摘要：本文针对配电自动化系统的功能分析，介绍了系统配置以及其它相关设备功能接口，指出了配电自动化系统应形成一套合适我国配网国情的综合配电自动化的管理系统。
关键词：配电系统；配电自动化；配电管理
1．配电自动化系统
配电自动化是利用现代电子、计算机通信及网络技术，将配电网在线数据和离线数据、配电网数据和用户数据、电网结构和地理图形进行信息集成，构成完整的自动化系统，实现配电网及其设备正常运行以及事故状态下的监测、保护、控制、用电和配电管理的现代化。配电自动化系统（DAS）在纵向结构分属于配电管理系统（DMS），横向与35kV变电站综合自动化、调度自动化、电力MIS等紧密关联。从目前实施的需求和现状来看，配电网自动化实行的模式应是SCADA与GIS合一，“营配分离”，且与地调、电力MIS等紧密集成的系统。
2．配电自动化系统总体结构
配电自动化DA与配电管理系统DMS密切相关，从供电网络结构来看，主要包括变电站自动化和馈电线自动化，有的也将负荷管理纳入配电自动化的范畴。
2.1变电站自动化
变电站自动化指应用自动控制技术和信息处理与传输技术，通过计算机硬软件系统或自动装置代替人工对变电站进行监控、测量和运行操作的一种自动化系统。变电站自动化以信号数字化和计算机通信技术为标志，进入传统的变电站二次设备领域，使变电站运行和监控发生了巨大的变化，取得显著的效益。
变电站自动化的基本功能有：数据采集、数据计算和处理，越限和状态监视，开关操作控制和闭锁，与继电保护交换信息、自动控制的协调和配合，以及变电站其它自动化装置交换信息与调度控制中心或集控中心通信等功能。
2.2馈电线自动化
馈电线自动化主要完成馈电线路的监测、控制、故障隔离和网络重构。其主要功能有：运行状态的检测，即通过线路终端设备（FTU），将线路的实时运行数据送到控制中心SCADA系统或某一集控站；故障定位、故障隔离、非故障段的自动恢复供电，该功能由安装在馈电线路上的柱上开关、分段器和重合器组成。当馈电线路上某段发生故障时，通过继电保护动作来实现；无功功率/电压优化，由安装在馈电线路上的电容器组和步进调整的变压器来实现，达到提高电能质量和降低网损的目的。
配电网的实时信息通过就地的FTU采集，传送到区域集控站或变电站集中后，上报配电调度中心；配电调度中心的控制命令通过区域集控站或变电站转发给FTU执行。应根据实际情况采用多种通信通道，区域集控站或变电站与FTU之间采用的通信介质为低压载波、光纤、无线电、公用电话网等，配电调度中心与区域集控站或变电站之间的通信一般可采用已有的调度与区域集控站或变电站的通信通道。
2.3负荷管理
负荷管理是指通过一系列经济政策和技术措施，由供需双方共同参与的供用电管理。包括负荷控制、用电管理及需方发电管理等。负荷管理的几个内容涉及电力供需双方，甚至与电力管理体制有关，必须通过立法和制订相应的规则，并最终由电力市场来调节。
负荷管理目前主要应用于大用户的负荷控制。通过负荷管理这一手段，可提高DMS所需信息的覆盖面；根据配电网的负荷情况、用户的用电性质、用电合同等用户信息，自动编制负荷的削峰填谷计划；根据此计划，自动编制实施负荷控制用户的清单，允许人工修改、确认并自动进行用户监控参数的设定；对计划限荷和紧急限荷进行多方案比较选定。根据当前电网运行的状况，向负荷管理系统提供调整负荷的方案，该方案应充分考虑电网运行的安全性和经济性；还可提供降压减载方案，并通过买方负荷管理系统实施用户可控负荷周期控制，切除用户可控负荷，当电网出现紧急情况时，及时向买方负荷管理系统提供强制性切负荷命令。
3．GIS与面向电力系统的实时GIS平台
由于配电网供电设备点多面广，并且按地理分布，因此，对其管理离不开地理信息。常规的地理信息系统（GIS）由 GIS软件包、数据库和计算机硬件组成。可以完成一般的图形制作、编辑与管理功能，以及空间数据分析和关联分析。建立在GIS基础上的设备系统通常称为AM/FM/GIS系统。
