摘要：配电网自动化的发展是电力发展到一定阶段的必然产物,随着电力市场及用电水平的提高,配电网面临着一场新的改革和发展,配网自动化将进一步得到完善。配电自动化是实施智能化配电网的重要手段，它不但可以极大地提高配电网调度、生产和运行的管理水平，提高供电企业的经济效益和化会效益，同时可以让广大电力客户直接感受到智能电网所带来的高质量、人性化的服务。本文主要对配电自动化的建设应用进行了研究分析。
关键词：配电自动化；建设应用；现状；问题；措施
配电自动化是实施智能化配电网的重要手段之一，它可以把配电网调度、生产和运行的管理水平提升到一个新的高度，使供电企业的效益大幅提高，同时可以让广大电力客户直接感受到智能电网所带来的方便，体验配电网自动化更贴切、更方便的服努。配电自动化系统是一种可以使配电企业在远方以实时方式监视、协调和操作配电设备的自动化系统，其内容包括配电网数据采集与监视（SCADA系统）、配电地理信息系统（GIS）和需求侧管理（DSM）几个部分。它的基本功能是以—次网架、设备为基础，通过配电自动化主站、终端综合利用多种通信方式，实现配电网的自动监控。利用配电自动化系统实时监控配电网的运行工况，解决配电网的“盲调”问题。配电自动化系统的高级功能可以实现对配电网故障定位、处理。自动发现配电网故障，并进行故障定位、隔离和恢复非故障区域的供电。实践表明，配电自动化系统长期运行稳定，设备质量可靠，系统整体在提高供电可靠性、提升配网精益化管理水平的作用正逐步显现且系统带来的效益也是非常可观。
1配电自动化国内研究与应用现状
国内电力工业在发电、输电和配电三个环节中只注重前两者：发电和输电，长期以来忽视了配电在电力系统中的重要性。自上世纪90年代中期，才开始在重点城市中必区进行配电自动化试点，但进展并不理想。1998年之后，国家出台了城网改造的相关政策，国家才进行大规模城乡电网建设与改造，城区和广大农村配电网有了根本性的改观，供电可靠性也有了显著的提升，确保向用户提供不间断高质量的电。
国内配电自动化的发展大致经历了三个阶段：第一阶段，国内最早的配电设备一般都依赖进口设备，通过引进国外的智能开关设备，通过开关之间的相互配合实现环网故障定位、隔离和恢复供电系统的馈线自动化模式，但这种模式适用范围很局限，只能用于发生频率较离的单相接地故障；第二阶段，实现配电层次的实时监控（SCADA）功能。通过建立配电系统的实时监控系统（SCADA系统），即在配电网调度中也建立主站系统，在各变电站、开闭所设置RTU（具有S遥功能）、FTU（馈线自动化终端）等远方终端，以满足集中式的馈线自动化功能。这种模式大大缩短了故障处理的时间，提高了供电运行的可靠性；第三阶段，通过多年的配电网的改造和单项配电自动化（如负荷控制、远程抄表系统、配网系统管理系统等）的发展，借助现代电子计算机技术、通信网络技术实现各系统之间资源共享，实现集成式配电自动化。
1998年之后，随着大范围城乡电网建设升级改造项目的开展。但由于受设备、技术、资金以及观念等因素的制约，在配电自动化普遍应用方面还有很大差距。主要表现在下几个方面：（1）在配电设备方面，由于国内生产环网开关设备的技术不成熟，因此需要采用进口设备，但进口的可遥控操作开关设备的价格非常昂贵，这使配电自动化的实现难于在一个范围内全面投入，只能先对局部线路进行配电自动化的改造、升级，然后再逐步全面推广。（2）在技术方面，配电自动化建设普遍存在建设标准不统一、软件兼容性差、应用功能不够完善、运行可靠性低，经常出现由于配网结构不合理、自动化水平低而导致的停电故障；（3）在资金投入方面，建设初期，配电设备的自动化程度很低，各种功能的投入不健全，自动化在改造、升级的过程中因需要巨额资金而举步维艰。
从2004年开始，国内供电企业以及设备制造企业对之前的配电自动化建设进行了总结，慎重的对待配电自动化的开展，开始对自动化改造按步骤且与实际紧密结合的思路开展工作。随着城市化建设进程及用电质量的提高，城市电网采用“手拉手”的环网建设，大量采用负荷开关柜，为配电自动化的推广建设提供了硬件基础。
