论文部分内容阅读
摘要：我国配电网自动化的发展是电力市场和经济建设的必然结果。同时随着我国的经济的发展也对配电网自动化提出了更高的要求，配电自动化将会是电力系统现代化发展的必然趋势。技术在发展，需求也在提高，如何参照发达国家和地区的经验，结合实际情况，综合考虑近期与远期、全局与局部、主要与次要的关系，进一步设计开发出先进、通用、标准的配电网自动化系统，对电力市场的发展具有重要意义。
关键词：电网配电、自动化、进展作用、现状趋势
中图分类号： U665.12文献标识码：A 文章编号：
Abstract: our power distribution automation system is the development of the electric power market and the inevitable result of economic development. At the same time as our country's economy, the development of the power distribution automation system to put forward higher request, power distribution automation will power system is the inevitable trend of the development of modernization. Technology in the development, demand has also improved, how to refer to the experience of developed countries and regions, and combining with actual situation, comprehensive consideration of the recent and future, global and local, the relationship between primary and secondary, further design developed advanced, general motors, and the standard of power automation system, the development of the electric power market to have the important meaning.
Keywords: grid power distribution, automation, progress, present situation trend role
一、配电自动化现状
配电自动化是指利用现代电子技术、通信技术、计算机及网络技术与电力设备相结合，将配电网在正常及事故情况下的监测、保护、控制、计量和供电部门的工作管理有机地融合在一起，改进供电质量，与用户建立更密切更负责的关系，以合理的价格满足用户要求的多样性，力求供电经济性最好，企业管理更为有效。配电自动化是一个庞大复杂的、综合性很高的系统性工程，包含电力企业中与配电系统有关的全部功能数据流和控制。从保证对用户的供电质量，提高服务水平，减少运行费用的观点来看，配电自动化是一个统一的整体。
国外自上世纪七十年代起就进行配电自动化技术的研究和应用，近四十年的发展经历了三个阶段：
第一阶段：基于自动化开关设备相互配合的饋线自动化系统（FA），其主要设备为重合器和分段器，不需要建设通信网络和主站计算机系统，其主要功能是在故障时通过自动化开关设备相互配合实现故障隔离和健全区域恢复供电。这一阶段的配电自动化技术，以日本东芝公司的重合器与电压时间型分段器配合模式和美国Cooper公司的重合器与重合器配合模式为代表。
第二阶段：随着计算机技术和通信技术的发展，配电自动化系统（DAS）应运而生，它是一种基于通信网络、馈线终端单元和后台计算机网络的实时应用系统，在配电网正常运行时，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。
第三阶段：随着负荷密集区配电网规模和网格化程度的快速发展，仅凭借调度员的经验调度配电网越来越困难；同时，加快配电故障的判断和抢修处理，进一步提高供电可靠率和客户满意度，一种集实时应用和管理应用于一体的配电自动化系统逐渐占据了主导地位，它能覆盖整个配电网调度、运行、生产的全过程，还支持客户服务。这就是配电管理系统（DMS）。这类系统结合了配电GIS 应用系统（基于地理信息背景的自动成图和设备管理系统，即AM/FM/GIS）、停电管理系统（OMS）、故障报修服务（TCM）、配电工作管理（WMS）等，并且与需求侧负荷管理（DSM）相结合，实现配电和用电的综合应用功能。国外知名公司，如ABB、SIEMENS、GE、SNC、ASC 等都有自己的DMS 产品，并且得到广泛的应用。
二、配电自动化的进展与作用
随着电网建设和改造的顺利进行，提高配电网自动化水平的呼声越来越高。近10年来，在现代科学技术的推动下，配电自动化领域取得了突飞猛进的发展。随着电网建设的发展，配电网的网格化程度越来越高，仅凭借人的经验，难免顾此失彼。于是新一代的配电自动化系统，即智能配电系统应运而生。它在第二阶段的配电自动化系统的基础上增加了智能配电功能，以人工智能代替人的经验，更科学地管理复杂配电网。引入人工智能的智能配电系统不仅能够在故障时发挥作用，而且在配电网正常运行时，也能为供电企业提高经济效益和社会效益。
1、智能配电系统在配电网发生故障时的作用
在一段馈线发生故障时，判断故障区域、隔离故障区域，恢复受故障影响的健全区域供电，从而缩短停电时间、减小停电面积、提高供电可靠性。在配电网受到灾害性影响时(如主变电站失压、超高压尽先失压或10kV母线故障等并且在高压侧难以快速恢复时)，利用人工智能生成负荷批量转移策略，在不威胁供电安全的前提下，通过一系列的遥控操作将受影响的负荷转移到非故障线路，避免大面积停电。
