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摘 要：配网自动化综合了现代化通信技术、网络技术、电子技术、智能技术、图形技术等，实现配电网络在事故状态及安全运行下的监测、控制与保护的自动化和智能化。近年来，随着我国坚强智能电网的建设，配电网自动化技术得到了广泛的普及与应用，对保证配电网络运行的安全、可靠与经济发挥出了重要的作用。本文结合实际工作经验，从配电网自动化技术的发展背景及应用意义出发，对配网自动化技术的应用进行了探讨。
关键词：电力系统；配电网；自动化技术；应用
一、配电网自动化技术的发展背景
在较长一段时期以来，我国电力系统的建设重点主要集中在发电环节与输变电环节当中，而对配电网络建设的重视程度不够，导致在许多城镇、乡村中配电网及设备的建设与应用均较为落后，并集中表现为：规划、布局、设计不合理，配电网络整体较为混乱、薄弱，如导线截面小、绝缘水平偏低、供电半径偏大等问题；配网中相关设备的应用较为落后与陈旧，如变压器的容量不足、设备的无功补偿不足、设备的转供互代能力较差；配网调度运行的管理水平与技术水平偏低等等。
随着近年来我国经济的持续发展，以及人们生活水平的不断提高，对配电网络供电可靠性与供电质量的要求越来越高，这就迫切需要进一步加速城乡配电网络的改造工作，并积极引入配网自动化技术，以有效提高供电质量，提高配网运行的安全性与可靠性。
二、配电自动化技术应用的意义
1、有助于提高供电质量
配电网自动化技术能通过各种终端系统的有效应用，以实现对配网运行过程中电压、频率、负荷、潮流等数据变化的实时监控，并通过对各种设备运行的动态调整，从而使无功功率趋向于平衡，并保证主设备的位置状况及各种工况指标能符合标准规定，从而有效提升了整个配电网络的供电质量与供电安全。
2、有助于提高供电可靠性
由于导致配电网故障与异常情况发生的各类因素非常复杂，且发生过程非常迅速，如果不能及时预测、判断和处理各类配电网故障，不仅可能危害到人身及设备的安全，甚至会引发配电网的大面积崩溃瓦解，造成大面积停电事故，给国民经济带来巨大的损失。
而通过配网自动化技术的有效应用，一方面能对复杂的配电网络及设备进行实时的状态监控，当故障发生后能及时的故障原因、故障发生地点进行判断及分析，从而使运行人员能及时的发生和处理故障；另一方面，配网自动化技术还能通过馈线自动化的故障隔离，以及故障区域的供电恢复，极大减少停电时间和停电范围，这都有效保证了整个配电网络供电的可靠性。
3、有助于提高供电经济性
降低配电网线损，以提高供电的经济性，一直是电力企业及电力工作者所努力的方向之一。而通过配网自动化技术的有效应用，则能通过对配网的重新架构、安装补偿电容器、提高配网电源等级以及提高导线截面等多种措施，来达到降低配网线损的目的。同时，配网自动化技术还能实现网络拓扑分析、状态估计、最优潮流计算以及负荷预测等多种功能，从而实现了配电网调度运行的经济性，能在不显著增加投资的基础上，实现了改善配网运行方式和降低网损的目的。
三、配电网中自动化系统的结构和功能应用
1、配网自动化系统的结构组成
由于配网自动化系统的覆盖范围较广、所需设备数量较多，如果所有监测与运行数据全部由配网主站所接收，将可能导致数据信息拥挤或运行效率偏低等问题。因此，配网自动化系统的建设普遍采用了分层处理的方式，并主要由配电主站、配电子站、配电终端以及通信网络这几个层面所组成。配网自动化系统的结构，见下图1所示。
（1）配电主站层
配电主站（MS），也是配网自动化系统的核心组成部分，它主要功能是实现整个配电网络的数据采集、数据监控、数据分析等基本功能，从而为配网的规划建设与调度运行提供有力的技术支持，确保整个配电网络的运行能始终处于最优化的状态。
