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【摘 要】 本文首先介绍了城市电网配电自动化系统结构和城市电网配电自动化系统设计原则，然后分析了城市电网配电自动化系统的概况，最后分别探讨了馈线自动化系统、配电自动化主站系统、县、区级电网综合自动化系统和配电终端等四个城市电网配电自动化系统技术。
【关键词】 城市电网；系统结构；系统设计原则；配电自动化系统技术
随着社会经济与科学技术的高速发展和现代化，城市社会对高质量和高可靠性的电能供应提出了越来越高的要求。城市社会越发达，承受停电扰动的能力越脆弱，即使是很短时的停电扰动也会给城市社会造成不安定的影响，及较大的经济损失。我国目前正投以巨资对城市电网进行改造，有目的地在不远的将来逐步实现配电自动化，提高整个配电系统的电能质量和供电可靠性，其社会效益及经济效益非常显著。
国外配电自动化的主要内容是围绕着馈线自动化展开的。日本在70年代就开始进行高电压大容量的配电方式，以解决大城市的配电问题，并着手开发依靠配电设备及继电保护进行配电网络自动化运行的方法。香港港灯公司的3000多个中压开关全部可以遥控，韩国、台湾地区于90年代也完成了局部配电系统的馈线自动化，并建立了自己的配电自动化实验网络。
与世界发达国家相比，我国的建设目标与国外仍有较大的差距。如我国规定重要城市的每户年平均停电时间不大于0.876h，即53min，而国外经济发达国家的每户年平均停电时间均已达到不超过几或几十分钟的水平。只有进一步加强城市电网改造，逐步实现配电自动化才有可能提高我国的供电可靠性水平，而相应的配电自动化系统的设计和建设是其配电质量的重要保证。
1 城市电网配电自动化系统结构
由于现有城市电网配电自动化系统平台不统一，功能单一，各系统间很难实现互联和信息共享，造成重复建设、信息资源浪费，这些现状都极大的限制了电力系统的发展。为此，需要推出一种全新的一体化的配网自动化系统体系结构——就是把数据采集与监控系统（SCADA）、配电管理系统（DMS）、地理信息系统（GIS）、管理信息系统（MIS）、高级应用软件包（PAS）以及变电站综合自动化、馈线自动化、通信系统集成为一个体系结构良好、平台统一、信息共享、高效灵活的信息系统。
2 城市电网配电自动化系统设计原则
（1）城市电网配电自动化系统遵循以下各项开放式国际标准。
（2）系统的可扩展性。主站系统的规模、容量、处理速度、CPU負荷应有充足的裕度。
（3）系统实时性。满足电力系统实时性的要求。
（4）可维护性。可维护性良好，提高了系统可利用率。
3 城市电网配电自动化系统的概况
在进入21世纪后，配电自动化在我国逐步的发展着，也取得了一定的成效，现如今单纯谈配电自动化肯定不是一个新事物，但是我们也要清楚的认识到实际情况并非容人乐观。它在许多方面都存在一系列的问题和技术上的硬性需求亟待解决。
3.1配电自动化智能系统安全性遭受考验
电网的铺设改造不是一蹴而就的，现在我们所享受到的电能的服务大部分还是通过数年前甚至是数十年前的电网设备提供。现今老化的电网及其效率（或无效率）和环境因素全部都在促使各自国家供电公司增强它的控制和性能，迈向配电自动化。举个例子，美国现今变压器的平均使用时间基本均已达到40年左右，与变压器的建议工作年限是相当的；电力基础设施急需更新换代。再比如曾经在印度爆发的2012年7月大规模停电殃及影响了超过6.8个亿居民，更值得关注的是当时印度已经不能迎合日常高峰期的用电需求。假使实现了全球的配电自动化，它的安全性并不能得到保证，甚至会出现大规模的用电安全事故。上述所讲仅仅围绕了硬件的问题，关于软件方面，所有配电网的基础设施都必须能够预防网络攻击，因此配电网及其数据的安全性必须经得起考验。
3.2通信系统设计尚存缺陷
配电自动化系统传送指令至远方终端并将远方终端的信息传回指控中心依赖的就是合理有效的能支持的通信手段。因此通信系统设计的合理性是和配电自动化系统实现直接挂钩，它可以称之为配电自动化系统这一集体的神经中枢。但是现有的通信系统还存在些许漏洞，需要改进。
4 馈线自动化系统
