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【摘 要】配网自动化是电力系统强化供电保障，优化配网运行的重要手段。由于配网自动化设备组成复杂，技术含量极高，为充分发挥配网自动化在电力系统的保障作用，必须深入开展自动化技术研究工作。实践表明，配网自动化是电网现代化的必然趋势，能全方位提高整个配电网络水平与管理水平。本文介绍了配网自动化的定义及相关概念，并对配网自动化实现过程中面临的困难以及未来的趋势作了进一步的探讨。
【关键词】配网自动化；电力系统；优化
1 配网自动化的概念及意义
1.1 配网自动化的概念
配网自动化，是指将通信技术、电子技术，同时利用计算机技术和自动控制技术等相关技术手段集中应用到配电网中，实现对配电网的智能化监控管理，通过这样的方式解决配电网结构不合理和低稳定性等不足，改变供电的质量，高供电系统的可靠性，实现安全、高效、经济的运行的目的。
配网自动化系统由配电主站、配电子站、通信技术和配电远方终端组成，可实现配电网调度自动化、变电所和配电所自动化、馈线自动化、自动制图、用电管理自动化等功能，做到不间断供电、远程维护诊断。
1.2 配网自动化的意义
实施配网自动化的目的是为了提高供电可靠性，提高供电质量，提高服务质量，提高企业的经济效益和管理水平，使供电企业和用户双方受益。
实施配网自动化系统可以：
（1）当配网发生故障时，迅速查出故障区段，快速隔离故障，及时恢复非故障区段客户的供电，从而减少故障停电次数和停电时间，缩小停电范围。
（2）在正常运行情况下，通过监控配网运行工况，优化配网运行方式，从而使配网的潜力得以最大限度地利用。
（3）根据配电网电压合理控制无功负荷和电压水平，改善电压质量，降低线路损耗，达到经济运行的目的。
（4）减少和缩短设备检修停电时间。
（5）合理控制用电负荷，从而提高供电设备利用率，增强供电能力。。
（6）提高供电可靠性。
（7）提高为客户服务水平和客户的满意程度，改善供电企业形象。
（8）降低劳动强度、提高供电企业的管理水平和劳动生产率。
2 配网自动化相关技术
2.1.配网自动化的综合型受控端
新型综合受控端基于高速SCADA系统，可以实现电网信息的快速采集和信号的综合处理，并且大大减少了受控端的数量，从而使系统的规模得到简化。这种受控端不仅具有以往终端所具有的功能，还可以实时监测系统的潮流分布、电压情况、系统是否产生震荡、频率是否满足要求等，将这些信息传递给主控方，供进一步分析使用。同时，这些受控端之间还可以进行相互通信，进一步提高数据的精确程度。
2.2配电线路载波通信技术和基于因特网的IP通信技术
通信系统一直是配电网自动化的难点之一。在10kV及以下的配电系统里，由于受控端数目多，对通信的要求也显著提高。因此，如果要实现系统潮流实时监测、频率控制等需求，稳定的大容量的高速载波通信系统是必备的。该系统不仅可以满足上述需求，还可以为客户提供更多的生活服务，如电力线上网等。另外，光纤通信具有容量大、可靠性高、传输速率高等优点，已成为主流通信系统的首选。随着成本的降低，采用光纤通信作为配电系统自动化的主干通信网已得到普遍共识。
2.3定制电力技术
定制电力技术是柔性配电系统的实际应用，它將智能电网技术、柔性送电技术、云计算技术等高科技技术用于中低压配电网，用以消除谐波，防止电压闪变，保证各相对称，提高供电可靠性和经济性。主要由电压稳定器、快速无功补偿器、频率检测器、高速断路器等设备组成。当系统出现突然增大负荷或者瞬间丢失大负荷时，该技术可以瞬间发现系统的变化，并满足极限情况下系统的稳定，该技术应用于配网自动化中，可以实现系统实时优化，满足高层次用户的需求。
2.4新型FA系统
新型的FA系统主要的思路是实现分布式电源，即根据不同的负荷就地提供合适的电源，减小线路传输的损耗，提高能量利用率。根据国家电网制订的未来发展方案，未来我国将把输配电系统分离，并在用户端设立电网提供者的信息，用户可以根据实时电价选择供电方。新型FA系统应用于配网自动化中也存在许多困难，主要有：分布式电源位置不确定，配网的运行方式多变，从而导致二次设备难以满足要求。
2.5配电系统的集中化管理
在以往的配网系统中，用户是分散的，系统被迫分离为多岛，多岛之间功能相似，但系统难以交流，通道不可共享。集中化管理的配电系统，可以利用先进的通信网络将配电网控制中心与系统多岛连接在一起。比如，将SCADA系统与配网控制中心通过接口连接起来，形成一个多级系统。实现该系统的应用，最好的方法是最大限度利用用户原有的软硬件资源，保护用户的投资，实现实用化管理和多厂家产品共享的原则。