配电主站主要是服务器、工作站以及数据采集网络这三部分所组成。其中，服务器的类型包括了Web服务器、SCADA服务器、DMS应用服务器、DTS服务器、历史数据服务器等；工作站则主要包括了配电管理工作站、配电调度工作站、远程维护工作站等；数据采集网络则主要是由网络交换设备、采集服务器以及终端服务器所组成。
（2）配电子站层
配电子站（SS），也通常被称为配网自动化系统中的中间监控单元，它也是合理分布主站层功能应用、优化信息传输、优化系统结构层次以及方便通信系统组网所设置的中间层，以达到对所辖范围内配电信息有效收集、处理，以及通信监视、故障处理等多种功能。
（3）配电终端层
配电终端是各种远程监测、控制单元的总称，它通常被设置在各种开关、配电变压器以及开关站等现场中，并沿着配网线路进行分布。配电终端层主要包括了配电开关监控终端（FTU，即馈线终端）、配电变压器监测终端（TTU，即配电变压器终端）、配电站监控终端（DTU，即站所终端）等。其中，FTU与DTU中的监控终端设备与配电主站层、配电子站层之间，通常利用光纤环网进行通信；TTU中的监控终端设备则是利用CDMA/GPRS的通信方式进行通信。
（4）通信网络层
由于主站层、子站层以及监控终端设备之间，都需要良好的通信网络已实现相互间的数据传递，因此通信网络的建设也是配网自动化技术应用的关键环境。通常情况下，配网自动化系统中的通信网络，主要是由数据传输通道以及数据终端设备所组成。其中，数据传输通道包括了光纤通道、有线传输网络、无线传输网络、专用网络等。
2、配网自动化技术的具体功能应用
配网自动化技术的具体功能应用，主要表现在运行自动化以及管理自动化这两个方面。其中，配网运行自动化功能主要包括了数据采集与监控功能（SCADA）、故障自动隔离及恢复供电功能（FA）、高压及无功管理功能、负荷管理功能、自动抄表功能等；配网管理自动化功能，主要包括了设备管理、检修管理、停电管理、用电管理等多种功能。 （1）SCADA功能
数据采集与监控功能，也是配电自动化技术的基础应用功能。通过及时收集各配电终端设备中的实时数据，使运行调度人员能够从主站系统的计算机界面中，实时监控配电网线路及设备的运行状态及故障信息，并进行远程化的操作与调节。
（2）FA功能
故障自动隔离与恢复供电功能，也被称为馈线自动化。一方面是指在正常运行状况下，通过远程实时监控配网线路分段开关、联络开关的状况、馈线电流以及电压状况，从而实现远程合闸、分闸操作的控制，以达到优化配网运行方式，充分发挥设备容量的目的；另一方面，则是当配网中线路及设备出现故障时，能自动定位故障点，并自动跳开故障点两侧的分段开关，从而有效隔离故障区域，并自动恢复非故障线路的供电，以达到减少停电时间、缩小故障停电范围的目的。
（3）高压及无功管理功能
该功能是利用各种高级应用软件，以实现对整个配电网络的无功进行全局的优化，例如自动调整变压器的分接头档位、自动控制无功补偿设备的投切等，以提高供电质量、降低配电网线损。
（4）负荷管理功能
配网自动化中的负荷管理，也被称为需求侧管理（DSM），是通过远程、自动监控用户电力的负荷状况，并通过降压减载、可控负荷周期性投切、事故状况下拉闸限电等多种方式以尽量消减用电时期的波峰与波谷，从而达到改善配网用户负荷、降低供电成本的目的。
四、总结
本文从配电网自动化技术的发展背景及应用意义出发，并着重就配网自动化技术的具体应用进行了研究与探索。随着近年来，电力系统配网中自动化技术的有效应用与发展，它不仅已成为了各省、市地区配电网运行调度工作的重视技术工具与分析手段，而且有力提升了配电网的调度运行水平，对保障整个电力系统的可靠、经济与安全的运行都起到了非常重要的作用。
参考文献
[1] 李文杰.调度自动化系统在电网中的应用[J].科技咨询，2013（7）.