馈线自动化系统利用自动化装置或系统，监视配电线路的运行状况，及时发现线路故障，迅速诊断出故障区间并将故障区间隔离，快速恢复对非故障区间的供电。馈线自动化按照实现模式分成了两类：需要主站或子站参与进行，实现馈线自动化的模式，如电流型、人机交互型统一归并到集中型，集中型包括半自动方式、全自动方式等；对通过终端时序、保护、通信交互的方式实现馈线自动化，不需要主/子站参与的模式，如电压型、综自型、看门狗型、广域保护型等方式，则归并到就地型，就地型包括重合器方式、智能分布式等。
对于供电可靠性有进一步要求，需实施馈线自动化的区域，可根据配电网网架结构和一次设备的现状，结合通信实施条件，合理选择馈线自动化实现方式。实施馈线自动化的线路应满足故障情况下负荷转移的要求，具备负荷转供路径和足够的备用容量。
馈线自动化系统应具备以下几点基本功能：基于配电网的实时拓扑关系，适应各种电网结构与各种运行方式，非故障区段恢复供电的容量计算，容量不足时的区段拆分，尽最大范围的恢复。条件成熟的区域，还应具备以下功能：环网柜母线故障可隔离整个环网柜，全线失电情况下的转供电方案，正常过负荷的特殊要求处理，多点同时故障时的同时处理和展示多个方案，远方召唤/修改FTU定值功能，故障方案处理的扩展功能。
5 配电自动化主站系统
配电主站系统是配电自动化系统的核心部分，主要实现配电网数据采集与监控等基本功能和电网分析应用等扩展功能。配电自动化主站系统是实现配电网运行、调度、管理等各项应用需求的主要载体，在建设过程中，应采用标准通用的软硬件平台，并根据各地区的配电网规模、实际需求和应用基础等情况合理配置软件功能。以某电业局的配电自动化主站系统为例，该项目的技术特点主要有：（1）真正面向配电网设计，采用实时SOA架构，扩展方便灵活，系统可接入容量远大于普通EMS系统。（2）对IEC61970/61968标准的支持，与其它系统的应用集成，现场实际应用。（3）GIS一体化应用集成，图、模、库维护的一致性，避免重复工作。（4）跨安全区的准实时监测功能，公网通信方式的前置数据接收。（5）故障处理功能，在用户现场通过了大量实际故障处理的验证，有丰富的恢复供电容量计算方法。（6）提供模拟仿真功能，既能检验系统处理故障的正确性，有可以对配电调度人员进行操作培训。（7）大量独有的实用化功能：配电操作安全校核、配电终端电池巡检系统、线路和变压器过载监视报警功能。 6 县、区级电网综合自动化系统
该系统主要用于主网、配网调度一体化的县、区级电网，其技术特点主要是：
（1）系统采用统一的软件平台设计思想，将县、区级电网调度自动化系统、变电站集控系统、城区配电自动化系统、配电地理信息系统以及DMS、EMS集结为一体。完成所有配电网及其管理功能，有效地降低了造价，具有较高的性价比；
（2）充分应用馈线自动化和智能配电软件建立的理论、算法和应用软件基础，实现了系统网络拓扑的新型的简化的建模、故障的判断和隔离；建立了受故障影响的健全区域的优化恢复策略搜寻软件，能够有效减小停电面积，缩短停电时间；创立的突变量启动的不良数据辨识和网络结线分析方法能够有效的提高系统的可靠性和数据正确性；
（3）采用了电容储能方式的开关两侧失电补跳机构，有效的消除了故障后柱上开关越级跳閘对网络重构的不良影响。
7 配电终端
配电终端是安装于配电网现场的各种远方监测、控制单元的总称，主要包括配电开关监控终端（FTU，馈线终端）、配电变压器监测终端（TTU，配变终端）、开关站和公用及用户配电所的监控终端（DTU，站所终端）和具备通信功能的故障指示器等。
配电终端应根据具体应用对象选择不同的类型，例如开关站、配电室、环网柜、箱式变、柱上开关、配电变压器、配电线路应分别选用以上不同类型的终端。除此之外配电终端功能还可通过远动装置（RTU）、综合自动化装置或重合闸控制器等装置实现。
8 结语
随着国民经济的飞速发展和人民生活水平的提高，对质量和可靠性也提出了更高的要求。大规模的两网改造结束以后，配电网的布局得到了优化但要进一步提高配电网的可靠性，还必须全面实现高水平的配网自动化。实际上，近几年来中国许多地区已经在不同层次、不同规模上进行了配网自动化的试点工作，也取得了一定的成绩。针对大中城市配电网越来越复杂，配电出线越来越多，如何对10kV配电网线路进行检测和控制，是实现配网自动化关键所在。
参考文献：
[1]王明俊，于尔铿.配电系统自动化及其发展[M].北京：中国电力出版社，2006