2、智能配电系统在配电网正常运行时的作用
实际运行中配电网中的负荷分布是不均衡的，有时甚至是极不均衡的，这严重降低了配电线路和设备的利用率，同时也导致线损较高。利用人工智能可以寻求一种优化运行方式，将负荷从重负载甚至是过负载转移到轻负载馈线上，这种转移有效地提高了馈线的负荷率，增强了配电网的供电能力。智能配电系统还可以实时遥控配电网开关进行网络重构和电容器投切，在不显著增加投资的前提下可以达到改善电网运行方式和降低网损的目的。
三、配电自动化的发展趋势
1、配电自动化功能框架。国际供电会议(CIGRED)将配电自动化功能划分为四组：电网运行、运行计划及其优化、维修管理、用户联系和控制。在上述主功能组的基础上，再分若干功能，奠定了配电自动化系统的主功能框架。需要强调的是数据管理本身并不是配电自动化的功能，但是，所有的功能都包含在数据管理内，要实现庞大复杂的众多功能必须依靠数据管理来完成。
2、配电优化运行。电力市场的不断完善迫使电力企业以效益为目标，把工作中心转移到效率管理、降低成本和为用户提供优质服务上。这使得供电企业必须不断地分析电网的运行性能、制定电网优化运行的方案。配电的优化运行主要包括：无功补偿、提高供电质量、降低线损、设备运行和维护。其中，供电质量包含安全性、电压合格率、频率合格率、供电可靠性和用户对停电、收费、服务的意见。
３、配电数字通信高速发展。自1997年的英国Norweb通信公司与加拿大Nortel公司联合取得电力线通信技术重大突破以来，配电线数字通信技术(DigitalPowerLineDPL)又有了新的进展。目前最新的由西班牙DS2公司开发研制的电力线调制解调芯片的传输速率已经达到了45Mbit／s。该芯片采用了一种称之为正交频分服用OFDM的多载波调制、高速数据传输技术。其最大特点是传输速率高，对码间干扰和信道衰落具有很强的抗御能力。采用OFDM的数字配电线通信技术已基本成熟，配电线通信下一步将向构件配电线数字通信网方向发展实现配电线数字通信网的技术关键是数据高速传输及网络互联。根据理论分析，采用OFDM技术的通信芯片可支持最大为1000Mbit／s的传输速率，完全满足宽带传输的要求。实现网络互联，着重解决配电线通信隔离设备，在可靠安全供电的同时，将数据信号从配电线中分离出来，并保证数据的私密性，隔离相邻住宅或电气设备无关数据，阻断本地网与外网的连接。配电网中配电变压器其电感作用，对高频信号衰耗非常大。因此，研究和解决高频信号跨越配电变压器也是构建配电数字通信网急待解决的一个关键问题。
四、总结
建设配电网自动化是为了满足和确保供电的质量, 提高网络的供电能力, 减少用户的停电概率。通过采用配电网自动化系统, 提高设备的故障判断能力, 实现自动隔离故障、快速恢复非故障线路。同时, 配电网自动化系统能极大地提高配电网的运行管理水平, 不仅能确保供电、多供电, 而且通过系统的应用, 达到降低配电网的损耗, 从而提高电力公司经济效益。
关键词：电网配电、自动化、进展作用、现状趋势
中图分类号： U665.12文献标识码：A 文章编号：
Abstract: our power distribution automation system is the development of the electric power market and the inevitable result of economic development. At the same time as our country's economy, the development of the power distribution automation system to put forward higher request, power distribution automation will power system is the inevitable trend of the development of modernization. Technology in the development, demand has also improved, how to refer to the experience of developed countries and regions, and combining with actual situation, comprehensive consideration of the recent and future, global and local, the relationship between primary and secondary, further design developed advanced, general motors, and the standard of power automation system, the development of the electric power market to have the important meaning.
Keywords: grid power distribution, automation, progress, present situation trend role
一、配电自动化现状
配电自动化是指利用现代电子技术、通信技术、计算机及网络技术与电力设备相结合，将配电网在正常及事故情况下的监测、保护、控制、计量和供电部门的工作管理有机地融合在一起，改进供电质量，与用户建立更密切更负责的关系，以合理的价格满足用户要求的多样性，力求供电经济性最好，企业管理更为有效。配电自动化是一个庞大复杂的、综合性很高的系统性工程，包含电力企业中与配电系统有关的全部功能数据流和控制。从保证对用户的供电质量，提高服务水平，减少运行费用的观点来看，配电自动化是一个统一的整体。
