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配电管理及自动化系统实施中的问题,http://www.5idzw.com
1 引言
配电自动化(DA)是一项集计算机技术、数据传输、控制技术、现代化设备及管理于一体的综合信息管理系统，其目的是提高供电可靠性，改进电能质量，向用户提供优质服务，降低运行费用，减轻运行人员的劳动强度。在工业发达国家中，配电系统自动化受到了广泛的重视，美国、日本、德国、法国等国家的配电系统自动化，已经形成了集变电站自动化、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余项。
现代化的城市需要有现代化的配电系统与之相适应。目前配电自动化系统在我国的许多地区已经不再是一种理论探讨，而是一种实践。亦即不再是上与不上的探讨，而是怎么上的问题。自90年代以来，我国电力系统的35 kV变电站逐步实现了四遥功能，但规模覆盖变电站自动化、馈线的故障定位与故障隔离和自动恢复供电、负荷控制、远方自动读表、最低网损、电压/无功优化，而变电配电和用电管理信息系统的配电网综合管理系统，则是近年来才起步的。虽然我国配电自动化开展得比较晚，但已经取得了一些可喜的成绩。银川城区配电系统自动化已经通过了国家电力公司组织的技术鉴定，达到国内领先水平，还有一些地区的配电系统自动化已达到了国外配电系统自动化第一阶段的水平。
本文针对配电自动化系统实施过程中的实际问题，从工程应用的角度对配电自动化与配电管理系统的关键技术问题进行了探讨。
2 配电自动化与配电管理系统
有关配电系统自动化的功能虽各不相同，但基本集中于5个方面，即SCADA、故障管理、负荷管理、自动绘图/设备管理/地理信息系统(AM/FM/GIS)、配电网高级应用软件。
图l示出了DA/DMS的5个基本应用方面及其相互关系，这5个方面有机组合构成了配电系统自动化丰富多彩的应用。以故障管理为例，故障管理与SCADA、配电高级应用中的故障隔离定位软件相结合构成了馈线自动化(FA)功能;故障管理与AM/FM/GIS相结合构成了故障检修GPS定位管理功能。
3 配电SCADA与DA
同输电网的调度自动化系统一样，配电网的SCADA也是配电自动化的基础，只是数据采集的内容不一样，目的也不一样。配电SCADA针对变电站以下的配电网络和用户，目的是为DA/DMS提供基础数据。但是，仅仅是配电SCADA的三遥功能，并不能称为配电自动化系统，只有在配电SCA-DA基础上增加馈线自动化(FA)功能后才能称为配电自动化系统。
馈线自动化的基本功能应包括馈线故障的自动识别、自动隔离、自动恢复。配网故障诊断是一复杂问题，由于配网实际情况和故障情况的差别，其诊断的步骤与方法也是不同的。诊断方案应适用于以下情况：
(1)故障类型：单相接地故障、两相故障、两相接地故障和三相故障;
(2)适用范围：中性点不接地或小电流接地系统。
因此，为了完成DA的功能，配电SCADA除了可以采集正常情况下的馈线状态量外，还应对故障期间的馈线状态进行准确的捕捉。除了可以进行人工远程控制外，还应可以对馈线设备进行自动控制，以便实现故障的自动隔离和自动恢复。
4 地理信息系统(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构成。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基础上的设备管理系统通常称为AM/FM/GIS系统。
这种由常规GIS构成的设备管理系统，包含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统的实时GIS平台作为配电自动化/配电管理系统的基础平台。这种平台应以地理图形为静态背景，将电力系统的动态图形和动态数据叠加在上面并结合成有机的整体，即可实现实时的GIS平台功能。
这种平台的基本结构如图2所示。它应具有的基本功能为：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。
5 负荷控制与负荷管理
调度自动化系统的主要任务是安全经济发电，而对于负荷的管理和控制则是配电自动化系统的主要目的。随着电力系统的发展，以往那种以限电为主要目的的负荷控制系统已经不适应于当前形势。因为电力的供求不平衡关系已倒置，现在的问题是如何将电用好，最大限度地满足用户需要。
因此，传统的负荷控制系统应该向负荷管理层次上发展，成为配电管理系统的一部分。许多电力局都有一套负控系统，如何在新上的配电自动化系统中利用负控系统的资源以及如何将负控功能升级为负荷管理功能，是一个十分有意义的课题。
原有负控系统的硬件设备可与新的配电自动化系统有机地结合，信息共享。
6 通信方案的选择
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。配电系统中可能涉及的通信方式有有线、无线、光纤、载波等。对于通信方式的选择应该根据用户的具体情况选择一种性能价格比较高的方式。
