配電自動化實(shí)用化關(guān)鍵技術(shù)及其進(jìn)展
摘要：針對目前國內(nèi)配電自動化系統(tǒng)的建設(shè)情況，具體探討了其實(shí)用化關(guān)鍵技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用，提出了配電自動化實(shí)用化、功能規(guī)范以及系統(tǒng)性能測試的發(fā)展建議，通過配電自動化仿真實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)探討了配電自動化的測試環(huán)境。探討了幾個(gè)進(jìn)一步發(fā)展的技術(shù)方向：智能分布式饋線自動化模式能夠更好地適應(yīng)配電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行方式的變換；配電網(wǎng)優(yōu)化運(yùn)行決策支持系統(tǒng)為提高供電的經(jīng)濟(jì)性、優(yōu)化運(yùn)行方式提供一個(gè)有效的工具；配電實(shí)時(shí)信息引擎機(jī)制可以為供電企業(yè)信息一體化大平臺提供支持
關(guān)鍵詞：配電自動化 實(shí)用化 系統(tǒng)實(shí)驗(yàn) 發(fā)展趨勢
0 引言
隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，城市現(xiàn)代化進(jìn)程加快，城市電力負(fù)荷增加，對電力的依賴越來越強(qiáng)，城市和農(nóng)網(wǎng)改造已基本完成，一次網(wǎng)架的強(qiáng)壯必然要求提高配電網(wǎng)自動化運(yùn)行水平，并實(shí)現(xiàn)配電管理現(xiàn)代化。我國配電自動化系統(tǒng)正是在這一背景下逐步發(fā)展起來的。
本文在分析國內(nèi)配電自動化發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，指出配電自動化及配電配電管理系統(tǒng)建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)，提出配電自動化的實(shí)用問題以及配電自動化系統(tǒng)性能實(shí)驗(yàn)和功能規(guī)范問題，并探討了未來配電自動化的幾個(gè)發(fā)展趨勢。
在起草《配電自動化系統(tǒng)功能規(guī)范》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，已用配電自動化一詞概括了配電自動化和配電管理系統(tǒng)的綜合，本文也采用了這個(gè)概念。
1 國內(nèi)配電自動化發(fā)展現(xiàn)狀
許多供電企業(yè)都認(rèn)識到，隨著城網(wǎng)、農(nóng)網(wǎng)改造的不斷深入，在供電可靠性和供電指標(biāo)已有很大提高的基礎(chǔ)上，要繼續(xù)提高供電自動化是必由之路。近年來許多城市都在不同層次、不同規(guī)模上對配電自動化工作進(jìn)行試點(diǎn)，并積累不少經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)。
經(jīng)過近幾年的實(shí)踐，國內(nèi)配電自動化系統(tǒng)的進(jìn)展和存在問題主要有：
a．全網(wǎng)配電自動化的實(shí)現(xiàn)由通過重合器時(shí)序整定配合的方式逐步過度到通過饋線自動化終端（FTU）進(jìn)行故障檢測，結(jié)合通信技術(shù)進(jìn)行故障隔離和非故障區(qū)域恢復(fù)供電。當(dāng)然，重合器的功能應(yīng)用到變電站10KV出口以及分之線上消除瞬時(shí)故障，仍然有意義。
b．配電自動化的關(guān)鍵設(shè)備由依賴進(jìn)口逐步轉(zhuǎn)向使用國產(chǎn)設(shè)備，F(xiàn)TU已有了國產(chǎn)的入網(wǎng)許可產(chǎn)品，其功能與性能價(jià)格比更有利于各供電部門選用。
c．配電自動化由單純的配電監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集（SCADA）系統(tǒng)加配電自動化（DA）轉(zhuǎn)向具有DA、配電管理系統(tǒng)（DMS）、地理信息系統(tǒng)（GIS）等較完整的配電自動化實(shí)時(shí)及供電企業(yè)管理系統(tǒng)，配電主站系統(tǒng)也由借用調(diào)度主站系統(tǒng)逐步轉(zhuǎn)向選擇面向配電自動化應(yīng)用的配電自動化主站系統(tǒng)。
d．通信方式多樣化。配電網(wǎng)通信有無線、光纖、專用電纜、載波等多種通行方式，但在主通信線路上更傾向于使用光纖，10KV配電線載波通信以及基于GPRS和CDMA的無線通信在配電網(wǎng)中的應(yīng)用受到用戶的廣泛關(guān)注。
e．GIS由孤獨(dú)的靜態(tài)設(shè)備管理系統(tǒng)逐步轉(zhuǎn)向動態(tài)的實(shí)時(shí)GIS，將SCADA和地理信息有機(jī)地統(tǒng)一起來。
f．DMS由需求不確定、功能繁雜逐步轉(zhuǎn)向功能需求實(shí)用化，以及DMS與其他系統(tǒng)有機(jī)集成構(gòu)造供電企業(yè)信息一體化方向發(fā)展。
g．由于技術(shù)發(fā)展的需求，一次設(shè)備與自動化設(shè)備結(jié)合更加緊密，一次設(shè)備的廠家向二次自動化方向發(fā)展，二次自動化系統(tǒng)的廠家向一次設(shè)備方向發(fā)展。
