浅谈配电自动化在配电线路中应用的意义

浅谈配电自动化在配电线路中应用的意义

许志军许志炎

（国网湖北省电力有限公司汉川市供电公司湖北孝感432000）

摘要：本文对国内外在配电自动化技术和相关设备的现状进行了分析，结合新型电力电子技术、信息技术、互动策略等，对配电自动化在配电线路中的应用进行了探究。

关键词：配电自动化；配电线路；信息互动

引言

配电网是电力供应链的末端，直接面向社会和广大客户用电服务。配电自动化是坚强智能电网建设的重要组成部分，是进一步改善配电网供电质量，提高供电可靠性的关键手段；是优化资源配置，提高设备利用率，进一步开发利用清洁能源的必要措施；是加强和完善配电网管理，提高管理效率的重要途径。

当前在大力建设坚强型智能电网环境下，如何建设智能配电网现在还没有一个完整的提法。作为共识认为智能配电网将最终在配网调度上体现，其很大程度上取决于配网自动化水平的高低。因此，配电自动化是提高供电可靠性和供电质量、扩大供电能力、实现配电网高效经济运行的重要手段，也是实现智能电网的重要基础之一。本文将在介绍国内外在配电自动化发展和配电自动化系统设备研发现状的基础上，针对智能电网建设下配电自动化在配线路中应用的意义进行阐述。

1配电自动化发展现状

在美国，配电自动化发展大致经历了以下三个阶段：第一阶段实现自动抄表，故障自动隔离；第二阶段从20世纪80年代中期开始，进行了大量的配电自动化的试点工作，但大部分为各自独立的新时期自动控制系统；第三阶段从20世纪90年代中后期开始，将配电自动化、用户自动化、配电管理系统为主要内容的综合自动化作为配电网自动化的主要发展方向。此外，配电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，以提高供电的可靠性。美国开展了SCE配电自动化工程、纽曼工程、ComEd工程等示范工程建设，在配电自动化过程中取得了大量经验。

在欧洲，各国配电自动化发展的也较为成熟。超级电容在欧洲配网自动化系统中得到了广泛的应用。德、英、法等国家(地区)把研究超级电容器列为国家重点战略研究项目。超级电容器的出现，解决了能源系统中功率密度与能量密度之间的矛盾。随着超级电容器技术的进一步发展，它逐步取代当前需频繁更换的蓄电池，且家用储能系统也有可能得到实现。

在亚洲，新加坡配电网用电负荷已趋于饱和，电网发展较为成熟，达到世界供电可靠性先进之列。其“经济、可靠、及时、迎合需求”的规划理念，强调电网运行与维护的简洁性，综合考虑了网络拓展的灵活性和网络可靠性、安全性、经济性。而香港的配电自动化系统除了在一些重点区域实现馈线自动化(FA)之外，更加侧重于建设功能强大的配电管理系统(DMS)系统，在主站端具备较多的高级应用和管理功能。通过借助先进的设备、高智能的软件和科学的管理方法，实现配网自动化系统与调度自动化、生产管理系统、配网运行管理等系统高度集中控制。

2配电自动化建设标准

国网公司制定智能电网技术标准体系，用以协调和指导智能电网相关技术领域发展。智能电网技术标准体系包括综合与规划、智能发电、智能输电、智能配电、智能用电、智能变电、智能调度、通信信息８个专业分支、26个技术领域，共由93个系列标准组成。智能配电重点关注３个关键技术领域，分别为配电自动化、配电分布式电源并网、配电储能系统并网。

配电自动化方面制定的标准主要包括配电自动化技术导则、建设系列标准、运行控制系列标准、自动化系统和设备系列标准、验收和运行维护方面的标准。其具体标准包括《配电自动化技术导则》、《配电自动化建设和改造标准化设计技术规定》、《配电自动化主站系统功能规范》、《配电自动化终端、子站功能规范》、《配电自动化主站系统验收规范》、《配电自动化终端设备检测规程》、《配电自动化验收细则（第二版）》、《配电自动化实用化验收细则》、《配电自动化运行维护管理规定。

3配电自动化在配电线路中的应用

3.1对于多分段多联络配电网

若主干线故障，则由变电站出线断路器跳闸切断故障电流，并由配电自动化系统根据故障指示器或人工查线确定故障位置，然后跳开故障位置两侧相邻开关隔离故障。若故障未处于变电站出线开关的相邻区域，则合变电站出线开关以恢复对故障位置上游健全区域的供电，若故障位置下游存在需要恢复的健全区域，则跳开故障位置下游健全区域的分段开关，将故障位置下游的健全区域分段，然后分别合上各段对应的联络开关，使得每个备用电源仅恢复其中一段线路的供电。

若N分段N联络配电网中的某一个电源点发生故障，则直接跳开该电源所带线路的变电站出线开关将线路隔离，然后跳开线路上的全部分段开关将线路分为Ｎ段，再合上各馈线段对应的联络开关，分别由每个备用电源恢复其中一段线路的供电。若是架空线路，还可以配以重合闸机制以区分永久故障和瞬时性故障。

3.2对于多供一备电缆配电网

若多供一备电缆配电网中的某一个正常供电的电源发生故障，则直接跳开该电源所带线路的变电站出线开关将线路隔离，之后合上线路末端联络开关，由专用备用电缆恢复对整条线路的供电。

采取上述故障处理措施后，才能发挥出多分段多联络、多供一备等模式化接线配电网的优势，例如２分段２联络配电网最大利用率达到67％、３供１备配电网最大利用率达到75％。

3.3借助配电自动化提高配电网应急能力

目前，配电自动化系统的故障处理策略，都是针对配电网发生馈线故障的情形。但是在一些情况下有时还会发生造成一条甚至多条10kV母线失压这类影响较大的故障，例如自然灾害（如冰灾、雪灾、地震等）造成输电线路倒塔、外力破坏或输电线路故障、检修等。在上述情况下，有时在高压侧不能确保全部失压母线恢复供电，就会造成配电网大范围长时间停电。尽管造成10kV母线失压的故障发生概率较小，但其造成大面积停电的危害极大。随着电网的建设与改造，配电网的电源点、网架结构以及分段和联络趋于合理，使得通过中压配电网大规模地转移负荷成为可能，配电自动化的实施，使得大批量开关的操作能够在很短的时间内完成，因此，实现紧急状态下配电网大面积断电快速恢复具有可行性。在紧急状态下配电网大面积断电快速恢复理论研究与实践方面，已经取得了许多研究成果，将这些成果应用到配电自动化系统中，将能有效提高配电网应急能力。

4结束语

配电自动化不仅在配电网故障情况时进行快速诊断、自动隔离，以减少故障停电范围，恢复非故障段供电，提高供电可靠性；而且在配电网正常运行时，通过监视配电网的运行工况，优化配电网的运行方式，合理控制用电负荷，改善供电质量，从而提高设备利用率，实现电网经济运行。

通过配电自动化系统与相关应用系统的信息交互，可以实现对配电GIS、PMS、用电信息采集系统、营销管理信息系统、“95598”等多个系统之间的互动应用，加强配电网故障抢修、检修的信息互动与业务集成，为配电网生产抢修指挥提供技术支撑，提高配电网精益化管理水平。

参考文献：

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[3]王益民．坚强智能电网技术标准体系研究框架[J]．电力系统自动化，2010，34（22）：1-6．

[4]赛尔电力自动化.纵观国外配电自动化发展[EB/OL].[2012-05-16].

[5]王海燕，曾江，刘刚.国外配网自动化建设模式对我国配网建设的启示[J].电力系统保护与控制，2009，37(11)：125-134.