有线方式有电话线和专线2种。电话线方式设备投资较低，可靠性和实时性也较低，由于电话线架设非常方便，广泛适用于实时性要求不高的配电终端。专线方式可靠性和实时性都很好，适合实时性要求较高的配电终端设备，缺点是需要架设专用通信线。
无线方式有普通电台和高速智能数传电台2种。普通电台已广泛用于负控系统，优点是投资少，缺点是可靠性较低，无委会对频点申请控制较严。高速智能数传电台通信速率高，频点可复用，支持X.25协议，具有路由选择功能和主动上报功能，适合于配电自动化系统，缺点是价格较高。
光纤通信方式有光端机方式和光接口板方式2种。光纤通信的主要优点是通信容量大、抗干扰能力强、损耗小。缺点是价格较高。光端机方式适合于容量大的站点，成本也较高。光接口板的方式将光电转换器直接置入配电终端口，并可以将多个配电终端设备信号经编码复用方式公用一对光纤，有效地降低了成本。另外，如果多模光缆能够满足配电系统的距离要求，选用多模光缆也比单模光缆通信成本低得多。因此，光纤通信方式在配电自动化通信系统中有着广泛的应用前景。
7 开关设备与FTU的配合
开关设备是配网自动化的主体设备，它用于配电自动化的智能开关与传统的开关设备有很大的区别，传统开关设备的控制回路往往不能满足自动控制的需要。为了满足配电自动化所需的故障识别和隔离等功能，开关设备必须具备故障识别能力和控制能力。
用于配电自动化系统的开关有2类，一种是自动重合器，它本身具有故障电流的识别能力和操作顺序控制能力;另一种是与FTU一体化的智能负荷开关。
采用依靠重合器时序整定的方法实现馈线自动化功能，好处是不需要通信系统配合，但是对一次设备要求较高，冲击电流大，无法实现小电流接地系统故障的自动识别。
与FTU一体化的智能负荷开关，通过FTU采集故障信息，经通信与计算实现馈线自动化。其好处是对线路冲击小，适用于小电流接地方式，但需要通信系统与之配合。这种方式比较适合中国的实际情况。
满足配电自动化要求的FTU与负荷开关的接口要求是：
(1)遥测采用三表法交流采样
1)计量CT(IA，IB，IC)3个;
2)保护CT(IA，IB，IC)3个;
3)PT(UA，UB，UC)3个。
(2)遥控接口
1)合闸：常开接点，驱动合闸110 V直流中间继电器;
2)分闸：常开接点，直接驱动分闸线圈;
3)开关失电，用电容器驱动分闸操作机构 。
(3)遥信状态
1)合闸;
2)分闸;
3)储能状态。
(4)电源
电源取自PT。
8 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。
，配电管理及自动化系统实施中的问题
1 引言
配电自动化(DA)是一项集计算机技术、数据传输、控制技术、现代化设备及管理于一体的综合信息管理系统，其目的是提高供电可靠性，改进电能质量，向用户提供优质服务，降低运行费用，减轻运行人员的劳动强度。在工业发达国家中，配电系统自动化受到了广泛的重视，美国、日本、德国、法国等国家的配电系统自动化，已经形成了集变电站自动化、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余项。
现代化的城市需要有现代化的配电系统与之相适应。目前配电自动化系统在我国的许多地区已经不再是一种理论探讨，而是一种实践。亦即不再是上与不上的探讨，而是怎么上的问题。自90年代以来，我国电力系统的35 kV变电站逐步实现了四遥功能，但规模覆盖变电站自动化、馈线的故障定位与故障隔离和自动恢复供电、负荷控制、远方自动读表、最低网损、电压/无功优化，而变电配电和用电管理信息系统的配电网综合管理系统，则是近年来才起步的。虽然我国配电自动化开展得比较晚，但已经取得了一些可喜的成绩。银川城区配电系统自动化已经通过了国家电力公司组织的技术鉴定，达到国内领先水平，还有一些地区的配电系统自动化已达到了国外配电系统自动化第一阶段的水平。
本文针对配电自动化系统实施过程中的实际问题，从工程应用的角度对配电自动化与配电管理系统的关键技术问题进行了探讨。
2 配电自动化与配电管理系统
有关配电系统自动化的功能虽各不相同，但基本集中于5个方面，即SCADA、故障管理、负荷管理、自动绘图/设备管理/地理信息系统(AM/FM/GIS)、配电网高级应用软件。
图l示出了DA/DMS的5个基本应用方面及其相互关系，这5个方面有机组合构成了配电系统自动化丰富多彩的应用。以故障管理为例，故障管理与SCADA、配电高级应用中的故障隔离定位软件相结合构成了馈线自动化(FA)功能;故障管理与AM/FM/GIS相结合构成了故障检修GPS定位管理功能。
3 配电SCADA与DA
同输电网的调度自动化系统一样，配电网的SCADA也是配电自动化的基础，只是数据采集的内容不一样，目的也不一样。配电SCADA针对变电站以下的配电网络和用户，目的是为DA/DMS提供基础数据。但是，仅仅是配电SCADA的三遥功能，并不能称为配电自动化系统，只有在配电SCA-DA基础上增加馈线自动化(FA)功能后才能称为配电自动化系统。
馈线自动化的基本功能应包括馈线故障的自动识别、自动隔离、自动恢复。配网故障诊断是一复杂问题，由于配网实际情况和故障情况的差别，其诊断的步骤与方法也是不同的。诊断方案应适用于以下情况：