h．《配電自動化系統(tǒng)功能規(guī)范》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)頒布，有了統(tǒng)一的功能規(guī)范，但是要解決各地配電自動化應(yīng)用需求的不規(guī)范問題，仍然需求一個(gè)過程。
i．部分省公司以及全國電力系統(tǒng)城市供電專用工作網(wǎng)發(fā)布了一些配電自動化系統(tǒng)實(shí)用化的驗(yàn)收細(xì)則，有利于配電自動化系統(tǒng)實(shí)用化的發(fā)展，但是配電自動化系統(tǒng)的實(shí)用化仍然是一個(gè)長期的過程。
j．部分設(shè)備沒有通過嚴(yán)格的質(zhì)量測試，系統(tǒng)在惡劣環(huán)境下運(yùn)行存在質(zhì)量隱患。
k．配電自動化系統(tǒng)的規(guī)劃與配電一次網(wǎng)架的規(guī)劃結(jié)合不夠。
l．配電自動化系統(tǒng)出廠實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)沒有指導(dǎo)性的試驗(yàn)規(guī)范及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。
m．配電自動化系統(tǒng)及DMS集成面臨網(wǎng)絡(luò)安全的挑戰(zhàn)。
n．試點(diǎn)系統(tǒng)的規(guī)模不夠，體現(xiàn)不出系統(tǒng)的整體規(guī)模效益。
2 實(shí)用化發(fā)展目標(biāo)及其關(guān)鍵技術(shù)
與地區(qū)調(diào)度自動化在20世紀(jì)80年代中期發(fā)展相類似，各供電企業(yè)強(qiáng)烈要求制定配電自動化的各種標(biāo)準(zhǔn)，對投運(yùn)的具體相當(dāng)規(guī)模的城網(wǎng)配電自動化系統(tǒng)制定相應(yīng)的實(shí)用化要求，進(jìn)行實(shí)用化考核和實(shí)用化驗(yàn)收，以體現(xiàn)配電自動化系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
因此，筆者認(rèn)為，在總結(jié)配電自動化近年發(fā)展經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)的基礎(chǔ)上，應(yīng)在已頒布的《配電自動化系統(tǒng)功能規(guī)范》等行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和各省公司以及全國電力系統(tǒng)城市供電專業(yè)工作膃肭感編制的驗(yàn)收導(dǎo)則的基礎(chǔ)上，建立配電自動化系統(tǒng)性能測試方法和手段，并在此基礎(chǔ)上搞好配電自動化實(shí)用化建設(shè)，作為當(dāng)前配電自動化的階段性發(fā)展目標(biāo)。
《配電自動化系統(tǒng)功能規(guī)范》的基礎(chǔ)思想是實(shí)時(shí)的配電系統(tǒng)監(jiān)控和故障處理功能（既DA）與配電管理功能（既DMS）相結(jié)合的系統(tǒng)，最大程度地實(shí)現(xiàn)資源公用、信息共享，以使實(shí)時(shí)信息盡快地提供給管理應(yīng)用，使管理信息方便地為實(shí)時(shí)系統(tǒng)服務(wù)。在總結(jié)這些經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)的基礎(chǔ)上對功能予以規(guī)范。功能分為基本功能和選配功能。基本功能是較為實(shí)用的，也是應(yīng)該實(shí)用的；選配功能是為發(fā)展提高留有余地，并有利于使用單位因地制宜選用的。
關(guān)于配電自動化實(shí)用化的建設(shè)，應(yīng)在功能規(guī)范和驗(yàn)收導(dǎo)則的基礎(chǔ)上，在系統(tǒng)性能測試方法和手段健全的前提下，制定可行的實(shí)用化驗(yàn)收細(xì)則。
在實(shí)時(shí)系統(tǒng)中重點(diǎn)考核SCADA系統(tǒng)的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行情況、饋線自動化（FA）動作可靠情況、出廠測試（FAT）和現(xiàn)場測試（SAT）的成功率。
在管理系統(tǒng)中重點(diǎn)考核配電GIS基礎(chǔ)信息的準(zhǔn)確率和及時(shí)更新情況，配電工區(qū)設(shè)計(jì)和操作人員真正應(yīng)用圖紙管理系統(tǒng)代替常規(guī)的CAD圖紙，配電調(diào)度操作功能代替手工記錄和操作。
至于配電高級應(yīng)用軟件以及配電管理中的其他業(yè)務(wù)流程管理，可放在第二步，當(dāng)條件成熟后再逐步實(shí)用化。
實(shí)現(xiàn)一個(gè)具有實(shí)用化的配電自動化系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)有：
a．FTU應(yīng)能有效可靠地捕捉故障信息，并結(jié)合通信和算法來實(shí)現(xiàn)故障隔離及恢復(fù)功能，并實(shí)現(xiàn)配電自動化功能的分布、分層控制。
b．系統(tǒng)通信方式的廣泛支持性，通信速率和通信可靠性應(yīng)滿足配電自動化要求，系統(tǒng)通信結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足在一點(diǎn)通信故障時(shí)數(shù)據(jù)暢通，且配電自動化功能正常實(shí)現(xiàn)，并能解決因配電自動化系統(tǒng)信息最大而可能造成的信息“瓶頸”效應(yīng)。