3 配网自动化系统结构设计方案实例
3.1 配网自动化系统结构设计
配网自动化系统结设计如图所示，包括最高层的主站层，主站层以配网自动化主站系统为核心，通过光纤与远程工作站进行沟通；中间层是通信层，包括配电子站、专用通信网络、公共无线通信网；底层为终端层，即设备层。
3.2 主站模式
配网自动化主站系统集中采集处理深圳城区范围内配电网运行信息，采集终端的数据统一集中到市局配网自动化主站系统的中心数据库中。下属各区局客户端在管辖权限范围内可以远程访问和使用，实现各个区局配电网的运行、维护、监控和管理。
3.3 配网终端
配网自动化的建设不需对配网一次网架结构进行大规模改造。对配网自动化的要求是：以遥信为主，实现城区电缆网故障指示器的信号回传，缩短故障排查时间；以遥测为辅，监测重要公用变压器的负荷。配电终端的功能至少包括：支持接入各种类型的故障指示器；开关状态、电流、电压量采集，馈线运行状态监视；故障检测及故障判别功能，故障信息主动上报主站；支持多种通信方式，提供DL/T634.5101 -2002，DL/T 634.5104 -2002，DNP3.0 等多种通信协议；失电或通信中断后数据长期保存，支持历史数据补充上传。
3.4 通信模式
配网通信技术是基于信息技术的配电网管理的关键技术之一，通信系统的好坏从很大程度上决定了自动化系统的优劣。由于配网通信具有点多面广的特点，且现场条件复杂多变，没有一种通信方式能够满足配网自动化通信的全部要求，因此配网自动化宜采用综合的、混合的通信方式。考虑到配网通信对实时性、可靠性和安全性的特殊要求，随着通信手段的不断更新，目前可供选择的通信方式有多种。按照传统的分类方法，可简单地分为有线方式（包括架空明线或电缆、电力线载波、光纤等）和无线方式（包括CDMA，GPRS，EDGE 等）。
4 结语
在当今社会，电网的安全工作被提到了很高的位置，他直接关系到人们生产生活质量的提高。随着市场竞争的加剧，电力市场应该与时俱进，不断深化改革，电网与提高经济效益的改革同等重要，实行电网自动化就能很好的实现改革效益的要求，成为社会发展的一大趋势。
参考文献：
[1]周婷婷.配网自动化及其运行管理探讨[J].建筑工程技术与设计，2014（33）：33-34.
[2]黄小将.基于电力系统配网自动化技术研究分析[J].科技风，2015，03：31.
[3]哈长发.电力系统配网自动化技术应用分析[J].科技创新与应用，2013，31：157.
（作者单位：广东电网有限责任公司汕头供电局）
【关键词】配网自动化；电力系统；优化
1 配网自动化的概念及意义
1.1 配网自动化的概念
配网自动化，是指将通信技术、电子技术，同时利用计算机技术和自动控制技术等相关技术手段集中应用到配电网中，实现对配电网的智能化监控管理，通过这样的方式解决配电网结构不合理和低稳定性等不足，改变供电的质量，高供电系统的可靠性，实现安全、高效、经济的运行的目的。
配网自动化系统由配电主站、配电子站、通信技术和配电远方终端组成，可实现配电网调度自动化、变电所和配电所自动化、馈线自动化、自动制图、用电管理自动化等功能，做到不间断供电、远程维护诊断。
1.2 配网自动化的意义
实施配网自动化的目的是为了提高供电可靠性，提高供电质量，提高服务质量，提高企业的经济效益和管理水平，使供电企业和用户双方受益。
实施配网自动化系统可以：
（1）当配网发生故障时，迅速查出故障区段，快速隔离故障，及时恢复非故障区段客户的供电，从而减少故障停电次数和停电时间，缩小停电范围。
（2）在正常运行情况下，通过监控配网运行工况，优化配网运行方式，从而使配网的潜力得以最大限度地利用。
（3）根据配电网电压合理控制无功负荷和电压水平，改善电压质量，降低线路损耗，达到经济运行的目的。
（4）减少和缩短设备检修停电时间。
（5）合理控制用电负荷，从而提高供电设备利用率，增强供电能力。。
（6）提高供电可靠性。
（7）提高为客户服务水平和客户的满意程度，改善供电企业形象。
（8）降低劳动强度、提高供电企业的管理水平和劳动生产率。
2 配网自动化相关技术
2.1.配网自动化的综合型受控端
新型综合受控端基于高速SCADA系统，可以实现电网信息的快速采集和信号的综合处理，并且大大减少了受控端的数量，从而使系统的规模得到简化。这种受控端不仅具有以往终端所具有的功能，还可以实时监测系统的潮流分布、电压情况、系统是否产生震荡、频率是否满足要求等，将这些信息传递给主控方，供进一步分析使用。同时，这些受控端之间还可以进行相互通信，进一步提高数据的精确程度。