[2]牛培峰.配电管理及配电自动化系统实施中的关键问题[J].电网技术，2000，24
[3]苏俊斌.城市电网配电自动化系统技术分析[J].广东科技，2011
【关键词】 城市电网；系统结构；系统设计原则；配电自动化系统技术
随着社会经济与科学技术的高速发展和现代化，城市社会对高质量和高可靠性的电能供应提出了越来越高的要求。城市社会越发达，承受停电扰动的能力越脆弱，即使是很短时的停电扰动也会给城市社会造成不安定的影响，及较大的经济损失。我国目前正投以巨资对城市电网进行改造，有目的地在不远的将来逐步实现配电自动化，提高整个配电系统的电能质量和供电可靠性，其社会效益及经济效益非常显著。
国外配电自动化的主要内容是围绕着馈线自动化展开的。日本在70年代就开始进行高电压大容量的配电方式，以解决大城市的配电问题，并着手开发依靠配电设备及继电保护进行配电网络自动化运行的方法。香港港灯公司的3000多个中压开关全部可以遥控，韩国、台湾地区于90年代也完成了局部配电系统的馈线自动化，并建立了自己的配电自动化实验网络。
与世界发达国家相比，我国的建设目标与国外仍有较大的差距。如我国规定重要城市的每户年平均停电时间不大于0.876h，即53min，而国外经济发达国家的每户年平均停电时间均已达到不超过几或几十分钟的水平。只有进一步加强城市电网改造，逐步实现配电自动化才有可能提高我国的供电可靠性水平，而相应的配电自动化系统的设计和建设是其配电质量的重要保证。
1 城市电网配电自动化系统结构
由于现有城市电网配电自动化系统平台不统一，功能单一，各系统间很难实现互联和信息共享，造成重复建设、信息资源浪费，这些现状都极大的限制了电力系统的发展。为此，需要推出一种全新的一体化的配网自动化系统体系结构——就是把数据采集与监控系统（SCADA）、配电管理系统（DMS）、地理信息系统（GIS）、管理信息系统（MIS）、高级应用软件包（PAS）以及变电站综合自动化、馈线自动化、通信系统集成为一个体系结构良好、平台统一、信息共享、高效灵活的信息系统。
2 城市电网配电自动化系统设计原则
（1）城市电网配电自动化系统遵循以下各项开放式国际标准。
（2）系统的可扩展性。主站系统的规模、容量、处理速度、CPU負荷应有充足的裕度。
（3）系统实时性。满足电力系统实时性的要求。
（4）可维护性。可维护性良好，提高了系统可利用率。
3 城市电网配电自动化系统的概况
在进入21世纪后，配电自动化在我国逐步的发展着，也取得了一定的成效，现如今单纯谈配电自动化肯定不是一个新事物，但是我们也要清楚的认识到实际情况并非容人乐观。它在许多方面都存在一系列的问题和技术上的硬性需求亟待解决。
3.1配电自动化智能系统安全性遭受考验
电网的铺设改造不是一蹴而就的，现在我们所享受到的电能的服务大部分还是通过数年前甚至是数十年前的电网设备提供。现今老化的电网及其效率（或无效率）和环境因素全部都在促使各自国家供电公司增强它的控制和性能，迈向配电自动化。举个例子，美国现今变压器的平均使用时间基本均已达到40年左右，与变压器的建议工作年限是相当的；电力基础设施急需更新换代。再比如曾经在印度爆发的2012年7月大规模停电殃及影响了超过6.8个亿居民，更值得关注的是当时印度已经不能迎合日常高峰期的用电需求。假使实现了全球的配电自动化，它的安全性并不能得到保证，甚至会出现大规模的用电安全事故。上述所讲仅仅围绕了硬件的问题，关于软件方面，所有配电网的基础设施都必须能够预防网络攻击，因此配电网及其数据的安全性必须经得起考验。
3.2通信系统设计尚存缺陷
配电自动化系统传送指令至远方终端并将远方终端的信息传回指控中心依赖的就是合理有效的能支持的通信手段。因此通信系统设计的合理性是和配电自动化系统实现直接挂钩，它可以称之为配电自动化系统这一集体的神经中枢。但是现有的通信系统还存在些许漏洞，需要改进。
4 馈线自动化系统
馈线自动化系统利用自动化装置或系统，监视配电线路的运行状况，及时发现线路故障，迅速诊断出故障区间并将故障区间隔离，快速恢复对非故障区间的供电。馈线自动化按照实现模式分成了两类：需要主站或子站参与进行，实现馈线自动化的模式，如电流型、人机交互型统一归并到集中型，集中型包括半自动方式、全自动方式等；对通过终端时序、保护、通信交互的方式实现馈线自动化，不需要主/子站参与的模式，如电压型、综自型、看门狗型、广域保护型等方式，则归并到就地型，就地型包括重合器方式、智能分布式等。