2 建设与应用存在的问题
2.1配电网架基础薄弱，自动化建设效益较低
目前配网一次网架结构薄弱，无法实现配电自动化的最大效益：如配电线路N-1比率低，不能实现互联互供，制约了配电自动化故障处理效率；部分地区配电线路联络不合理，线路分段少，无法有效降低故障停电影响范围，配电自动化具备功能远超前于一次网架承载能力，配电自动化建设的投入产出比低于同样资金用于改造一次网架获得的可靠性提升收益。配网一次设备差距较大，自动化设备和技术改造难度大。部分城市一次设备基本不具备电动操作机构、PT等，光纤铺设进行一次设备改造等基础建设占用配电自动化大量建设资金，同时设备运行改造移位频繁，导致配网自动化重复改造，停电施工对供电可靠性也造成影响。
2.2 配电网信息化管理水平较低，相关系统数据信息交互不畅
配电自动化系统良好运行严重依赖于配电网设备、用户信息化管理水平，作为实时监控系统，对配网设备、用户等历史数据营理系统（GIS系统，营销系统等）交互信息的完整性、正确性和实时性提出了更高的要求，二者之间数据管理要求的差异性影响配电自动化系统功能应用水平。GIS、营销系统人工数据录入与更新工作滞后，导致配电自动化系统拓扑与现场一次设备状态无法动态保持一致，不能为故障停电快速准确巧断、用户信息统计、故障报修管理等提供有效支撑，限制了配电自动化系统提升配网抢修效率和优质服务，问题累积严重将导致系统不可用。
2.3 配电自动化系统运维保障体系有缺陷
配电自动化系统运维渉及调度、通信、运检等多个环节，各环节间仍存在运维工作界面不清晰，运维流程不顺畅的情况；自动化运维班组配置不到位，人员定编问题没有明确。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆基础运维人员专业素质和业务技能水平提留在一次设备的运维操作，亟待提升，长期针对新技术、新设备的专业技术培训不足，运维为量基本依靠外委力量，不能适应配电自动化系统设备运行维护的需求：配电自动化系统设备运维列支渠道不明确，基本目前各单位普遍从配网运维成本中列支，挤占并不宽裕的运维成本。
2.4 配电自动化受通信方式制约明显
配电自动化通信方式比较复杂，目前光纤通信随着技术的发展，光纤设备的价格下降很多，主要困难是敷设问题。对光纤达不到的站点，可采用电缆屏蔽层载波、无线专网等辅助通信方式。这两种通信方式掉线率比较高，可能达到5%以上部分地区配电通信网规划及同步建设相对滞后，通信资源不足，配电终端接入困难。
2.5 配电自动化规模效益未充分体现
目前配电自动化建设主要在城市核心区开展，尚未覆盖到整个配电网。己投运的30个配电自动化项目中，平均每个城市配电自动化覆盖面积为40平方公里，尚未实现配电设备运行全面监控，配电自动化系统对配网抢修指挥、配网优化运行等业务的支持有限，配电自动化作为整个配电网运行监控平台的整体效益和规模效益尚未充分体现。
3. 建设与应用的改进措施
3.1配电自动化与配电网统筹规划、协调发展
配电网目标网架和可靠性要求是配电自动化建设的基础，一次和二次的协调发展是主网建设的成功经验；配电自动化首先应在网架结构布局合理、成熟稳定的区域开展，配电自动化建设原则上不对配网网架、设备进行改造和更换。
3.2 系统主站差异化配置满足配电网规模及应用需求
系统主站根据各地区配电网规模和应用需求，按照简易型、标准型、集成型模式进行差异化配置，原则上小型城市（信息量10万以下）按照简易型配置，中型城市（信息量10~50万点）按照标准型配置，大型城市（信息量50万点以上）按照集成型配置，在实现基本功能应用的基础上，结合具体业务需求选择扩展功能。
3.3配电终端选择配置根据设备条件及供电可靠性需求
根据城市不同区域供电可靠性需求，结合实际配网网架结构，差异化选择配电终端配置模式，原则上重点城市核心区采用“全三遥”模式，其它区域以全面掌握配网设备运行工况为目的，在网架中的关键性节点采用＂三遥＂配置，在分支线和一般性节点采用＂二遥＂配置，高效扩展自动化覆盖范围。
