[行业技术文章]配电自动化实用化关键技术及其进展

摘要：针对今朝国内配电自动化系统的建设情况，具体探讨了其实用化关头技术的开发与运用，提出了配电自动化实用化、功能规范和系统性能测试的成长建议，经由过程配电自动化仿真实验室的建设探讨了配电自动化的测试情况。探讨了几个进一步成长的技术标的目的：智能散布式馈线自动化模式能够更好地顺应配电网络运行方式的变换；配电网化运行决议计划支持系统为提高供电的经济性、化运行方式提供一个有用的工具；配电实时信息引擎机制可觉得供电企信息一体化年夜平台提供支持
关头词：配电自动化实用化系统实验成长趋向

0引言
随着我国国平易近经济的飞速成长，城市现代化进程加速，城市电力负荷增加，对电力的依赖越来越强，城市和农网改造已基本完成，一次网架的强壮必然要求提高配电网自动化运行水平，并实现配电经管现代化。我国配电自动化系统正是在这一布景下慢慢成长起来的。
本文在分析国内配电自动化成长现状的根蒂根基上，指出配电自动化及配电配电经管系统建设的关头技术，提出配电自动化的实用问题和配电自动化系统性能实验和功能规范问题，并探讨了未来配电自动化的几个成长趋向。
在起草《配电自动化系统功能规范》行尺度时，已用配电自动化一词归纳综合了配电自动化和配电经管系统的综合，本文也采用了这个概念。

1国内配电自动化成长现状
许多供电企都熟悉到，随着城网、农网改造的不竭深进，在供电靠得住性和供电指标已有很年夜提高的根蒂根基上，要继续提高供电自动化是必由之路。近年来许多城市都在分歧条理、分歧规模上对配电自动化工作进行试点，并堆集很多经验和教训。
经过近几年的实践，国内配电自动化系统的进展和存在问题主要有：
a．全网配电自动化的实现由经由过程重合器时序整定配合的方式慢慢过度到经由过程馈线自动化终端（FTU）进行故障检测，连系通讯技术进行故障隔离和非故障区域恢复供电。固然，重合器的功能运用到变电站10KV出口和分之线上消除瞬时故障，依然有意义。
b．配电自动化的关头装备由依赖进口慢慢转向使用国产装备，FTU已有了国产的进网许可产物，其功能与性能价格比更有益于各供电部门选用。
c．配电自动化由单纯的配电监控与数据收集（SCADA）系统加配电自动化（DA）转向具有DA、配电经管系统（DMS）、地舆信息系统（GIS）等较完整的配电自动化实时及供电企经管系统，配电主站系统也由借用调剂主站系统慢慢转向选择面向配电自动化运用的配电自动化主站系统。
d．通讯方式多样化。配电网通讯有无线、光纤、用电缆、载波等多种通行方式，但在主通讯线路上更倾向于使用光纤，10KV配电线载波通讯和基于GPRS和CDMA的无线通讯在配电网中的运用遭到用户的普遍关注。
e．GIS由孤独的静态装备经管系统慢慢转向动态的实时GIS，将SCADA和地舆信息有机地统一起来。
f．DMS由需求不肯定、功能复杂慢慢转向功能需求实用化，和DMS与其他系统有机集成机关供电企信息一体化标的目的成长。
g．由于技术成长的需求，一次装备与自动化装备连系加倍慎密，一次装备的厂家向二次自动化标的目的成长，二次自动化系统的厂家向一次装备标的目的成长。
h．《配电自动化系统功能规范》行尺度已公布，有了统一的功能规范，可是要解决各地配电自动化运用需求的不规范问题，依然需求一个进程。
i．部门省公司和全国电力系统城市供电用工作网发布了一些配电自动化系统实用化的验收细则，有益于配电自动化系统实用化的成长，可是配电自动化系统的实用化依然是一个持久的进程。
j．部门装备没有经由过程严酷的测试，系统在恶劣情况下运行存在隐患。
k．配电自动化系统的计划与配电一次网架的计划连系不够。
l．配电自动化系统出厂实验和现场实验没有指导性的实验规范及验收尺度。
m．配电自动化系统及DMS集成面临网络平安的挑战。
n．试点系统的规模不够，体现不出系统的整体规模效益。