2.2配电线路载波通信技术和基于因特网的IP通信技术
通信系统一直是配电网自动化的难点之一。在10kV及以下的配电系统里，由于受控端数目多，对通信的要求也显著提高。因此，如果要实现系统潮流实时监测、频率控制等需求，稳定的大容量的高速载波通信系统是必备的。该系统不仅可以满足上述需求，还可以为客户提供更多的生活服务，如电力线上网等。另外，光纤通信具有容量大、可靠性高、传输速率高等优点，已成为主流通信系统的首选。随着成本的降低，采用光纤通信作为配电系统自动化的主干通信网已得到普遍共识。
2.3定制电力技术
定制电力技术是柔性配电系统的实际应用，它將智能电网技术、柔性送电技术、云计算技术等高科技技术用于中低压配电网，用以消除谐波，防止电压闪变，保证各相对称，提高供电可靠性和经济性。主要由电压稳定器、快速无功补偿器、频率检测器、高速断路器等设备组成。当系统出现突然增大负荷或者瞬间丢失大负荷时，该技术可以瞬间发现系统的变化，并满足极限情况下系统的稳定，该技术应用于配网自动化中，可以实现系统实时优化，满足高层次用户的需求。
2.4新型FA系统
新型的FA系统主要的思路是实现分布式电源，即根据不同的负荷就地提供合适的电源，减小线路传输的损耗，提高能量利用率。根据国家电网制订的未来发展方案，未来我国将把输配电系统分离，并在用户端设立电网提供者的信息，用户可以根据实时电价选择供电方。新型FA系统应用于配网自动化中也存在许多困难，主要有：分布式电源位置不确定，配网的运行方式多变，从而导致二次设备难以满足要求。
2.5配电系统的集中化管理
在以往的配网系统中，用户是分散的，系统被迫分离为多岛，多岛之间功能相似，但系统难以交流，通道不可共享。集中化管理的配电系统，可以利用先进的通信网络将配电网控制中心与系统多岛连接在一起。比如，将SCADA系统与配网控制中心通过接口连接起来，形成一个多级系统。实现该系统的应用，最好的方法是最大限度利用用户原有的软硬件资源，保护用户的投资，实现实用化管理和多厂家产品共享的原则。
3 配网自动化系统结构设计方案实例
3.1 配网自动化系统结构设计
配网自动化系统结设计如图所示，包括最高层的主站层，主站层以配网自动化主站系统为核心，通过光纤与远程工作站进行沟通；中间层是通信层，包括配电子站、专用通信网络、公共无线通信网；底层为终端层，即设备层。
3.2 主站模式
配网自动化主站系统集中采集处理深圳城区范围内配电网运行信息，采集终端的数据统一集中到市局配网自动化主站系统的中心数据库中。下属各区局客户端在管辖权限范围内可以远程访问和使用，实现各个区局配电网的运行、维护、监控和管理。
3.3 配网终端
配网自动化的建设不需对配网一次网架结构进行大规模改造。对配网自动化的要求是：以遥信为主，实现城区电缆网故障指示器的信号回传，缩短故障排查时间；以遥测为辅，监测重要公用变压器的负荷。配电终端的功能至少包括：支持接入各种类型的故障指示器；开关状态、电流、电压量采集，馈线运行状态监视；故障检测及故障判别功能，故障信息主动上报主站；支持多种通信方式，提供DL/T634.5101 -2002，DL/T 634.5104 -2002，DNP3.0 等多种通信协议；失电或通信中断后数据长期保存，支持历史数据补充上传。
3.4 通信模式
配网通信技术是基于信息技术的配电网管理的关键技术之一，通信系统的好坏从很大程度上决定了自动化系统的优劣。由于配网通信具有点多面广的特点，且现场条件复杂多变，没有一种通信方式能够满足配网自动化通信的全部要求，因此配网自动化宜采用综合的、混合的通信方式。考虑到配网通信对实时性、可靠性和安全性的特殊要求，随着通信手段的不断更新，目前可供选择的通信方式有多种。按照传统的分类方法，可简单地分为有线方式（包括架空明线或电缆、电力线载波、光纤等）和无线方式（包括CDMA，GPRS，EDGE 等）。
4 结语
在当今社会，电网的安全工作被提到了很高的位置，他直接关系到人们生产生活质量的提高。随着市场竞争的加剧，电力市场应该与时俱进，不断深化改革，电网与提高经济效益的改革同等重要，实行电网自动化就能很好的实现改革效益的要求，成为社会发展的一大趋势。
参考文献：
[1]周婷婷.配网自动化及其运行管理探讨[J].建筑工程技术与设计，2014（33）：33-34.
[2]黄小将.基于电力系统配网自动化技术研究分析[J].科技风，2015，03：31.
[3]哈长发.电力系统配网自动化技术应用分析[J].科技创新与应用，2013，31：157.
（作者单位：广东电网有限责任公司汕头供电局）