配电系统自动化技术特点及发展趋势

1、配电系统及其自动化技术专业：电气工程及其自动化班级： 2010级2班 姓名： 侯林源 学号： 201001101109 现代配电系统自动化的技术特征及其发展趋势摘要：配电系统一般是指直接向用户供、用电的部分,在整个电力系统中处于下位部分。“配电自动化”一词有多种定义,涉及到远方监视、操作及协调配电系统的运行所牵涉到的自动化系统，往往综合了配电系统中各方面功能的统一实现。本文扼要地论述了关于我国配电系统自动化实现的现状，技术特征及其发展趋势。关键字：配电系统自动化；技术特征；发展趋势一、 我国配电系统自动化的现状随着我国经济的发展和人民生活水平的提高,人们对电力的需求不断增长,对供电可靠性和供电

2、质量的要求也更高。电力部颁布的“九五”指标要求配电系统的供电可靠性达到99.9%。由于我国电力建设长期存在重视发电、轻视供电和忽视用电的倾向,配电系统设备陈旧老化,结构不合理和自动化水平低,严重影响供电可靠性和电能质量的提高。配网改造和配电系统自动化是提高供电可靠性和电能质量的有效措施。国外,尤其是美国、西欧和日本,配电系统自动化已较普及,有较成熟的经验,而我国则刚开始配电系统自动化试点,在上海浦东金滕工业园建成了我国第一个完整的自动配电网,其它一些地区和城市也正着手实施配网自动化试点工作。我国政府决定从1998年到2000年三年投入2500亿元资金,进行城市和农村配网建设和改造。这些为实现配

3、电系统自动化提供了机遇和可能。由于我国配电系统自动化还刚刚起步,试点工程涉及线路条数仅占试点单位线路总数的3%左右,缺乏应有的规范和标准,国外一些典型案例又很难与我国配网实际需要相一致,早期建设试点的单位又受到当时认识水平、计算机网络、通信技术及其价格的制约,因而很成功的案例不多。其主要问题有:(1)功能单一,实用性差,造价昂贵。前几年引进国外的重合器、分断器或智能负荷开关建设的就地控制模式的馈线自动化,仅能进行故障处理,且不能检出中性点小电流接地电网的单相接地故障。鉴于我国绝大多数城市中,故障停电时间占对用户的停电时间的比例很小,仅有25%左右,且大部分又为单相接地故障,故其提高供电可靠率的

4、作用很小,引进的自动重合器、分断器或负荷开关价格昂贵,投入很大,收效甚微。(2)缺乏统筹规划,“孤岛”林立,资源不能共用,信息不能共享。(3)对适应国情的基本功能模式认识不一致,标准不统一,软硬件不兼容,城网结构和设备不适应。二、配电系统自动化的技术特征1、配电系统监控和数据采集技术该技术可以通过不同的通讯手段对现场的馈线自动化设备和配电站内的自动化设备进行数据采集、报警、状态监视、遥控、事件顺序记录、趋势曲线、事故追忆、历史数据存储和制表打印等。还应具有以下功能: 与EMS和负荷管理系统留有接口,实现馈线开关的远方遥控, 采集用户端的相关参数；对主接线图和 GIS 系统的地理接线图中线路图动

5、态着色、地理接线图与信息集成等功能。2、配电网故障诊断、负荷转移以及网络重构该技术属于配电自动化系统中的基本技术之一,其功能应包括架空线路和电缆网络的故障处理两部分,其实施方法有不同之处。当馈线发生相间短路故障或单相接地短路故障,由现场设备(分段和联络开关)自动判断馈线故障区段,自动将故障区段隔离,并恢复对非故障区段用户的供电。电缆系统发生故障时,通过通讯网络将故障信息传送到主站, 经故障诊断和负荷转移功能判断后将现场开关进行远方操作和处理。3、配电网线耗计算和电压管理在正常运行状态下,该技术实现运行数据(包括对馈线、杆变、箱变等设备的电流、电压、有功、无功、功率因数及电能量等数据)的远方测量

6、、设备状态的远方监视、开关设备的远方控制和有关定值的远方调整。根据监测点的电压和无功大小, 控制电容器的运行状态, 达到无功就地平衡, 减小线路损耗。根据配电网电压、功率因数或无功电流等参数,自动控制无功补偿电容器投切和变压器有载调压开关分接头的档位,实现电压、无功自动闭环控制。自动抄表, 如载波抄表、专线抄表、无线电抄表等。还应包括投诉电话处理、掉电报告收取、故障诊断、故障定位、故障自动隔离、负荷转移、恢复供电控制和现场故障检修安排、计划制订、检修人员调度、检修操作票管理和事故报告存档,事故处理信息交换等功能。4、配电网工作运行管理配电网工作运行管理具有功能应包括:自动制图、设备管理和地理信