c．FTU采用全工業(yè)級設(shè)計(jì)，滿足戶外惡劣環(huán)境運(yùn)行要求，技術(shù)指標(biāo)達(dá)到戶外D2級標(biāo)準(zhǔn)（-40攝氏度~85攝氏度）。柱上開關(guān)與FUT在電氣和結(jié)構(gòu)上匹配，可靠接口，便于維修。
d．具有通過FTU進(jìn)行蓄電池在智能維護(hù)的功能，有效的延長蓄電池的壽命。
e．配電主站采用開放式支撐平臺技術(shù)，具體分布式運(yùn)行管理環(huán)境，采用大型商業(yè)數(shù)據(jù)庫作為歷史數(shù)據(jù)庫，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫具有客戶/服務(wù)器技術(shù)。應(yīng)用軟件通過軟總線進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。
f．DMS數(shù)據(jù)建模及設(shè)備編碼考慮全局信息一體化建設(shè)的完備性和一致性，做到信息源頭唯一，系統(tǒng)拓?fù)湫畔IS/SCADA/DMA的一致性。負(fù)荷控制信息、客戶服務(wù)信息、用電信息等其他系統(tǒng)信息，能有機(jī)地接入配電主站系統(tǒng)，共同構(gòu)件全局信息一體化系統(tǒng)。
g．配電SCADA系統(tǒng)與GIS應(yīng)運(yùn)軟件之間在保證網(wǎng)絡(luò)安全的基礎(chǔ)上有效互通，使得實(shí)時(shí)信息在GIS中具有與SCADA系統(tǒng)相同的實(shí)時(shí)性，保持圖元在不同硬件、軟件平臺上的一致性。
h．通過中間件軟件技術(shù)和工作流方式DMS流程化管理。
配電自動化系統(tǒng)的試驗(yàn)性能是保證實(shí)用化驗(yàn)收效果的關(guān)鍵。配電自動化系統(tǒng)涉及面廣、系統(tǒng)集成度高，配電自動化系統(tǒng)試驗(yàn)是為了保證配電自動化產(chǎn)品在其形成的各個(gè)階段的產(chǎn)品質(zhì)量而進(jìn)行的各種測試過程。
配電自動化系統(tǒng)產(chǎn)品的生命期大致可以分為產(chǎn)品研制、市場認(rèn)可、供貨與接入系統(tǒng)3個(gè)階段。在每個(gè)階段都有各自不同的測試與運(yùn)行過程。在產(chǎn)品研制階段，站端產(chǎn)品進(jìn)行功能驗(yàn)證和型式試驗(yàn)，主站產(chǎn)品進(jìn)行單元測試；在市場認(rèn)可階段，進(jìn)行產(chǎn)品技術(shù)鑒定，取得入網(wǎng)許可證；在供貨與接入系統(tǒng)階段，進(jìn)行FAT，現(xiàn)場投運(yùn)前進(jìn)行SAT。
3個(gè)階段的每一個(gè)測試項(xiàng)目都必須有完整的測試計(jì)劃、明確的初始條件、嚴(yán)格的測試過程和對測試結(jié)果進(jìn)行有效評估。
在配電自動化系統(tǒng)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)方面，全國電力系統(tǒng)控制及通信標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會于2000年至2003年在配電自動化方面發(fā)布了以下標(biāo)準(zhǔn)：DL/T 721-2000配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)遠(yuǎn)方終端；DL/T 814-2002配電自動化系統(tǒng)功能規(guī)范；DL/Z 790.11-2001采用配電線載波的配電自動化，第1部分：總則，第一篇：配電自動化系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)；等等。
在配電自動化終端的試驗(yàn)中，還可參考遠(yuǎn)動終端的部分技術(shù)條件，例如：DL/T 630-1997交流采樣遠(yuǎn)方終端技術(shù)條件；GB/T 15153.1-1998遠(yuǎn)方設(shè)備及系統(tǒng)，第2部分：工作條件，第一篇：電源和電磁兼容性（等同采用IEC 870-2-1：1995）
另外，原國家電力公司發(fā)輸電運(yùn)營部發(fā)布了有關(guān)配電自動化系統(tǒng)的指導(dǎo)性文件《配網(wǎng)自動化系統(tǒng)實(shí)用化驗(yàn)收導(dǎo)則》(試行)，部分省電力公司為了規(guī)范本地區(qū)的配電自動化建設(shè)還制定了一些相關(guān)的實(shí)用化驗(yàn)收導(dǎo)則，也都可以作為配電自動化測試和驗(yàn)收的依據(jù)。
關(guān)于建立配電自動化系統(tǒng)性能測試方法和手段，應(yīng)考慮配電動模試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷慕ㄔO(shè)。為了闡述配電模試驗(yàn)?zāi)Ｐ停疚囊詵|方電子信息產(chǎn)業(yè)公司建成的配電系統(tǒng)模擬仿真實(shí)驗(yàn)室為例介紹其功能。
實(shí)驗(yàn)室模擬系統(tǒng)規(guī)模為6個(gè)電源點(diǎn)，35條分段線路，6個(gè)開閉所單元。系統(tǒng)可模擬正常運(yùn)行時(shí)的各種工況，例如改變符合的大小和性質(zhì)、改變負(fù)荷分布、操作開關(guān)改變系統(tǒng)送電的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)等。系統(tǒng)可根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際保護(hù)配置情況來配置模型系統(tǒng)的保護(hù)裝置，使系統(tǒng)自身的動作情況與配電自動化系統(tǒng)對系統(tǒng)的操作二者得到真實(shí)反映。系統(tǒng)可模擬電網(wǎng)運(yùn)行中的各種故障情況，并可模擬配電網(wǎng)各種中性點(diǎn)接地方式的運(yùn)行，包括中性點(diǎn)不接地方式和中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式、中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地方式。
