传统配电自动化系统概述

传统配电自动化系统概述

一、国外传统配电自动化概述

国外配电网自动化的发展较早。在一些工业发达国家中，配电自动化系统受到了广泛的重视，国外的配电自动化系统已经形成了集变电所自动化、馈线分段开关测控、电容器组调节控制、用户负荷控制和远方抄表等系统于一体的配电网管理系统(DMS)，其功能已多达 140余种。主要内容如图1所示：

图1：配电网管理系统所包含的主要内容

作为提高配电系统可靠性和改善用户服务的重要手段，西方发达国家早在20世纪70年代就提出了配电自动化的概念，并且有了不同程度的应用。英、美等国的配电线路多为放射形，电压为14.4kV，中性点直接接地。线路上多采用智能化重合器与分段器相配合，并大量采用单相重合闸，

提高供电的可靠性。线路重合器直接采用高压合闸线圈，并具有多次重合功能，各级重合器之间利用重合次数及动作电流定值差异来实现配合。

日本九州电力公司的配电自动化工作从20世纪50年代开始，经历了三个主要阶段的发展。最初是引进了配电线故障区间检出装置，继而开发和推广向变电站传送配电线故障信息的系统电压(SV)/时间控制(TM)装置、配电线分段开关的远程终端(FTU)。第二阶段是在20世纪70年代引进了使用控制用计算机进行自动调度系统的实验设备，并在此基础上完成了配电线调度自动化实用性系统的开发和推广。1986年在各供电局辖内的全部配电线路中普及了配电线调度自动化系统。第三阶段由1995年开始，为提供配电线路的图形显示功能，以及提高配电网作业、数据维护等的处理速度，采用工作站(WS)取代控制用计算机。目前正逐步完善WS的功能，开发引进成本低、体积小、高性能的配电线自动控制系统。九州电力的配电自动化系统如图2所示:系统主要由以下三个部分组成:①读入变电站的CB及继电器等信息的SV/TM装置。②监视控制配电线CB和开关的TC(遥控)装置。③根据信息对系统状态进行逻辑判断，利用计算机系统对配电系统自动控制。

图2：日本九州配电系统结构图

架空线与电缆全部采用自动开关，城市采用专用通信线的脉冲编码(Pulse Code)方式，郊区采用通过配电线载波的频谱扩散(Spectrum Spread)方式对开关进行遥控。另外值得一提的是九州电力公司还开发引进了气象信息系统，该系统用以支援由于台风影响而造成大规模停电时的修复作业。

新加坡公用电力局在20世纪80年代中期投运，并在20世纪90年代发展和完善大型配电网的SCADA系统，最初覆盖其22kV配电网的1330个配电站，目前已将网络管理功能扩展到6.6kV配网，大约4000个配电站。

国外的配电自动化的发展经历了从各种单项自动化产品，号称为“多

岛自动化”的配电系统，向开放式、一体化和集成化的综合自动化方向发展的过程。目前已经具有相当的规模，并且从提高配电网运行的可靠性效率，提高供电质量，降低劳动强度，充分利用现有设备的能力，缩短停电时间和减少停电面积等方面，均带来了可观的经济效益和社会效益。目前，国外正致力于研究配电自动化专家系统和配电网仿真培训系统等。并且在研究通过负荷分配的优化来减少网损，对变压器负荷进行管理，以最大限度地利用变压器容量并降低系统有功损耗，以及按即时电价对用户负荷进行管理等。

二、国内传统配电自动化概述（发展历程及主要问题）

1、我国传统配电自动化发展历程:

我国配电自动化的技术研究起步于二十世纪九十年代初，而真正开展试点项目和较大范围内的工程化实施是从九十年代中后期开始至今。其间，比较有典型代表性的有以下项目：

●1996年，在上海浦东金藤工业区建成基于全电缆线络的馈线自动化系

统。这是国内第一套投入实际运行的配电自动化系统。

●1999年，在江苏镇江和浙江绍兴试点以架空和电缆混合线路为主的配

电自动化系统，并以此为主要应用实践起草了我国第一个配电自动化系统功能规范。

●2003年，当时国内规模最大的配电自动化应用项目青岛配电自动化系

统通过国家电力公司验收。

●2002-2003年，世界银行贷款的配网项目——杭州、宁波配网自动化系

统和南京城区配网调度自动化系统先后由ABB公司和南瑞公司中标并实施，这也是进口和国产的DMS系统在国内的首次应用。

●2005年，作为国网公司农电重点科技项目——县级电网调度/配电/集

控/GIS一体化系统，在四川省双流县得到了成功应用，这种类型的系统在近几年得到较好的推广，这标志着简易、实用型的配电自动化系统在中小型供电企业有着广泛的市场。

●2006年开始，上海电力公司在所辖13个区供电所全面开展了采用电缆

屏蔽层载波为主要通信手段、以两遥（遥信、遥测）为主要功能的配电监测系统的建设工作，并以此为背景完成了国网公司下达的《实用型配电自动化技术》应用项目，起草制定了《城市配电网实用型自动化技术导则》（报批稿）。

除上述典型案例之外，在1998年之后，随着大范围城乡电网建设与改造的开展，在多个省份和直辖市掀起了配电自动化技术试点和应用的热潮。然而，由于技术和管理上的许多原因，大多数早期建设的配电自动化系统没有达到预期的效果，有一些甚至没有怎么运行就被闲置或废弃了，其中的教训是深刻的。

从2004年开始，国内许多电力公司和供电企业都对前一轮的配电自动化进行反思和观望，慎重地对待配电自动化工作的开展。在后来为数不多

的配电自动化项目上显现出理性的工作态度和务实的建设思路。2005年，国网公司委托上海电力公司牵头研究适合于城市配电网自动化的建设模式和企业标准，该项目已于2008年通过验收；国网公司还委托中国电科院农电所牵头研究适合于县城配电网自动化的建设模式。这些都为今后配电自动化工作的开展作了有益的探讨和尝试。全国电力系统管理及信息交换标准化委员会的配网工作组在南京电力自动化研究院的牵头下，近两三年来积极进行IEC 61968（电力系统应用集成配电管理的接口）的翻译和相应行业标准DL/T 1080的制订，以规范配电自动化系统与各个系统之间的接口和信息集成。与此同时，配电一次设备、配电自动化终端和配电自动化主站系统的制造水平也在快速提高，为配电自动化的建设奠定了良好的设备基础。配电网分析与优化理论的研究也取得了长足的进展，为配电自动化的建设奠定了良好的理论基础。

2、我国传统配电自动化发展过程中的主要问题：

我国许多早期建设的配电自动化系统没有在生产中发挥应有的作用，投入产出比很不好，主要由于技术和管理两方面的原因。技术方面的主要问题有：

1）配电网架薄弱且存在缺陷，造成了配电运行方式不够灵活、紧急情况下的应对能力弱，削弱了配电自动化系统的作用。

2）配电自动化技术及设备不成熟，经不起时间和恶劣环境的考验，严重影响了配电自动化系统的实用化。