[2] 谷水清.配电系统自动化[M].北京：中国电力出版社，2009.
[3] 周全仁.现代电网自动控制系统及其应用[M].北京：中国电力出版社，2012.
[4] 陈慈萱.电网工程——配电网[M].北京：中国电力出版社，2012.
关键词：电力系统；配电网；自动化技术；应用
一、配电网自动化技术的发展背景
在较长一段时期以来，我国电力系统的建设重点主要集中在发电环节与输变电环节当中，而对配电网络建设的重视程度不够，导致在许多城镇、乡村中配电网及设备的建设与应用均较为落后，并集中表现为：规划、布局、设计不合理，配电网络整体较为混乱、薄弱，如导线截面小、绝缘水平偏低、供电半径偏大等问题；配网中相关设备的应用较为落后与陈旧，如变压器的容量不足、设备的无功补偿不足、设备的转供互代能力较差；配网调度运行的管理水平与技术水平偏低等等。
随着近年来我国经济的持续发展，以及人们生活水平的不断提高，对配电网络供电可靠性与供电质量的要求越来越高，这就迫切需要进一步加速城乡配电网络的改造工作，并积极引入配网自动化技术，以有效提高供电质量，提高配网运行的安全性与可靠性。
二、配电自动化技术应用的意义
1、有助于提高供电质量
配电网自动化技术能通过各种终端系统的有效应用，以实现对配网运行过程中电压、频率、负荷、潮流等数据变化的实时监控，并通过对各种设备运行的动态调整，从而使无功功率趋向于平衡，并保证主设备的位置状况及各种工况指标能符合标准规定，从而有效提升了整个配电网络的供电质量与供电安全。
2、有助于提高供电可靠性
由于导致配电网故障与异常情况发生的各类因素非常复杂，且发生过程非常迅速，如果不能及时预测、判断和处理各类配电网故障，不仅可能危害到人身及设备的安全，甚至会引发配电网的大面积崩溃瓦解，造成大面积停电事故，给国民经济带来巨大的损失。
而通过配网自动化技术的有效应用，一方面能对复杂的配电网络及设备进行实时的状态监控，当故障发生后能及时的故障原因、故障发生地点进行判断及分析，从而使运行人员能及时的发生和处理故障；另一方面，配网自动化技术还能通过馈线自动化的故障隔离，以及故障区域的供电恢复，极大减少停电时间和停电范围，这都有效保证了整个配电网络供电的可靠性。
3、有助于提高供电经济性
降低配电网线损，以提高供电的经济性，一直是电力企业及电力工作者所努力的方向之一。而通过配网自动化技术的有效应用，则能通过对配网的重新架构、安装补偿电容器、提高配网电源等级以及提高导线截面等多种措施，来达到降低配网线损的目的。同时，配网自动化技术还能实现网络拓扑分析、状态估计、最优潮流计算以及负荷预测等多种功能，从而实现了配电网调度运行的经济性，能在不显著增加投资的基础上，实现了改善配网运行方式和降低网损的目的。
三、配电网中自动化系统的结构和功能应用
1、配网自动化系统的结构组成
由于配网自动化系统的覆盖范围较广、所需设备数量较多，如果所有监测与运行数据全部由配网主站所接收，将可能导致数据信息拥挤或运行效率偏低等问题。因此，配网自动化系统的建设普遍采用了分层处理的方式，并主要由配电主站、配电子站、配电终端以及通信网络这几个层面所组成。配网自动化系统的结构，见下图1所示。
（1）配电主站层
配电主站（MS），也是配网自动化系统的核心组成部分，它主要功能是实现整个配电网络的数据采集、数据监控、数据分析等基本功能，从而为配网的规划建设与调度运行提供有力的技术支持，确保整个配电网络的运行能始终处于最优化的状态。
配电主站主要是服务器、工作站以及数据采集网络这三部分所组成。其中，服务器的类型包括了Web服务器、SCADA服务器、DMS应用服务器、DTS服务器、历史数据服务器等；工作站则主要包括了配电管理工作站、配电调度工作站、远程维护工作站等；数据采集网络则主要是由网络交换设备、采集服务器以及终端服务器所组成。