配電動模試驗(yàn)?zāi)Ｐ蛯橄到y(tǒng)聯(lián)調(diào)和測試提供仿真配電網(wǎng)運(yùn)行的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集及控制對象，是系統(tǒng)聯(lián)調(diào)和測試可以在出廠前完整地進(jìn)行，這對于提高開發(fā)和服務(wù)質(zhì)量、減少現(xiàn)場服務(wù)工作量將產(chǎn)生明顯的效果。
3 配電自動化系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展趨勢
配電自動化推廣應(yīng)用的時(shí)間不長，在實(shí)用化工作逐步推進(jìn)和完善的同時(shí)，配電自動化的理論和技術(shù)有著廣闊的發(fā)展空間。一些發(fā)達(dá)國家的配電自動化及配電管理系統(tǒng)已經(jīng)從單純的監(jiān)控及故障建設(shè)發(fā)展到優(yōu)化運(yùn)行和提高效益。配電自動化技術(shù)發(fā)展中應(yīng)特別關(guān)注的研究方向主要有以下幾個(gè)方面。
3.1 智能分布式 FA
根據(jù)我國電力工業(yè)體制改革方案，“十五”以后逐步實(shí)行輸配分開，在售電環(huán)節(jié)引入競爭機(jī)制。配電環(huán)節(jié)的開放，分散發(fā)電裝置將得以廣泛使用，可以在合適的地點(diǎn)提供合適的能源解決方案，從而降低線路損耗，提高能量轉(zhuǎn)換效率。零售市場環(huán)境下配電自動化解決方案的主要困難在于：分散發(fā)電裝置的布置及投運(yùn)的不確定性，使得配電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行方式經(jīng)常變動，從而傳統(tǒng)保護(hù)整定值與集中處理的FA解決方案很難適應(yīng)變化。
建立基于多智能化FA體系將是一個(gè)較好的解決方案，在該體系中，將要研究建立智能體與區(qū)域協(xié)調(diào)器的協(xié)調(diào)機(jī)制。為了考慮全網(wǎng)的運(yùn)行方式以及拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的變化影響，需要研究在配電自動化主站建立協(xié)調(diào)服務(wù)器，通過定義智能體之間的通信與規(guī)范，構(gòu)成完整的智能分布式Fa實(shí)現(xiàn)方式。
3.2 配電網(wǎng)優(yōu)化運(yùn)行決策支持系統(tǒng)
通過配電自動化的有效投運(yùn)，可以縮小停電范圍和停電時(shí)間，提高供電可靠性。但是，配電自動化系統(tǒng)要真正在系統(tǒng)中取得經(jīng)濟(jì)效益，除了提高供電可靠性，需要優(yōu)化電網(wǎng)結(jié)構(gòu)與運(yùn)行方式，降低線路損耗，提高供電質(zhì)量。
配電網(wǎng)優(yōu)化運(yùn)行決策支持系統(tǒng)的研究將為提高供電的經(jīng)濟(jì)性、優(yōu)化運(yùn)行方式提供一個(gè)有效的工具。配電網(wǎng)優(yōu)化運(yùn)行決策支持系統(tǒng)中將要研究建立配電網(wǎng)優(yōu)化運(yùn)行決策模型，綜合利用各種配電網(wǎng)的在線和離線參數(shù)信息，通過優(yōu)化運(yùn)行決策模型的輸入輸出關(guān)系，反映配電網(wǎng)運(yùn)行的在線工況與未來可能的運(yùn)行方式和配電網(wǎng)的規(guī)劃信息，計(jì)算出各種經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、安全指標(biāo)，并得出各種可能的在線輔助決策方案及其模擬運(yùn)行的效果。
3.3 信息一體化大平臺背景下的配電實(shí)時(shí)信息引擎機(jī)制
配電自動化及DMS是整個(gè)電力企業(yè)信息一體化集成系統(tǒng)的一個(gè)有機(jī)組成部分，而不是孤立的系統(tǒng)。在未來的配電自動化系統(tǒng)中，需要研究信息一體化大平臺背景下的配電實(shí)時(shí)信息引擎機(jī)制，在支持IEC 61970 CIM（公共信息模型）和IEC 61968 UIB（企業(yè)集成總線）系統(tǒng)應(yīng)用層互聯(lián)模擬標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)，需要滿足電力二次系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全框架方案，以提供數(shù)據(jù)安全引擎機(jī)制作為數(shù)據(jù)應(yīng)用的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)。
4 結(jié)語