(1)故障类型：单相接地故障、两相故障、两相接地故障和三相故障;
(2)适用范围：中性点不接地或小电流接地系统。
因此，为了完成DA的功能，配电SCADA除了可以采集正常情况下的馈线状态量外，还应对故障期间的馈线状态进行准确的捕捉。除了可以进行人工远程控制外，还应可以对馈线设备进行自动控制，以便实现故障的自动隔离和自动恢复。
4 地理信息系统(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构成。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基础上的设备管理系统通常称为AM/FM/GIS系统。
这种由常规GIS构成的设备管理系统，包含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统的实时GIS平台作为配电自动化/配电管理系统的基础平台。这种平台应以地理图形为静态背景，将电力系统的动态图形和动态数据叠加在上面并结合成有机的整体，即可实现实时的GIS平台功能。
这种平台的基本结构如图2所示。它应具有的基本功能为：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。
5 负荷控制与负荷管理
调度自动化系统的主要任务是安全经济发电，而对于负荷的管理和控制则是配电自动化系统的主要目的。随着电力系统的发展，以往那种以限电为主要目的的负荷控制系统已经不适应于当前形势。因为电力的供求不平衡关系已倒置，现在的问题是如何将电用好，最大限度地满足用户需要。
因此，传统的负荷控制系统应该向负荷管理层次上发展，成为配电管理系统的一部分。许多电力局都有一套负控系统，如何在新上的配电自动化系统中利用负控系统的资源以及如何将负控功能升级为负荷管理功能，是一个十分有意义的课题。
原有负控系统的硬件设备可与新的配电自动化系统有机地结合，信息共享。
6 通信方案的选择
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。配电系统中可能涉及的通信方式有有线、无线、光纤、载波等。对于通信方式的选择应该根据用户的具体情况选择一种性能价格比较高的方式。
有线方式有电话线和专线2种。电话线方式设备投资较低，可靠性和实时性也较低，由于电话线架设非常方便，广泛适用于实时性要求不高的配电终端。专线方式可靠性和实时性都很好，适合实时性要求较高的配电终端设备，缺点是需要架设专用通信线。
无线方式有普通电台和高速智能数传电台2种。普通电台已广泛用于负控系统，优点是投资少，缺点是可靠性较低，无委会对频点申请控制较严。高速智能数传电台通信速率高，频点可复用，支持X.25协议，具有路由选择功能和主动上报功能，适合于配电自动化系统，缺点是价格较高。
光纤通信方式有光端机方式和光接口板方式2种。光纤通信的主要优点是通信容量大、抗干扰能力强、损耗小。缺点是价格较高。光端机方式适合于容量大的站点，成本也较高。光接口板的方式将光电转换器直接置入配电终端口，并可以将多个配电终端设备信号经编码复用方式公用一对光纤，有效地降低了成本。另外，如果多模光缆能够满足配电系统的距离要求，选用多模光缆也比单模光缆通信成本低得多。因此，光纤通信方式在配电自动化通信系统中有着广泛的应用前景。
7 开关设备与FTU的配合
开关设备是配网自动化的主体设备，它用于配电自动化的智能开关与传统的开关设备有很大的区别，传统开关设备的控制回路往往不能满足自动控制的需要。为了满足配电自动化所需的故障识别和隔离等功能，开关设备必须具备故障识别能力和控制能力。
用于配电自动化系统的开关有2类，一种是自动重合器，它本身具有故障电流的识别能力和操作顺序控制能力;另一种是与FTU一体化的智能负荷开关。
采用依靠重合器时序整定的方法实现馈线自动化功能，好处是不需要通信系统配合，但是对一次设备要求较高，冲击电流大，无法实现小电流接地系统故障的自动识别。
与FTU一体化的智能负荷开关，通过FTU采集故障信息，经通信与计算实现馈线自动化。其好处是对线路冲击小，适用于小电流接地方式，但需要通信系统与之配合。这种方式比较适合中国的实际情况。
满足配电自动化要求的FTU与负荷开关的接口要求是：
(1)遥测采用三表法交流采样
1)计量CT(IA，IB，IC)3个;
2)保护CT(IA，IB，IC)3个;
3)PT(UA，UB，UC)3个。
(2)遥控接口
1)合闸：常开接点，驱动合闸110 V直流中间继电器;
2)分闸：常开接点，直接驱动分闸线圈;
3)开关失电，用电容器驱动分闸操作机构 。
(3)遥信状态
1)合闸;
2)分闸;
3)储能状态。
(4)电源
电源取自PT。
8 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。
，配电管理及自动化系统实施中的问题
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