2实用化成长方针及其关头技术
与地域调剂自动化在20世纪80年月中期成长相类似，各供电企强烈要求制定配电自动化的各类尺度，对投运的具体相当规模的城网配电自动化系统制定响应的实用化要求，进行实用化考核和实用化验收，以体现配电自动化系统的经济效益和社会效益。
是以，笔者认为，在总结配电自动化近年成长经验和教训的根蒂根基上，应在已公布的《配电自动化系统功能规范》等行尺度和各省公司和全国电力系统城市供电工作腽肭感编制的验收导则的根蒂根基上，建立配电自动化系统性能测试方式和手段，并在此根蒂根基上弄好配电自动化实用化建设，作为当前配电自动化的阶段性成长方针。
《配电自动化系统功能规范》的根蒂根基思想是实时的配电系统监控和故障处置功能（既DA）与配电经管功能（既DMS）相连系的系统，年夜水平地实现资本公用、信息同享，以使实时信息尽快地提供给经管运用，使经管信息利便地为实时系统服务。在总结这些经验教训的根蒂根基上对功能予以规范。功能分为基本功能和选配功能。基本功能是较为实用的，也是应当实用的；选配功能是为成长提高留有余地，并有益于使用单元因地制宜选用的。
关于配电自动化实用化的建设，应在功能规范和验收导则的根蒂根基上，在系统性能测试方式和手段健全的条件下，制定可行的实用化验收细则。
在实时系统中重点考核SCADA系统的接连稳定运行情况、馈线自动化（FA）动作靠得住情况、出厂测试（FAT）和现场测试（SAT）的成功率。
在经管系统中重点考核配电GIS根蒂根基信息的准确率和实时更新情况，配电工区设计和操作人员真正运用图纸经管系统取代常规的CAD图纸，配电调剂操作功能取代手工记实和操作。
至于配电运用软件和配电经管中的其他营流程经管，可放在第二步，当条件成熟后再慢慢实用化。
实现一个具有实用化的配电自动化系统的关头技术有：
a．FTU应能有用靠得住地捕捉故障信息，并连系通讯和算法来实现故障隔离及恢复功能，并实现配电自动化功能的散布、分层控制。
b．系统通讯方式的普遍支持性，通讯速度和通讯靠得住性应知足配电自动化要求，系统通讯结构应知足在一点通讯故障时数据通顺，且配电自动化功能正常实现，并能解决因配电自动化系统信息年夜而可能酿成的信息“瓶颈”效应。
c．FTU采用全工级设计，知足户外恶劣情况运行要求，技术指标到达户外D2级尺度（-40摄氏度~85摄氏度）。柱上开关与FUT在电气和结构上匹配，靠得住接口，便于维修。
d．具有经由过程FTU进行蓄电池在智能维护的功能，有用的延长蓄电池的寿命。
e．配电主站采用开放式支持平台技术，具体散布式运行经管情况，采用年夜型商数据库作为历史数据库，实时数据库具有客户/服务器技术。运用软件经由过程软总线进行数据交换。
f．DMS数据建模及装备编码斟酌全局信息一体化建设的完整性和一致性，做到信息泉源，系统拓扑信息CIS/SCADA/DMA的一致性。负荷控制信息、客户服务信息、用电信息等其他系统信息，能有机地接进配电主站系统，配合构件全局信息一体化系统。
g．配电SCADA系统与GIS应运软件之间在保证网络平安的根蒂根基上有用互通，使得实时信息在GIS中具有与SCADA系统不异的实时性，连结图元在分歧硬件、软件平台上的一致性。
h．经由过程中心件软件技术和工作流方式DMS流程化经管。
配电自动化系统的实验性能是保证实用化验收效果的关头。配电自动化系统触及面广、系统集成度高，配电自动化系统实验是为了保证配电自动化产物在其形成的各个阶段的产物而进行的各类测试进程。
配电自动化系统产物的生命期年夜致可以分为产物研制、市场认可、供货与接进系统3个阶段。在每一个阶段都有各自分歧的测试与运行进程。在产物研制阶段，站端产物进行功能验证和型式实验，主站产物进行单元测试；在市场认可阶段，进行产物技术鉴定，取得进网许可证；在供货与接进系统阶段，进行FAT，现场投运前进行SAT。
3个阶段的每个测试项目都必需有完整的测试计划、明确的初始条件、严酷的测试进程和对测试成效进行有用评估。
在配电自动化系统的行尺度化建设方面，全国电力系统控制及通讯尺度化技术委员会于2000年至2003年在配电自动化方面发布了以下尺度：DL/T721-2000配电网自动化系统远方终端；DL/T814-2002配电自动化系统功能规范；DL/Z790.11-2001采用配电线载波的配电自动化，第1部门：总则，篇：配电自动化系统的系统结构；等等。
在配电自动化终真个实验中，还可参考远动终真个部门技术条件，例如：DL/T630-1997交流采样远方终端技术条件；GB/T15153.1-1998远方装备及系统，第2部门：工作条件，篇：电源和电磁兼容性（同等采用IEC870-2-1：1995）
另外，原国家电力公司发输电运营部发布了有关配电自动化系统的指导性文件《配网自动化系统实用化验收导则》(试行)，部门省电力公司为了规范当地区的配电自动化建设还制定了一些相关的实用化验收导则，也都可以作为配电自动化测试和验收的依据。
关于建立配电自动化系统性能测试方式和手段，应斟酌配电动模实验模子的建设。为了论述配电模实验模子，本文以东方电子信息工公司建成的配电系统模拟仿真实验室为例介绍其功能。
实验室模拟系统规模为6个电源点，35条分段线路，6个开闭所单元。系统可模拟正常运行时的各类工况，例如改变合适的年夜小和性、改变负荷散布、操作开关改变系统送电的网络结构等。系统可凭据现场现实庇护设置装备摆设情况来设置装备摆设模子系统的庇护装配，使系统自身的动作情况与配电自动化系统对系统的操作两者获得真实反映。系统可模拟电网运行中的各类故障情况，并可模拟配电网各类中性点接地方式的运行，包括中性点不接地方式和中性点经消弧线圈接地方式、中性点经小电阻接地方式。
配电动模实验模子将为系统联和谐测试提供仿真配电网运行的实时数据收集及控制对象，是系统联和谐测试可以在出厂前完整地进行，这对于提高开发和服务、削减现场服务工作将发生较着的效果。