本文在探討了近幾年配電自動化系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r后，對其實(shí)用化的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了分析，并以《配電自動化系統(tǒng)功能規(guī)范》以及配電自動化系統(tǒng)測試方法和手段為基礎(chǔ)提出了配電自動化實(shí)用化作為階段性的發(fā)展目標(biāo)，隨著配電自動化技術(shù)的發(fā)展，工程走向?qū)嵱没且粋€(gè)必然趨勢；還探討了智能分布式FA、配電網(wǎng)優(yōu)化運(yùn)行決策支持系統(tǒng)、信息一體化大平臺背景下的配電實(shí)時(shí)信息引擎機(jī)制等幾個(gè)未來配電自動化的發(fā)展趨勢。作者：徐臘元
關(guān)鍵詞：配電自動化 實(shí)用化 系統(tǒng)實(shí)驗(yàn) 發(fā)展趨勢
0 引言
隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，城市現(xiàn)代化進(jìn)程加快，城市電力負(fù)荷增加，對電力的依賴越來越強(qiáng)，城市和農(nóng)網(wǎng)改造已基本完成，一次網(wǎng)架的強(qiáng)壯必然要求提高配電網(wǎng)自動化運(yùn)行水平，并實(shí)現(xiàn)配電管理現(xiàn)代化。我國配電自動化系統(tǒng)正是在這一背景下逐步發(fā)展起來的。
本文在分析國內(nèi)配電自動化發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，指出配電自動化及配電配電管理系統(tǒng)建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)，提出配電自動化的實(shí)用問題以及配電自動化系統(tǒng)性能實(shí)驗(yàn)和功能規(guī)范問題，并探討了未來配電自動化的幾個(gè)發(fā)展趨勢。
在起草《配電自動化系統(tǒng)功能規(guī)范》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，已用配電自動化一詞概括了配電自動化和配電管理系統(tǒng)的綜合，本文也采用了這個(gè)概念。
1 國內(nèi)配電自動化發(fā)展現(xiàn)狀
許多供電企業(yè)都認(rèn)識到，隨著城網(wǎng)、農(nóng)網(wǎng)改造的不斷深入，在供電可靠性和供電指標(biāo)已有很大提高的基礎(chǔ)上，要繼續(xù)提高供電自動化是必由之路。近年來許多城市都在不同層次、不同規(guī)模上對配電自動化工作進(jìn)行試點(diǎn)，并積累不少經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)。
經(jīng)過近幾年的實(shí)踐，國內(nèi)配電自動化系統(tǒng)的進(jìn)展和存在問題主要有：
a．全網(wǎng)配電自動化的實(shí)現(xiàn)由通過重合器時(shí)序整定配合的方式逐步過度到通過饋線自動化終端（FTU）進(jìn)行故障檢測，結(jié)合通信技術(shù)進(jìn)行故障隔離和非故障區(qū)域恢復(fù)供電。當(dāng)然，重合器的功能應(yīng)用到變電站10KV出口以及分之線上消除瞬時(shí)故障，仍然有意義。
b．配電自動化的關(guān)鍵設(shè)備由依賴進(jìn)口逐步轉(zhuǎn)向使用國產(chǎn)設(shè)備，F(xiàn)TU已有了國產(chǎn)的入網(wǎng)許可產(chǎn)品，其功能與性能價(jià)格比更有利于各供電部門選用。
c．配電自動化由單純的配電監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集（SCADA）系統(tǒng)加配電自動化（DA）轉(zhuǎn)向具有DA、配電管理系統(tǒng)（DMS）、地理信息系統(tǒng)（GIS）等較完整的配電自動化實(shí)時(shí)及供電企業(yè)管理系統(tǒng)，配電主站系統(tǒng)也由借用調(diào)度主站系統(tǒng)逐步轉(zhuǎn)向選擇面向配電自動化應(yīng)用的配電自動化主站系統(tǒng)。
d．通信方式多樣化。配電網(wǎng)通信有無線、光纖、專用電纜、載波等多種通行方式，但在主通信線路上更傾向于使用光纖，10KV配電線載波通信以及基于GPRS和CDMA的無線通信在配電網(wǎng)中的應(yīng)用受到用戶的廣泛關(guān)注。
e．GIS由孤獨(dú)的靜態(tài)設(shè)備管理系統(tǒng)逐步轉(zhuǎn)向動態(tài)的實(shí)時(shí)GIS，將SCADA和地理信息有機(jī)地統(tǒng)一起來。
f．DMS由需求不確定、功能繁雜逐步轉(zhuǎn)向功能需求實(shí)用化，以及DMS與其他系統(tǒng)有機(jī)集成構(gòu)造供電企業(yè)信息一體化方向發(fā)展。
g．由于技術(shù)發(fā)展的需求，一次設(shè)備與自動化設(shè)備結(jié)合更加緊密，一次設(shè)備的廠家向二次自動化方向發(fā)展，二次自動化系統(tǒng)的廠家向一次設(shè)備方向發(fā)展。
h．《配電自動化系統(tǒng)功能規(guī)范》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)頒布，有了統(tǒng)一的功能規(guī)范，但是要解決各地配電自動化應(yīng)用需求的不規(guī)范問題，仍然需求一個(gè)過程。
i．部分省公司以及全國電力系統(tǒng)城市供電專用工作網(wǎng)發(fā)布了一些配電自動化系統(tǒng)實(shí)用化的驗(yàn)收細(xì)則，有利于配電自動化系統(tǒng)實(shí)用化的發(fā)展，但是配電自動化系統(tǒng)的實(shí)用化仍然是一個(gè)長期的過程。
j．部分設(shè)備沒有通過嚴(yán)格的質(zhì)量測試，系統(tǒng)在惡劣環(huán)境下運(yùn)行存在質(zhì)量隱患。