国外自上世纪七十年代起就进行配电自动化技术的研究和应用，近四十年的发展经历了三个阶段：
第一阶段：基于自动化开关设备相互配合的饋线自动化系统（FA），其主要设备为重合器和分段器，不需要建设通信网络和主站计算机系统，其主要功能是在故障时通过自动化开关设备相互配合实现故障隔离和健全区域恢复供电。这一阶段的配电自动化技术，以日本东芝公司的重合器与电压时间型分段器配合模式和美国Cooper公司的重合器与重合器配合模式为代表。
第二阶段：随着计算机技术和通信技术的发展，配电自动化系统（DAS）应运而生，它是一种基于通信网络、馈线终端单元和后台计算机网络的实时应用系统，在配电网正常运行时，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。
第三阶段：随着负荷密集区配电网规模和网格化程度的快速发展，仅凭借调度员的经验调度配电网越来越困难；同时，加快配电故障的判断和抢修处理，进一步提高供电可靠率和客户满意度，一种集实时应用和管理应用于一体的配电自动化系统逐渐占据了主导地位，它能覆盖整个配电网调度、运行、生产的全过程，还支持客户服务。这就是配电管理系统（DMS）。这类系统结合了配电GIS 应用系统（基于地理信息背景的自动成图和设备管理系统，即AM/FM/GIS）、停电管理系统（OMS）、故障报修服务（TCM）、配电工作管理（WMS）等，并且与需求侧负荷管理（DSM）相结合，实现配电和用电的综合应用功能。国外知名公司，如ABB、SIEMENS、GE、SNC、ASC 等都有自己的DMS 产品，并且得到广泛的应用。
二、配电自动化的进展与作用
随着电网建设和改造的顺利进行，提高配电网自动化水平的呼声越来越高。近10年来，在现代科学技术的推动下，配电自动化领域取得了突飞猛进的发展。随着电网建设的发展，配电网的网格化程度越来越高，仅凭借人的经验，难免顾此失彼。于是新一代的配电自动化系统，即智能配电系统应运而生。它在第二阶段的配电自动化系统的基础上增加了智能配电功能，以人工智能代替人的经验，更科学地管理复杂配电网。引入人工智能的智能配电系统不仅能够在故障时发挥作用，而且在配电网正常运行时，也能为供电企业提高经济效益和社会效益。
1、智能配电系统在配电网发生故障时的作用
在一段馈线发生故障时，判断故障区域、隔离故障区域，恢复受故障影响的健全区域供电，从而缩短停电时间、减小停电面积、提高供电可靠性。在配电网受到灾害性影响时(如主变电站失压、超高压尽先失压或10kV母线故障等并且在高压侧难以快速恢复时)，利用人工智能生成负荷批量转移策略，在不威胁供电安全的前提下，通过一系列的遥控操作将受影响的负荷转移到非故障线路，避免大面积停电。
2、智能配电系统在配电网正常运行时的作用
实际运行中配电网中的负荷分布是不均衡的，有时甚至是极不均衡的，这严重降低了配电线路和设备的利用率，同时也导致线损较高。利用人工智能可以寻求一种优化运行方式，将负荷从重负载甚至是过负载转移到轻负载馈线上，这种转移有效地提高了馈线的负荷率，增强了配电网的供电能力。智能配电系统还可以实时遥控配电网开关进行网络重构和电容器投切，在不显著增加投资的前提下可以达到改善电网运行方式和降低网损的目的。
三、配电自动化的发展趋势
1、配电自动化功能框架。国际供电会议(CIGRED)将配电自动化功能划分为四组：电网运行、运行计划及其优化、维修管理、用户联系和控制。在上述主功能组的基础上，再分若干功能，奠定了配电自动化系统的主功能框架。需要强调的是数据管理本身并不是配电自动化的功能，但是，所有的功能都包含在数据管理内，要实现庞大复杂的众多功能必须依靠数据管理来完成。
2、配电优化运行。电力市场的不断完善迫使电力企业以效益为目标，把工作中心转移到效率管理、降低成本和为用户提供优质服务上。这使得供电企业必须不断地分析电网的运行性能、制定电网优化运行的方案。配电的优化运行主要包括：无功补偿、提高供电质量、降低线损、设备运行和维护。其中，供电质量包含安全性、电压合格率、频率合格率、供电可靠性和用户对停电、收费、服务的意见。
３、配电数字通信高速发展。自1997年的英国Norweb通信公司与加拿大Nortel公司联合取得电力线通信技术重大突破以来，配电线数字通信技术(DigitalPowerLineDPL)又有了新的进展。目前最新的由西班牙DS2公司开发研制的电力线调制解调芯片的传输速率已经达到了45Mbit／s。该芯片采用了一种称之为正交频分服用OFDM的多载波调制、高速数据传输技术。其最大特点是传输速率高，对码间干扰和信道衰落具有很强的抗御能力。采用OFDM的数字配电线通信技术已基本成熟，配电线通信下一步将向构件配电线数字通信网方向发展实现配电线数字通信网的技术关键是数据高速传输及网络互联。根据理论分析，采用OFDM技术的通信芯片可支持最大为1000Mbit／s的传输速率，完全满足宽带传输的要求。实现网络互联，着重解决配电线通信隔离设备，在可靠安全供电的同时，将数据信号从配电线中分离出来，并保证数据的私密性，隔离相邻住宅或电气设备无关数据，阻断本地网与外网的连接。配电网中配电变压器其电感作用，对高频信号衰耗非常大。因此，研究和解决高频信号跨越配电变压器也是构建配电数字通信网急待解决的一个关键问题。
四、总结
建设配电网自动化是为了满足和确保供电的质量, 提高网络的供电能力, 减少用户的停电概率。通过采用配电网自动化系统, 提高设备的故障判断能力, 实现自动隔离故障、快速恢复非故障线路。同时, 配电网自动化系统能极大地提高配电网的运行管理水平, 不仅能确保供电、多供电, 而且通过系统的应用, 达到降低配电网的损耗, 从而提高电力公司经济效益。