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这种由常规 GIS 构成的设备管理系统，包括了许多电力系统分析所不需要的地质地貌信息，必然导致资源的浪费，而电力系统分析又对实时性要求极高，因此，需要一种面向电力系的实时 GIS平台作为配电自动化 / 配电管理系统的基础平台。 这种平台应具有以下特点：
（1）良好的实时性。
（2）对电力系统模型的良好描述。
（3）对其它系统的开放接口。
4．通信方式的选择
配电通信系统是配电自动化系统的一个重要环节，由于配电网终端节点数量巨大，给通信方案的选择带来困难，配电系统可有无线、光纤、载波等三种通信方式。
4.1光纤通信
光纤通信也存在一些缺点，如一次性建设投资大，架设比较困难，一旦发生故障，修复工艺要求高，维护费用高。经过复用和复接的主干线光纤通信系统的单位通道和架设费用较低。通常需要几百芯的电缆才能在主干线上传输10× 108Bit／s 的容量，而采用光纤通信时，只需要1 根光纤便可。对于配电通信系统的分支通道（如FTU 与附近区域工作站之间的通信），通信速率通常要求很低，不便于复接和复用，这时光纤通信系统便失去其经济优势，因此光纤通信主要适用于主站与子站之间，及中心城区的重要负荷区域。
4.2 电力线载波通信
电力线载波通信原理是在发送端将信息调制为高频信号，并通过耦合器耦合至输电线路，利用输电线路作为传输媒介传送到接收端，接收端通过耦合器将载波从强电电流中分离出来，然后解调出信息并传送到计算机或其他终端上，以实现信息传输。按照输电线路的电压等级，主要分为高压（35kV及以上）、中压（10kV）和低压（380 V／220 V）。
高压载波通信网络在很长一段时期内都是我国电力通信网的基础网络。近年来，由于光纤通信的发展，载波通信的发展已从主导的电力通信方式转变为辅助通信方式。低压载波通信技术的研究则主要集中在互联网高速接入、智能家庭等商用领域。
4.3全球移动通信
GPRS是通过在现有GSM（全球移动通信）网络中增加GGSN（网关支持节点）和SGSN（服务支持节点）来实现的，是GSM 网络的演变形式，是在演变进程中推出的一项高速数据服务业务，将移动通信技术与IP 技术有机结合，组成了移动IP 网络。GPRS具有一下特点：①分组交换技术，适合突发、频繁、间断、少量数据传送，也适于偶尔的大量数据传输；②传输率高且可靠；③网络资源利用率高；④经济性好；⑤网络接入速度快等。利用GPRS方式进行配电网通信，可以节约通信网络建设费用，且只需在原有配电设备的基础上加装GPRS无线模块，设备安装比较方便，所以具有投资少、易于安装、实时性强、传输速度高、适应性好等特点，能很好地实现配电远程监控。
5．相关系统的信息交换与系统集成
配电网在整个电力系统中的范围是中低压网及深入到其中的高压网，分界点在高压 / 中压变压器的高压侧，但不包括高压侧的断路器和隔离开关。配电网的保护控制系统分界点也相同。由于配电网是一个庞大复杂的系统，各种电力设备呈地理分布，对其应分层控制，同时对于配电网的供电质量和运行费用来看，配电自动化又是一个统一的整体。
在配电系统中包含以下接口与其它系统联系：
（1）同上级调度自动化系统的接口；
（2）同用电管理系统的接口；
（3）同信息中心 MIS 系统的接口。
6. 结束语
随着经济发展和人民生活水平的提高，对电力系统的供电质量和供电可靠性要求越来越高，而发展配电自动化是提高供电质量和可靠性的重要措施。从而对有关配电自动化的系统特点和主要功能的实现，以及配电管理系统等问题。
参考文献：
[1]文静.电力自动化配电网管理系统及工作模式[J].中国新技术新产品，2009，（19）.
[2]沈成伟，任妍.配电网自动化及其实现[J].科技创新导报，2009，（26）.
论文作者:苑爱强
论文发表刊物:《云南电业》2019年2期
论文发表时间:2019/8/28
标签：变电站论文; 负荷论文; 管理系统论文; 通信论文; 载波论文; 配电网论文; 系统论文; 《云南电业》2019年2期论文;