刍议智能电网配网自动化的基础建设

【摘 要】随着人们对电力需求的增大，智能电网已成为未来电网发展的热门趋势之一，而实现智能电网配网的自动化更是推动电网发展的主要动力。本文以当前智能电网配网自动化的研究现状为背景，比较配网自动化与传统配网的方式，阐述对智能电网配网自动化基础建设实现的主要构成。

【关键字】智能电网；配网自动化；主要构成

1.引言

目前，国内的电力发展正逐步由工业化向信息化转变，面对这样的发展趋势，为提高整体的能源利用率，同时也为了应对全球化的能源危机，智能电网将成为可持续发展的主推产业之一。智能电网技术结合了新的控制、信息和管理技术，实现了输配电到用户全过程的智能交流，科学地优化了电力的有效分配和利用。目前，大量的数据说明了电力的利用率较低，如美国的统计资料显示2007年电网的利用率仅有55%。面对电网系统出现的诸多问题，智能电网配网的自动化不是一个局部的解决方案，而将成为一种现代化、智能化电力网络的发展趋势。

2.智能电网配网自动化的技术现状

在一些发达国家，配网自动化的发展是显著的。从20世纪70-80年代开始，英国、美国、日本等国家已将电子自动控制技术引入电力配网系统，此阶段由于经济条件和计算机技术的制约，自动化技术的应用非常有限，但已经实现了远程监控、故障自动隔离和恢复供电、电压调控等功能的配网自动化技术。直至20世纪90年代初，依靠各方面成熟技术的支持，配网监控与管理得到了长远的发展，甚至有些国家已出现了各种各具特色的配网自动化商品，所涉及的著名电力系统设备制造商也层出不穷，如德国的西门子公司、美国的COOPER公司、英国的ABB公司、日本的东芝公司等等。

智能电网配网自动化在国内的发展主要是从20世纪90年代开始的。国内的配网自动化技术并不落后于国外的发展，尤其在馈线终端装置和通信技术方面具有更为先进的平台。但是，由于推广时间的限制，相比于国外配网自动化的发展，国内的发展还比较年轻，需要更多的资金的和技术支持。随着用户对供电需求的不断提高，完善配网自动化技术将成为智能电网的主要发展趋势。

3.智能电网配网自动化的技术优势

传统的配网方式缺乏对实时电网情况的相应，缺乏弹性，反应迟钝，无法进行实时、可配置、可重组的的操作，且自愈能力差、依赖性强，对客户的服务单一，缺乏信息的共享。虽然目前传统的配网方式在一些方面已得到改善，但因其信息的不全面和共享能力差的根本问题无法得到解决，故不能形成一个有机的整体，智能化程度较低。

与传统配网方式相比，智能电网配网自动化具有以下几点技术优势：

（1）良好的安全保障。配网自动化技术依靠了电子、通讯、计算机等技术的支持，能够更为有效的抵御外在的不稳定因素，保证了使用的安全性；

（2）自愈的能力。配网自动化技术对电网系统能够进行实时的监测，及时排除故障，纠正操作，同时保证用户的正常用电；

（3）较高的资源利用率。配网自动化通过对电网系统的实施监控，能够对电网中电力的配给进行及时调控，提高资源的利用率，优化了电流的分布，提高产业效益。另外，配网自动化能够对参与配电的设备情况进行反馈，调控设备的使用情况，提高设备的运行效率，同时也可对存在故障的设备及时检修，达到延长配网设备寿命的目的；

（4）完善的信息流通。智能电网配网自动化能够将配电网的运行和管理数据进行高度综合、深度集成，完善电力信息的通路，加强与用户间使用信息的交流，实现设备、检修、控电的管理信息化。

4.智能电网配网自动化系统实现的主要构成

目前，智能电网配网自动化系统一般采用分层分布式结构，即配电主站层和配电终端层，系统结构。各个层结构通过通讯介质进行信息交流，实现配网自动化的管理。

4.1 配网自动化主站层

配网主站层主要是从整体上对各配电子站进行监控，分析系统的运行情况、协调各层站间的关系，有效的监控配网自动化的实现状态。一般情况下，配网自动化主站层内部都是采用以太网进行高速传输，及时对各实时数据的更新和共享。配网自动化主站层由三个部分组成，分别为配电SCADA主站系统、配电故障诊断恢复和配网应用子系统DAS、配电AM/FM/GIS应用子系统DMS。配电SCADA主站系统主要负责信息数据的传输和存储；而配电故障诊断恢复和配网应用子系统DAS则是为了保证配网自动化系统在运行中，对配电故障和恢复进行联调测试，其中主要依据配网自动化装置的技术特点和整体方案进行控制；配电AM/FM/GIS应用子系统DMS主要用于应对更为复杂、分散的配电系统，实现综合管理水平的配电管理系统（DMS）。总而言之，配网自动化主站层就是以SCADA系统为基础平台，配合各种应用软件完成DA/DMS功能的系统管理与控制中心。

4.2 配网自动化终端层

配网自动化终端层主要负责对各种信息的采集、监控并执行控制命令，且在特殊情况下，能够实现智能化的电网结构重组功能。配网自动化终端层主要包括安装在柱上的FTU、配变上的TTU、以及开闭所、配电站、环网单元的FTU等。配网自动化终端层可以在进行不同层面执行不同的功能，也可用于协调不同层面的工作，更能够依据原有配电网的具体情况和自动化系统的特点，优化系统，达到各集散子系统的有效分配。

4.3 配网自动化实现的注意事项

作为一项系统工程，智能电网配网自动化存在部门多、投资大等具体问题，可见，对配网自动化系统进行有效规划显得极为重要。因此，在配网自动化的实现过程中，应注重制定详细的实施计划，整体规划，分批分项实施，与供电方进行内部信息的协调，且有效的调度原有的配网系统，实现整体的、统一的配网自动化。

除此之外，智能电网配网自动化系统的相关设备对操作环境提出了较高的要求。在自动化实施的过程中必须考虑雷击、低温、高温、暴晒、雨淋、风沙、大雪等涉外环境的影响。另外，在配网自动化元件的开发过程中可以考虑采用高性价比的材料，既控制了资金的投入，又能够有效的应对各种复杂的环境，从而提高了配网自动化系统实现的可行性。

5.结语

智能电网技术结合了新的控制、信息和管理技术，实现了输配电到用户全过程的智能交流，科学地优化了电力的有效分配和利用。要实现智能电网配网自动化系统，通过采用分层分布式结构，即配电主站层、配电子站层和配电终端层；同时要求各个层结构通过通讯介质尽心信息交流，实现配网自动化的管理。

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