k．配電自動化系統(tǒng)的規(guī)劃與配電一次網(wǎng)架的規(guī)劃結(jié)合不夠。
l．配電自動化系統(tǒng)出廠實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)沒有指導(dǎo)性的試驗(yàn)規(guī)范及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。
m．配電自動化系統(tǒng)及DMS集成面臨網(wǎng)絡(luò)安全的挑戰(zhàn)。
n．試點(diǎn)系統(tǒng)的規(guī)模不夠，體現(xiàn)不出系統(tǒng)的整體規(guī)模效益。
2 實(shí)用化發(fā)展目標(biāo)及其關(guān)鍵技術(shù)
與地區(qū)調(diào)度自動化在20世紀(jì)80年代中期發(fā)展相類似，各供電企業(yè)強(qiáng)烈要求制定配電自動化的各種標(biāo)準(zhǔn)，對投運(yùn)的具體相當(dāng)規(guī)模的城網(wǎng)配電自動化系統(tǒng)制定相應(yīng)的實(shí)用化要求，進(jìn)行實(shí)用化考核和實(shí)用化驗(yàn)收，以體現(xiàn)配電自動化系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
因此，筆者認(rèn)為，在總結(jié)配電自動化近年發(fā)展經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)的基礎(chǔ)上，應(yīng)在已頒布的《配電自動化系統(tǒng)功能規(guī)范》等行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和各省公司以及全國電力系統(tǒng)城市供電專業(yè)工作膃肭感編制的驗(yàn)收導(dǎo)則的基礎(chǔ)上，建立配電自動化系統(tǒng)性能測試方法和手段，并在此基礎(chǔ)上搞好配電自動化實(shí)用化建設(shè)，作為當(dāng)前配電自動化的階段性發(fā)展目標(biāo)。
《配電自動化系統(tǒng)功能規(guī)范》的基礎(chǔ)思想是實(shí)時(shí)的配電系統(tǒng)監(jiān)控和故障處理功能（既DA）與配電管理功能（既DMS）相結(jié)合的系統(tǒng)，最大程度地實(shí)現(xiàn)資源公用、信息共享，以使實(shí)時(shí)信息盡快地提供給管理應(yīng)用，使管理信息方便地為實(shí)時(shí)系統(tǒng)服務(wù)。在總結(jié)這些經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)的基礎(chǔ)上對功能予以規(guī)范。功能分為基本功能和選配功能。基本功能是較為實(shí)用的，也是應(yīng)該實(shí)用的；選配功能是為發(fā)展提高留有余地，并有利于使用單位因地制宜選用的。
關(guān)于配電自動化實(shí)用化的建設(shè)，應(yīng)在功能規(guī)范和驗(yàn)收導(dǎo)則的基礎(chǔ)上，在系統(tǒng)性能測試方法和手段健全的前提下，制定可行的實(shí)用化驗(yàn)收細(xì)則。
在實(shí)時(shí)系統(tǒng)中重點(diǎn)考核SCADA系統(tǒng)的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行情況、饋線自動化（FA）動作可靠情況、出廠測試（FAT）和現(xiàn)場測試（SAT）的成功率。
在管理系統(tǒng)中重點(diǎn)考核配電GIS基礎(chǔ)信息的準(zhǔn)確率和及時(shí)更新情況，配電工區(qū)設(shè)計(jì)和操作人員真正應(yīng)用圖紙管理系統(tǒng)代替常規(guī)的CAD圖紙，配電調(diào)度操作功能代替手工記錄和操作。
至于配電高級應(yīng)用軟件以及配電管理中的其他業(yè)務(wù)流程管理，可放在第二步，當(dāng)條件成熟后再逐步實(shí)用化。
實(shí)現(xiàn)一個(gè)具有實(shí)用化的配電自動化系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)有：
a．FTU應(yīng)能有效可靠地捕捉故障信息，并結(jié)合通信和算法來實(shí)現(xiàn)故障隔離及恢復(fù)功能，并實(shí)現(xiàn)配電自動化功能的分布、分層控制。
b．系統(tǒng)通信方式的廣泛支持性，通信速率和通信可靠性應(yīng)滿足配電自動化要求，系統(tǒng)通信結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足在一點(diǎn)通信故障時(shí)數(shù)據(jù)暢通，且配電自動化功能正常實(shí)現(xiàn)，并能解決因配電自動化系統(tǒng)信息最大而可能造成的信息“瓶頸”效應(yīng)。
c．FTU采用全工業(yè)級設(shè)計(jì)，滿足戶外惡劣環(huán)境運(yùn)行要求，技術(shù)指標(biāo)達(dá)到戶外D2級標(biāo)準(zhǔn)（-40攝氏度~85攝氏度）。柱上開關(guān)與FUT在電氣和結(jié)構(gòu)上匹配，可靠接口，便于維修。
d．具有通過FTU進(jìn)行蓄電池在智能維護(hù)的功能，有效的延長蓄電池的壽命。
e．配電主站采用開放式支撐平臺技術(shù)，具體分布式運(yùn)行管理環(huán)境，采用大型商業(yè)數(shù)據(jù)庫作為歷史數(shù)據(jù)庫，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫具有客戶/服務(wù)器技術(shù)。應(yīng)用軟件通過軟總線進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。