（2）配电子站层
配电子站（SS），也通常被称为配网自动化系统中的中间监控单元，它也是合理分布主站层功能应用、优化信息传输、优化系统结构层次以及方便通信系统组网所设置的中间层，以达到对所辖范围内配电信息有效收集、处理，以及通信监视、故障处理等多种功能。
（3）配电终端层
配电终端是各种远程监测、控制单元的总称，它通常被设置在各种开关、配电变压器以及开关站等现场中，并沿着配网线路进行分布。配电终端层主要包括了配电开关监控终端（FTU，即馈线终端）、配电变压器监测终端（TTU，即配电变压器终端）、配电站监控终端（DTU，即站所终端）等。其中，FTU与DTU中的监控终端设备与配电主站层、配电子站层之间，通常利用光纤环网进行通信；TTU中的监控终端设备则是利用CDMA/GPRS的通信方式进行通信。
（4）通信网络层
由于主站层、子站层以及监控终端设备之间，都需要良好的通信网络已实现相互间的数据传递，因此通信网络的建设也是配网自动化技术应用的关键环境。通常情况下，配网自动化系统中的通信网络，主要是由数据传输通道以及数据终端设备所组成。其中，数据传输通道包括了光纤通道、有线传输网络、无线传输网络、专用网络等。
2、配网自动化技术的具体功能应用
配网自动化技术的具体功能应用，主要表现在运行自动化以及管理自动化这两个方面。其中，配网运行自动化功能主要包括了数据采集与监控功能（SCADA）、故障自动隔离及恢复供电功能（FA）、高压及无功管理功能、负荷管理功能、自动抄表功能等；配网管理自动化功能，主要包括了设备管理、检修管理、停电管理、用电管理等多种功能。 （1）SCADA功能
数据采集与监控功能，也是配电自动化技术的基础应用功能。通过及时收集各配电终端设备中的实时数据，使运行调度人员能够从主站系统的计算机界面中，实时监控配电网线路及设备的运行状态及故障信息，并进行远程化的操作与调节。
（2）FA功能
故障自动隔离与恢复供电功能，也被称为馈线自动化。一方面是指在正常运行状况下，通过远程实时监控配网线路分段开关、联络开关的状况、馈线电流以及电压状况，从而实现远程合闸、分闸操作的控制，以达到优化配网运行方式，充分发挥设备容量的目的；另一方面，则是当配网中线路及设备出现故障时，能自动定位故障点，并自动跳开故障点两侧的分段开关，从而有效隔离故障区域，并自动恢复非故障线路的供电，以达到减少停电时间、缩小故障停电范围的目的。
（3）高压及无功管理功能
该功能是利用各种高级应用软件，以实现对整个配电网络的无功进行全局的优化，例如自动调整变压器的分接头档位、自动控制无功补偿设备的投切等，以提高供电质量、降低配电网线损。
（4）负荷管理功能
配网自动化中的负荷管理，也被称为需求侧管理（DSM），是通过远程、自动监控用户电力的负荷状况，并通过降压减载、可控负荷周期性投切、事故状况下拉闸限电等多种方式以尽量消减用电时期的波峰与波谷，从而达到改善配网用户负荷、降低供电成本的目的。
四、总结
本文从配电网自动化技术的发展背景及应用意义出发，并着重就配网自动化技术的具体应用进行了研究与探索。随着近年来，电力系统配网中自动化技术的有效应用与发展，它不仅已成为了各省、市地区配电网运行调度工作的重视技术工具与分析手段，而且有力提升了配电网的调度运行水平，对保障整个电力系统的可靠、经济与安全的运行都起到了非常重要的作用。
参考文献
[1] 李文杰.调度自动化系统在电网中的应用[J].科技咨询，2013（7）.
[2] 谷水清.配电系统自动化[M].北京：中国电力出版社，2009.
[3] 周全仁.现代电网自动控制系统及其应用[M].北京：中国电力出版社，2012.
[4] 陈慈萱.电网工程——配电网[M].北京：中国电力出版社，2012.