7、息系统(AM/FM/GIS)。在以地理图为背景绘制的单线图上,分层显示变电站、线路、变压器、断路器、隔离开关直至电杆路灯、用电的地理位置和有关设备的属性信息。为配电系统自动化提供静态背景画面; 能够接受配电网络的实时信息，提供动态图层, 进行数据的动态更新和维护,确保数据的实时性；提供实时可操作画面, 弹出报警画面, 显示故障停电区域,作事件记录。自动绘图、设备管理、地理信息系统应用目的是形成一个具有空间概念(地理环境信息)和基础信息(电网资料)的分层管理的基础数据库, 既能方便地查询和管理,又为电网运行管理提供一个有效的、可操作的具有地理信息的网络模型。对配网设备的资产、设计、施工、检修等进

8、行有效的管理,为配电管理系统提供基础数据库平台,支持系统应用软件的开发和其它子系统功能的实现。为保证系统数据和图形信息的准确性、及时性、一致性和唯一性, 具有足够的可信度, 达到实用要求, 满足调度部门和生产指挥系统使用,必须达到能根据地理接线图自动转换成调度用单线接线图(电系图)和各电压等级的系统框架图, 在使用过程中地理接线图和电系图能相互转换使用, 并在任意一种类型的图上挂牌, 在其它类型的图上亦能显示。5、配电网设备检修功能和施工管理在进行施工、检修、抢修等工作前,系统能够编制打印工作票。根据工作票制度的相关规定,自动列出工作内容、实施日期时间、估计完成时间、参加人员、工作注意点等有关

9、内容。根据设计任务和工作任务单,制订施工计划并实行施工管理。绘出施工图,自动生成停电范围,并对所影响用户进行预告。进行施工流程管理, 施工结束后,对相关设备档案进行更新,并对完成情况进行统计。三、 配电系统自动化的发展趋势1、 配电网自动化功能框架奠定，且得到充实和完善将配电自动化功能划分为4组：电网运行、运行计划及其优化、维修管理、用户联系和控制。在上述主功能组的基础上，再分成若干功能，奠定了配电自动化系统的主功能框架。需要强调的是：（1）这4个功能组并不是各行其事，而是有着十分紧密的联系，经常交换信息，这样既可做到数据共享，更可保证控制和管理的一致性。（2）数据管理的重要性。数据管理本身并

10、不是配电自动化的功能，但是，所有的功能都包含在数据管理内，要实现庞大复杂的众多功能必须依靠数据管理来完成，这些功能所交换和共享的数据引起了功能间的联系。2、配电网优化运行变电站自动化的发展，使供电可靠性有了很大的提高，但是要进一步缩短故障停电时间，很大一部分取决于馈线自动化的发展。必须在馈电线路上装设电动开关，配置馈线终端设备 FTU，对一些分支线路，还应装设故障指示器 ，并利用通信系统 ，向系统提供馈线运行数据和状态 ，执行系统下达的馈线开关遥控操作命令。非线性负载、电动机直接起动、不平衡负载、焊接设备以及家用电器设备增多，降低了电压质量。电压质量对现代电子设备及计算机系统影响极大。为此，提

11、出系统应对电压进行连续测量和质量分析，噪声越限告警。同时，要根据实际需要选择不同的无功补偿方式。3、集成化、智能化和综合化是一发展趋势早期配电自动化的实施采用发展独立的、单项自动化系统来解决问题 ，如直接的负荷控制、大用户的远程抄表等，由于配电自动化的功能之间存在着不同程度的关联，其中大部分要求很难满足，且还无法克服在扩大应用规模时确认所需投资的合理性所遇到的困难。这种按“功能定向”的方法 ，已造成综合化水平非常低并带来若干反面影响，如功能重叠、数据的重复、灵活性很差和维修费用高等。另外，配电自动化系统作为一个庞大复杂的、综合性很高的系统性工程 ，包含众多的设备和子系统，各功能、子系统之间存在着不同程度的关联，其本身及其所用技术又处于未成熟阶段，要将集成化、智能化和综合化实现还需要很