3.4配电通信接入网综合采用多种通信方式
综合利用光纤专网、电力载波等多种可靠通信方式满足自动化需求，支持配电信息的传输，满足配电自动化应用需求。
3.5 信息交互遵循国际标准，贯通配网管理信息流程
全面遵循IEC61968和IEC61970等信息交互标准，依据数据源端唯一、信息全局共享的原则。跨区信息的交互应满足电力二次系统安全防护相关规定，确保各应用系统及信息交互的安全。实现配网运营管理相关系统间的配网设备资产、电力系统图形、客户信息、电网与客户负荷、运行控制、配网故障等重要信息全面共享。构建配电自动化系统与配网故障抢修管理、中低压可靠性管理、线损精益化管理、无功电压管理等业务么间的流程交互能为。
4 配电自动化建设与应用建议
①建立技术标准体系，指导项目工程的建设应用:按照统一部署、标准先行的原则，在充分总结提炼项目经验成果的基础上，将项目设计原则、设备功能规范等关键技术要求及时转化为企业标准，全面规范和指导配电自动化的建设与应用工作。统一了配电自动化建设的技术框架、功能配置、信息交互等主要技术原则，确定了配电终端等设备基本性能指标，规范了系统主站工厂验收、现场测试及终端设备检测内容，明确了项目工程和实用化验收标准，初步建立了配电自动化技术标准体系。
②规范项目管理，确保项目工程建设质量和进度:按照公司项目工程管理要求，结合配电自动化项目建设特点，形成了规范化的项目管埋流程，明确了项目立项、可研、审批、建设、验收等相关程序的工作要求，组织专家对各建设项目的技术方案进行逐个审查批复，建立了项目建设进度质量检查考核机制，实行工程进度月报制度和重大事项即时报告制度，对各建设项目的建设质量、功能实现、运维管理等进行现场验收，规范各环节项目管理工作。各建设单位高度重视，均成立了领导小组、工作小纪，组织分工明确，管理责任落实，有序开展工程设计、建设施工、验收调试等工作，确保了项目任务如期高质量完成。
③加强技术监督力度，提高设备稳定运行水平：开展项目工程建设全过程技术监督工作，加强终端及通信设备入网、安装、验收、试验等关键环节技术监督，组织开展了第一批4个城市配电自动化项目终端质量抽检工作，及时发现设备缺陷并进行完善。严格按照公司《中低压配电网自动化系统安全防护补充规定（试行）》安全防范标准要求，落实各项安全防护规定，认真组织做好系统安全防护工作。研制了具有国际领先水平的配电自动化系统测试工具，对各建设项目工程逐个进行现场测试，确保配电自动化系统稳定、可靠运行。
④加强运行和维护的管理，提高系统实用化应用水平：高度重视配电自动化运维管理工作，建立健全运维管理体系－制定印发了《配电自动化系统运行维护管理规范》等标准，明确岗位职责，完善运维管理制度，不断提高运维管理水平；持续做好系统数据维护工作，深入分析配网生产业务需求，加大系统遥控、遥信、馈线自动化等基本功能的应用力度，积极扩展配电自动化在配网供电能力评估、配网抢修指挥等方面的应用。
⑤积极开展技术创新研究，提升配电网智能化水平：积极开展专题技术研究，包括IEC61968/61970信息交互标准、馈线自动化方式、智能配电终端研究、分布式电源接入控制等方面均取得了多项专利技术，改变传统配电自动化单项实现馈线自动化的方式，采用国际标准构架和接口方式整合相关信息资源，加快配电自动化系统与相关应用系统的信息共享与应用集成；大面积成功应用电力EPON技术，采用多种可靠的通信技术及终端设备，保障了配网通信系统的可靠运行，形成一批国际领先的自主研究科技成果，提升配电网智能化水平。
参考文献：
[1]何卫斌. 配电自动化改造方案研究[D].华北电力大学,2012.
[2]兰海. 配电自动化在博兴电网的应用[D].山东大学,2012.
论文作者:王漳南
论文发表刊物:《基层建设》2016年24期8月下
论文发表时间:2016/12/6
标签：设备论文; 配电网论文; 自动化系统论文; 系统论文; 网架论文; 终端论文; 故障论文; 《基层建设》2016年24期8月下论文;