3配电自动化系统技术成长趋向
配电自动化推行运用的时间不长，在实用化工作慢慢推动和完善的同时，配电自动化的理论和技术有着广漠的成长空间。一些蓬勃国家的配电自动化及配电经管系统已从单纯的监控及故障建设成长到化运行和提高效益。配电自动化技术成长中应出格关注的研究标的目的主要有以下几个方面。
3.1智能散布式FA
凭据我国电力工体系体例改造方案，“十五”以后慢慢实行输配分隔，在售电环节引进竞争机制。配电环节的开放，涣散发电装配将得以普遍使用，可以在合适的地址提供合适的能源解决方案，从而下降线路消耗，提高能转换效率。零售市场情况下配电自动化解决方案的主要坚苦在于：涣散发电装配的安插及投运的不肯定性，使得配电网络运行方式经常变更，从而传统庇护整定值与集中处置的FA解决方案很难顺应变化。
建立基于多智能化FA系统将是一个较好的解决方案，在该系统中，将要研究建立智能体与区域协调器的协调机制。为了斟酌全网的运行方式和拓扑结构的变化影响，需要研究在配电自动化主站建立协调服务器，经由过程界说智能体之间的通讯与规范，组成完整的智能散布式Fa实现方式。
3.2配电网化运行决议计划支持系统
经由过程配电自动化的有用投运，可以缩小停电范围和停电时间，提高供电靠得住性。可是，配电自动化系统要真正在系统中取得经济效益，除提高供电靠得住性，需要化电网结构与运行方式，下降线路消耗，提高供电。
配电网化运行决议计划支持系统的研究将为提高供电的经济性、化运行方式提供一个有用的工具。配电网化运行决议计划支持系统中将要研究建立配电网化运行决议计划模子，综合哄骗各类配电网的在线和离线参数信息，经由过程化运行决议计划模子的输进输出关系，反映配电网运行的在线工况与未来可能的运行方式和配电网的计划信息，计较出各类经济指标、平安指标，并得出各类可能的在线辅助决议计划方案及其模拟运行的效果。
3.3信息一体化年夜平台布景下的配电实时信息引擎机制
配电自动化及DMS是整个电力企信息一体化集成系统的一个有机组成部门，而不是孤立的系统。在未来的配电自动化系统中，需要研究信息一体化年夜平台布景下的配电实时信息引擎机制，在支持IEC61970CIM（公共信息模子）和IEC61968UIB（企集成总线）系统运用层互联模拟尺度的同时，需要知足电力二次系统网络平安框架方案，以提供数据平安引擎机建造为数据运用的根蒂根基环节。

4结语
本文在探讨了近几年配电自动化系统的成长状态后，对其实用化的关头技术进行了分析，并以《配电自动化系统功能规范》和配电自动化系统测试方式和手段为根蒂根基提出了配电自动化实用化作为阶段性的成长方针，随着配电自动化技术的成长，工程走向实用化是一个必然趋向；还探讨了智能散布式FA、配电网化运行决议计划支持系统、信息一体化年夜平台布景下的配电实时信息引擎机制等几个未来配电自动化的成长趋向。