f．DMS數(shù)據(jù)建模及設(shè)備編碼考慮全局信息一體化建設(shè)的完備性和一致性，做到信息源頭唯一，系統(tǒng)拓?fù)湫畔IS/SCADA/DMA的一致性。負(fù)荷控制信息、客戶服務(wù)信息、用電信息等其他系統(tǒng)信息，能有機(jī)地接入配電主站系統(tǒng)，共同構(gòu)件全局信息一體化系統(tǒng)。
g．配電SCADA系統(tǒng)與GIS應(yīng)運(yùn)軟件之間在保證網(wǎng)絡(luò)安全的基礎(chǔ)上有效互通，使得實(shí)時(shí)信息在GIS中具有與SCADA系統(tǒng)相同的實(shí)時(shí)性，保持圖元在不同硬件、軟件平臺上的一致性。
h．通過中間件軟件技術(shù)和工作流方式DMS流程化管理。
配電自動化系統(tǒng)的試驗(yàn)性能是保證實(shí)用化驗(yàn)收效果的關(guān)鍵。配電自動化系統(tǒng)涉及面廣、系統(tǒng)集成度高，配電自動化系統(tǒng)試驗(yàn)是為了保證配電自動化產(chǎn)品在其形成的各個(gè)階段的產(chǎn)品質(zhì)量而進(jìn)行的各種測試過程。
配電自動化系統(tǒng)產(chǎn)品的生命期大致可以分為產(chǎn)品研制、市場認(rèn)可、供貨與接入系統(tǒng)3個(gè)階段。在每個(gè)階段都有各自不同的測試與運(yùn)行過程。在產(chǎn)品研制階段，站端產(chǎn)品進(jìn)行功能驗(yàn)證和型式試驗(yàn)，主站產(chǎn)品進(jìn)行單元測試；在市場認(rèn)可階段，進(jìn)行產(chǎn)品技術(shù)鑒定，取得入網(wǎng)許可證；在供貨與接入系統(tǒng)階段，進(jìn)行FAT，現(xiàn)場投運(yùn)前進(jìn)行SAT。
3個(gè)階段的每一個(gè)測試項(xiàng)目都必須有完整的測試計(jì)劃、明確的初始條件、嚴(yán)格的測試過程和對測試結(jié)果進(jìn)行有效評估。
在配電自動化系統(tǒng)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)方面，全國電力系統(tǒng)控制及通信標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會于2000年至2003年在配電自動化方面發(fā)布了以下標(biāo)準(zhǔn)：DL/T 721-2000配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)遠(yuǎn)方終端；DL/T 814-2002配電自動化系統(tǒng)功能規(guī)范；DL/Z 790.11-2001采用配電線載波的配電自動化，第1部分：總則，第一篇：配電自動化系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)；等等。
在配電自動化終端的試驗(yàn)中，還可參考遠(yuǎn)動終端的部分技術(shù)條件，例如：DL/T 630-1997交流采樣遠(yuǎn)方終端技術(shù)條件；GB/T 15153.1-1998遠(yuǎn)方設(shè)備及系統(tǒng)，第2部分：工作條件，第一篇：電源和電磁兼容性（等同采用IEC 870-2-1：1995）
另外，原國家電力公司發(fā)輸電運(yùn)營部發(fā)布了有關(guān)配電自動化系統(tǒng)的指導(dǎo)性文件《配網(wǎng)自動化系統(tǒng)實(shí)用化驗(yàn)收導(dǎo)則》(試行)，部分省電力公司為了規(guī)范本地區(qū)的配電自動化建設(shè)還制定了一些相關(guān)的實(shí)用化驗(yàn)收導(dǎo)則，也都可以作為配電自動化測試和驗(yàn)收的依據(jù)。
關(guān)于建立配電自動化系統(tǒng)性能測試方法和手段，應(yīng)考慮配電動模試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷慕ㄔO(shè)。為了闡述配電模試驗(yàn)?zāi)Ｐ停疚囊詵|方電子信息產(chǎn)業(yè)公司建成的配電系統(tǒng)模擬仿真實(shí)驗(yàn)室為例介紹其功能。
實(shí)驗(yàn)室模擬系統(tǒng)規(guī)模為6個(gè)電源點(diǎn)，35條分段線路，6個(gè)開閉所單元。系統(tǒng)可模擬正常運(yùn)行時(shí)的各種工況，例如改變符合的大小和性質(zhì)、改變負(fù)荷分布、操作開關(guān)改變系統(tǒng)送電的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)等。系統(tǒng)可根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際保護(hù)配置情況來配置模型系統(tǒng)的保護(hù)裝置，使系統(tǒng)自身的動作情況與配電自動化系統(tǒng)對系統(tǒng)的操作二者得到真實(shí)反映。系統(tǒng)可模擬電網(wǎng)運(yùn)行中的各種故障情況，并可模擬配電網(wǎng)各種中性點(diǎn)接地方式的運(yùn)行，包括中性點(diǎn)不接地方式和中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式、中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地方式。
