈线上的各个节点才有必要进行互相通信，在一些特殊晴况或者网络重构下，一个节点需要和其他变电站或者馈线节点通信，务必通过联络开关处的联络节点进行通信。每个馈线上的第一子站就是此馈线上的子网管理节点，在进行馈线上子信息节点的性质与地址的记录同时，还对与配电主站相连的路由器功能进行承担，这样即可轻松保证网络的可扩展性实现。

2.2 实现节点全网漫游，保障通信可靠性

原则上，每个节点均有能力和另外任意一个节点进行通信。一旦变电站B的任一节点P不能和其所在馈线的通信管理节点（第一子站）进行通信，在网络管理中，对此节点进行自检，就会看到此节点丢失。通过自动改变中继，通信管理节点会试图重新寻找此节点，如果不成功，此节点进行自检到被丢失，会主动向其所在馈线的联络节点进行漫游的申请。随后桥节点会把其漫游申请向对侧变电站c的通信管理节点汇报，该通信管理节点对漫游过来的新节点进行重新注册，再向配调中心发出通知，此时配调中心又会向变电站B发出通知，原先的节点P漫游到了变电站C。到此便使节点的漫游完成，NDLC中继节点系统通过自愈，保证可靠工作的实现。

2.3 自动设置中继，保证通信距离，

NDLC中继节点的硬件和一般子站节点一模一样，只是在软件流程中，多出一个转发并接收信，鼠的功能单元。中继节点进行转发的信息为数字信息，所以不会带来信号的失真，同时针对同一帧报文，一个中继节点对其转发一次，这并不会过大地加大网上的通信压力。只要两个最近的节点可以互相通信，整个网络的节点就可以互相通信，这一个条件是极易满足的。

3 结束语

随着科学技术的不断进步和发展，将会有越来越多的新技术应用于配电网中，配网自动化技术将会逐步成熟，为配电网安全高效的运行提供技术保证。随着电力市场化的实行和电力体制改革的不断推进，供电企业对配电网运行的安全性和经济性的要求也越来越高，实现配网自动化是解决这一需求的必由之路。广大配电网工作者应及时了解配电网自动化技术的最近动态，并对新技术展开积极探讨。我们相信，配网自动化建设必将为我国的配电网发展做出巨大贡献。