配电自动化技术现状和发展分析

配电自动化技术现状和发展分析

卢玉洋肖翰王健

（国网衡水供电公司河北省衡水市053000）

摘要：本文首先分析了配电自动化技术的发展现状，然后分析配电自动化发展的趋势，最后分析了配电自动化的实践表征：与通信系统结合程度越来越高；馈线自动化技术的进一步发展；小电流接地保护技术的广泛应用；主站一体化建设进程的加快。

关键词：配电自动化；技术；现状；发展

配电自动化技术是提高电网供电可靠性和供电质量、加强供电能力、提高设备利用率、实现配电网高效经济运行的重要手段,也是实现现代配电网的重要技术之一。随着经济的快速发展,用电需求不断提升,分布式电源、电动汽车等新型负荷大量接入,配电网开始由无源网变为有源网,电网潮流由单相变为多向,对应配电网的发展要求与日俱增。因此,应用配电自动化技术、提高配电网对变化负荷的适应性、加快现代配电网的建设成为配电网发展的必然趋势。

一、配电自动化技术的发展现状

近几年,电子信息和计算机技术的迅速发展以及我国配电一次电气设备制造技术的提升,为配电自动化技术的发展提供了有力的支撑:(1)与配电自动化配套的一次开关设备制造技术进步显著,包括架空配电线路开关、负荷开关、电缆配电线路中的环网柜等设备都已经在配电网中广泛使用,近些年配电自动化试点建设地区的设备运行情况表明这些一次设备已经能够满足配电自动化的要求;(2)配电自动化终端设备性能比较稳定。目前一些国产终端设备的各项指标已经达到世界一流水平,同时兼顾适应各地区的气候环境特点。各地的终端设备应用情况也反映出国产配电自动化终端设备使用性能稳定,技术支持力量充沛,发展前景良好;(3)光纤通信技术的应用促进了配电自动化系统自愈功能的实现。当前配电自动化系统已经能够满足配电网数据信息和控制信息的可靠传输。基于GPRS/CDMA的无线数据传输技术以及数字式中压配电载波技术也都得到了广泛的应用,成为了配电数据采集传输的重要手段。这些通信技术在配电自动化的试点建设中都获得了成功的应用;(4)配电自动化主站系统技术逐步发展成熟,已经成为了配电网调度、监控管理的重要工具。主站是配电自动化系统的核心部分,能够实现配电网数据采集与监控等基本功能和电网分析应用等扩展功能。当前配电自动化主站主要用于实现配电自动化系统与生产管理系统、GPMS配电管理系统、95598呼叫中心系统、调度SCADA系统等的信息交互。

二、配电自动化的发展趋势

参考国外配电自动化技术的发展历程,研究当前国内配电自动化发展动态,分析配电自动化技术的未来发展趋势。

（一）多样性

随着智能电网建设的开展,配电自动化技术发展迅速,针对不同城市、不同供电企业的实际需求,配电自动化系统的实施规模、系统设置、实现功能上不尽相同,《配电自动化规划设计技术导则》规定结合一次设备需要,站所终端可以建设成“三遥”、“动作型二遥”、“标准型二遥”、“基本型二遥”四种建设形式,实现对应不同的功能。因此,配电自动化技术及其实现形式的多样化是发展趋势之一。

（二）标准性

配电自动化系统工程复杂,信息量巨大,涉及调度、运维、营销等多个应用系统的相互接口和信息集成。为了实现电力系统的各种不同应用软件系统的集成和规范各个对象系统间的接口,国际电工委员会制定了IEC61968(配电管理的系统接口)系列标准。支持基于IEC61968标准的信息交互成为配电自动化发展趋势之一。

（三）自愈性

配电自动化是实现现代配电网的重要技术,而智能电网的重要特征之一就是自愈性。配电网的自愈性是要求在故障发生时自动进行故障定位、隔离和负荷转移供电,而且未来将逐步升级为能够适应分布式电源的双向潮流下的馈线自动化功能。

（四）适应性

随着现代配电网建设,光伏发电、风电、小型燃气轮机、大容量储能系统等分布式电源都有可能分散接入配电网,一方面对配电网的短路电流、潮流分布、保护配合等带来一定影响,另一方面又能在故障时支撑孤岛供电,增强应急能力。因此,适应分布式电源接入并发挥其作用也是配电自动化的发展趋势之一。

三、配电自动化的实践表征

（一）与通信系统结合程度越来越高

为了贯彻功能下放、分级分层、提高事故响应速度的原则,配电网自动化系统一般分三层:主站、子站、馈线。依据配电网规模的大小,主站层还可再分为主站和区域站两层。因此,基于这种结构体系,就需要在它们之间建立起通道。目前,在主站与子站之间一般采用光纤通信,光纤以太网目前技术实现及相关设备已得到实践检验,正在推广应用。子站与馈线之间目前一般采用光纤、双绞线、电力线载波和无线等多种通信手段混合的方式。不管何种通信方式,总之,配电自动化技术离不开通信系统的支持与配合。

（二）馈线自动化技术的进一步发展

保护配电自动化包括馈线自动化和配电管理系统,其中馈线自动化实现对馈线信息的采集和控制,同时也实现了馈线保护。也正是馈线自动化技术的应用,可以对配电网全局的数据进行采集与控制,实现了配电SCADA、配电高级应用。而配电网的设备管理、图资管理则是以地理信息系统为平台而的实现的。SCADA、GIS和PAS的一体化促使了配电网自动化成为提供配电保护与监控、配电网管理的全方位自动化运行管理系统。（三）小电流接地保护技术的广泛应用

分布式小电流接地保护研究表明对于小电流系统的接地故障,负序分量比零序分量具有更大的优越性。高压侧折算到变电站母线处的负序等值阻抗远远小于各出线的负序阻抗。这点导致负序分量与零序分量相比在处理故障选线上存在着本质的不同,负序电流分量由故障点流入系统,流经故障线于母线处入地,几乎没有被分流到非故障线路上去。这大大方便了选线,并且也无需计算5次谐波。初步的研究表明,这种基于配电自动化的小电流接地保护方案具有良好的性能和喜人的前景。

（四）主站一体化建设进程的加快

配电网自动化系统,就是把数据采集与监控系统(SCADA)、配电管理系统、地理信息系统、管理信息系统、高级应用软件包以及变电站综合自动化、馈线自动化和通信系统集成一个体系结构良好、平台统一、信息共享、高效灵活的信息系统。

结束语

现代配电网是当前电网建设的热点,配电自动化作为提高配电网供电可靠性的有效手段,已逐步在全国范围内开展建设。随着政府及电力企业加大对配电网的投资建设力度,配电自动化技术也引起了人们足够的重视,迎来了高速发展的黄金时期。配电自动化技术将全面应用于配电网,持续提高配电网供电可靠性及供电能力,以取得更大的社会效益和经济效益。

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