配電動模試驗(yàn)?zāi)Ｐ蛯橄到y(tǒng)聯(lián)調(diào)和測試提供仿真配電網(wǎng)運(yùn)行的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集及控制對象，是系統(tǒng)聯(lián)調(diào)和測試可以在出廠前完整地進(jìn)行，這對于提高開發(fā)和服務(wù)質(zhì)量、減少現(xiàn)場服務(wù)工作量將產(chǎn)生明顯的效果。
3 配電自動化系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展趨勢
配電自動化推廣應(yīng)用的時(shí)間不長，在實(shí)用化工作逐步推進(jìn)和完善的同時(shí)，配電自動化的理論和技術(shù)有著廣闊的發(fā)展空間。一些發(fā)達(dá)國家的配電自動化及配電管理系統(tǒng)已經(jīng)從單純的監(jiān)控及故障建設(shè)發(fā)展到優(yōu)化運(yùn)行和提高效益。配電自動化技術(shù)發(fā)展中應(yīng)特別關(guān)注的研究方向主要有以下幾個(gè)方面。
3.1 智能分布式 FA
根據(jù)我國電力工業(yè)體制改革方案，“十五”以后逐步實(shí)行輸配分開，在售電環(huán)節(jié)引入競爭機(jī)制。配電環(huán)節(jié)的開放，分散發(fā)電裝置將得以廣泛使用，可以在合適的地點(diǎn)提供合適的能源解決方案，從而降低線路損耗，提高能量轉(zhuǎn)換效率。零售市場環(huán)境下配電自動化解決方案的主要困難在于：分散發(fā)電裝置的布置及投運(yùn)的不確定性，使得配電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行方式經(jīng)常變動，從而傳統(tǒng)保護(hù)整定值與集中處理的FA解決方案很難適應(yīng)變化。
建立基于多智能化FA體系將是一個(gè)較好的解決方案，在該體系中，將要研究建立智能體與區(qū)域協(xié)調(diào)器的協(xié)調(diào)機(jī)制。為了考慮全網(wǎng)的運(yùn)行方式以及拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的變化影響，需要研究在配電自動化主站建立協(xié)調(diào)服務(wù)器，通過定義智能體之間的通信與規(guī)范，構(gòu)成完整的智能分布式Fa實(shí)現(xiàn)方式。
3.2 配電網(wǎng)優(yōu)化運(yùn)行決策支持系統(tǒng)
通過配電自動化的有效投運(yùn)，可以縮小停電范圍和停電時(shí)間，提高供電可靠性。但是，配電自動化系統(tǒng)要真正在系統(tǒng)中取得經(jīng)濟(jì)效益，除了提高供電可靠性，需要優(yōu)化電網(wǎng)結(jié)構(gòu)與運(yùn)行方式，降低線路損耗，提高供電質(zhì)量。
配電網(wǎng)優(yōu)化運(yùn)行決策支持系統(tǒng)的研究將為提高供電的經(jīng)濟(jì)性、優(yōu)化運(yùn)行方式提供一個(gè)有效的工具。配電網(wǎng)優(yōu)化運(yùn)行決策支持系統(tǒng)中將要研究建立配電網(wǎng)優(yōu)化運(yùn)行決策模型，綜合利用各種配電網(wǎng)的在線和離線參數(shù)信息，通過優(yōu)化運(yùn)行決策模型的輸入輸出關(guān)系，反映配電網(wǎng)運(yùn)行的在線工況與未來可能的運(yùn)行方式和配電網(wǎng)的規(guī)劃信息，計(jì)算出各種經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、安全指標(biāo)，并得出各種可能的在線輔助決策方案及其模擬運(yùn)行的效果。
3.3 信息一體化大平臺背景下的配電實(shí)時(shí)信息引擎機(jī)制
配電自動化及DMS是整個(gè)電力企業(yè)信息一體化集成系統(tǒng)的一個(gè)有機(jī)組成部分，而不是孤立的系統(tǒng)。在未來的配電自動化系統(tǒng)中，需要研究信息一體化大平臺背景下的配電實(shí)時(shí)信息引擎機(jī)制，在支持IEC 61970 CIM（公共信息模型）和IEC 61968 UIB（企業(yè)集成總線）系統(tǒng)應(yīng)用層互聯(lián)模擬標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)，需要滿足電力二次系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全框架方案，以提供數(shù)據(jù)安全引擎機(jī)制作為數(shù)據(jù)應(yīng)用的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)。
4 結(jié)語
本文在探討了近幾年配電自動化系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r后，對其實(shí)用化的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了分析，并以《配電自動化系統(tǒng)功能規(guī)范》以及配電自動化系統(tǒng)測試方法和手段為基礎(chǔ)提出了配電自動化實(shí)用化作為階段性的發(fā)展目標(biāo)，隨著配電自動化技術(shù)的發(fā)展，工程走向?qū)嵱没且粋€(gè)必然趨勢；還探討了智能分布式FA、配電網(wǎng)優(yōu)化運(yùn)行決策支持系統(tǒng)、信息一體化大平臺背景下的配電實(shí)時(shí)信息引擎機(jī)制等幾個(gè)未來配電自動化的發(fā)展趨勢。作者：徐臘元
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