对于供电可靠性有进一步要求，需实施馈线自动化的区域，可根据配电网网架结构和一次设备的现状，结合通信实施条件，合理选择馈线自动化实现方式。实施馈线自动化的线路应满足故障情况下负荷转移的要求，具备负荷转供路径和足够的备用容量。
馈线自动化系统应具备以下几点基本功能：基于配电网的实时拓扑关系，适应各种电网结构与各种运行方式，非故障区段恢复供电的容量计算，容量不足时的区段拆分，尽最大范围的恢复。条件成熟的区域，还应具备以下功能：环网柜母线故障可隔离整个环网柜，全线失电情况下的转供电方案，正常过负荷的特殊要求处理，多点同时故障时的同时处理和展示多个方案，远方召唤/修改FTU定值功能，故障方案处理的扩展功能。
5 配电自动化主站系统
配电主站系统是配电自动化系统的核心部分，主要实现配电网数据采集与监控等基本功能和电网分析应用等扩展功能。配电自动化主站系统是实现配电网运行、调度、管理等各项应用需求的主要载体，在建设过程中，应采用标准通用的软硬件平台，并根据各地区的配电网规模、实际需求和应用基础等情况合理配置软件功能。以某电业局的配电自动化主站系统为例，该项目的技术特点主要有：（1）真正面向配电网设计，采用实时SOA架构，扩展方便灵活，系统可接入容量远大于普通EMS系统。（2）对IEC61970/61968标准的支持，与其它系统的应用集成，现场实际应用。（3）GIS一体化应用集成，图、模、库维护的一致性，避免重复工作。（4）跨安全区的准实时监测功能，公网通信方式的前置数据接收。（5）故障处理功能，在用户现场通过了大量实际故障处理的验证，有丰富的恢复供电容量计算方法。（6）提供模拟仿真功能，既能检验系统处理故障的正确性，有可以对配电调度人员进行操作培训。（7）大量独有的实用化功能：配电操作安全校核、配电终端电池巡检系统、线路和变压器过载监视报警功能。 6 县、区级电网综合自动化系统
该系统主要用于主网、配网调度一体化的县、区级电网，其技术特点主要是：
（1）系统采用统一的软件平台设计思想，将县、区级电网调度自动化系统、变电站集控系统、城区配电自动化系统、配电地理信息系统以及DMS、EMS集结为一体。完成所有配电网及其管理功能，有效地降低了造价，具有较高的性价比；
（2）充分应用馈线自动化和智能配电软件建立的理论、算法和应用软件基础，实现了系统网络拓扑的新型的简化的建模、故障的判断和隔离；建立了受故障影响的健全区域的优化恢复策略搜寻软件，能够有效减小停电面积，缩短停电时间；创立的突变量启动的不良数据辨识和网络结线分析方法能够有效的提高系统的可靠性和数据正确性；
（3）采用了电容储能方式的开关两侧失电补跳机构，有效的消除了故障后柱上开关越级跳閘对网络重构的不良影响。
7 配电终端
配电终端是安装于配电网现场的各种远方监测、控制单元的总称，主要包括配电开关监控终端（FTU，馈线终端）、配电变压器监测终端（TTU，配变终端）、开关站和公用及用户配电所的监控终端（DTU，站所终端）和具备通信功能的故障指示器等。
配电终端应根据具体应用对象选择不同的类型，例如开关站、配电室、环网柜、箱式变、柱上开关、配电变压器、配电线路应分别选用以上不同类型的终端。除此之外配电终端功能还可通过远动装置（RTU）、综合自动化装置或重合闸控制器等装置实现。
8 结语
随着国民经济的飞速发展和人民生活水平的提高，对质量和可靠性也提出了更高的要求。大规模的两网改造结束以后，配电网的布局得到了优化但要进一步提高配电网的可靠性，还必须全面实现高水平的配网自动化。实际上，近几年来中国许多地区已经在不同层次、不同规模上进行了配网自动化的试点工作，也取得了一定的成绩。针对大中城市配电网越来越复杂，配电出线越来越多，如何对10kV配电网线路进行检测和控制，是实现配网自动化关键所在。
参考文献：
[1]王明俊，于尔铿.配电系统自动化及其发展[M].北京：中国电力出版社，2006
[2]牛培峰.配电管理及配电自动化系统实施中的关键问题[J].电网技术，2000，24
[3]苏俊斌.城市电网配电自动化系统技术分析[J].广东科技，2011