韩小梅 徐一瀠

【摘要】配电网是电力系统发电、输电和配电（有时也称供电和用电）三大系统之一。电力公司通过配电网实现产品销售--向广大电力用户提供电能。随着经济的发展，观念的变化，电力公司正经历着一场深刻的变革：电力市场自由化。这场变革使电力公司面临新的挑战，不得不采取新的策略，新的技术和管理措施，转变经营理念，增强市场竞争实力。

【关键词】配电网;配电自动化;发展动向

1.配电自动化简介

配电自动化指利用现代电子技术、通信技术、计算机及网络技术与电力设备相结合，将配电网在正常及事故情况下的监测、保护、控制、计量和供电部门的工作管理有机地融合在一起，改进供电质量，与用户建立更密切更负责的关系，以合理的价格满足用户要求的多样性，力求供电经济性最好，企业管理更为有效。

配电自动化是一个庞大复杂的、综合性很高的系统性工程，包含电力企业中与配电系统有关的全部功能数据流和控制。从保证对用户的供电质量，提高服务水平，减少运行费用的观点来看，配电自动化是一个统一的整体。

配电自动化包含以下4个方面：

（1）馈线自动化

用于完成馈电线路的监测、控制、故障诊断、故障隔离和网络重构。

（2）变电站自动化

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。

（3）配電管理系统

指用现代计算机、信息处理及通信等技术和相关设备对配电网的运行进行监视、管理和控制。它是配电自动化系统的神经中枢，整个配电自动化系统的监视、控制和管理中心。

（4）需求侧管理

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。包含负荷管理、用电管理及需方发电管理等。

上述4个方面的内容可以相互独立运行，它们之间的联系十分密切，特别是信息的采集、传递、存储、利用以及这些信息经过处理作出的决策和控制相互影响。因而，信息的管理十分重要。

2.配电自动化发展新动向

2.1 配电网自动化功能框架形成，并且得到充实和完善

国际供电会议（CIGRED）特设工作小组在1995年5月提出的专题报告中，按照以下原则：

（1）把电网功能和用户功能区别开来;

（2）把在线功能和计划功能区别开来;

（3）把运行工作和维修工作区别开来。

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。需要强调的是这些功能间紧密的联系，通过交换信息，既数据共享，又保证控制和管理的一致性。

数据管理的重要性。数据管理本身并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。数据管理可确定所掌握的数据是需要相关管理的、连续不断更新的还是由若干系统共享的数据。数据管理建立了能满足配电自动化要求的新的机制和管理方法，是配电自动化不可缺少的组成部分。

2.2 配电网优化运行

电力市场的不断完善迫使电力企业以效益为目标，把工作中心转移到效率管理、降低成本和为用户提供优质服务上，这使供电企业必须不断地分析电网的运行性能、制定电网优化运行的方案。配电网的优化运行主要包括：无功补偿、提高供电质量、降低线损、设备运行和维护。提高供电可靠性的主要技术措施有：

（1）缩短故障停电时间，包括故障自动报警、快速故障定位、自动/人工遥控隔离故障，非故障区段恢复供电;

（2）降低事故隐患和影响，重点在于对设备状态和电网参数进行经常性监测，力求在故障发生前检测出潜在事故隐患。

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。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。

2.3 集成化、智能化和综合化是发展趋势

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不断发展之中，对任一家制造商而言，根本不可能包揽一切。

这就要求配电自动化系统采用全面解决的方案，走系统集成之路，使得各种应用之间可共享投资和运行费用，最大限度保护用户原有的投资。

在馈线自动化方面，现有馈线终端设备不仅具有常规的遥测、遥信和遥控功能，且还集成了自动重合闸、馈线故障检测和电能质量的一些参数的检测功能，甚至集成了断路器的监视功能，且有进一步与断路器、开关相结合，机电一体化，发展成为智能化开关的趋势。显著地降低了建设、运行和维护的综合成本，为提高供电可靠性，创造了有利的条件。

故障定位和自动恢复送电可以明显地缩短停电时间。有效地解决这一问题，必须以数字式继电保护、馈线自动化和DMS系统为基础。对于故障定位，国外有人提出使用三种技术综合处理：故障距离计算法、线路故障指示器法以及不同线路区间故障概率统计法，这些信息结合在一起进行模糊逻辑处理。

2.4 电力线载波技术取得重大突破

DPL技术是针对能够加强本地、区域性以至全球范围的家庭和中小型公司的数据访问性能和响应性能，采用改进的因特网规约（IP）以及复杂的专用电子装置来沿低压配电电缆网络传输MHz级的数字高频信号，同时监视导致信息失真的脉冲信号以及其他形式的电干扰，从而实现了利用配电网络为家庭和中小公司提供数字电话、传真及因特网通信服务的手段。

该项技术的优越性体现在：

对于电力公司来说，配电网络是现成的，因而应用DPL技术的投资远小于其他宽带通信系统;由于配电系统连至千家万户，通过该网络可为用户提供极方便的因特网服务;

该技术使得由调制的低压网络传送的因特网和数据访问的速度比目前最快的综合数字服务网络ISDN的速度提高了10倍，比与普通电话线连接的高速调制解调器快20倍;对电力公司来说，提供了开拓新市场的机会;但目前推广应用DPL技术存在一些因难：

将变电站转化为与因特网相连的网关，还需要在变电站中安装开关以及异端高速回馈光纤网络以承载变电站和因特网之间的数据传输;

DPL这项技术，还需要进一步发展和证实，而其他技术，如低能无线（low-power radio）、电缆调制解调器或不对称数字电话用户线（asymmetric digital subscriber line）等高速通信系统都已商业化或即将商业化，因而至少在最近两年内，DPL技术是一项相对比较贵的选择方案。

3.自动化发展堪忧

我国目前配网自动化市场还不成熟，一方面一次网架的不完善使得配网自动化缺乏硬件基础;另一方面即使有条件上配网自动化项目的用户也是需求各异。目前，此类产品的生产厂家不多，主要有南瑞、许继电气、东方电子、四方华能等，但他们又对配网自动化的理解各异、产品特色各异。目前既没有总体的规划，也没有一个统一的技术原则。

国内产品的质量水平上也存在一定问题，不能稳定可靠运行，一定程度上影响了配电自动化的发展。配用电自动化终端产品在型式检验和国家监督抽查中出现的主要质量问题是工作温度达不到要求、抗电磁干扰能力差、安全性能差。一些小企业由于产品设计中考虑不周，使产品在工频、冲击耐压试验后设备损坏，在现场运行中将会引起配电线路故障、影响安全。一般有一定生产能力的生产企业都能较好地重视工频和冲击耐压的安全要求。我国的自动抄表市场更是苦不堪言，到目前为止，投资者与用户已经有数十亿元资金投入了，综合起来有两类产品：集中抄表系统和IC表。产生了几百家专门制造IC卡表和集中抄表系统的企业。但真正使用很好的系统很少，是什么原因造成了这样的结果呢？技术有一定的进展，但没有根本性的突破;市场起起伏伏、停滞不前。据不完全统计，已经挂网运行的国内各类自动抄表终端高达数百万台，但效果并不是很好，目前正处于进退两难的境地。

政府应加强质量监督，优化市场，不断淘汰无生产能力的不合格的小企业;生产企业应重视产品质量，不断优化产品;加强产品质量监督力度，共同努力，提高配用电自动化终端产品的总体质量水平，推动配用电自动化的实用化进程。

从可持续发展的眼光看，实现配电自动化是适应市場经济的需要。同时配网可进一步实现更高一级的控制及管理功能。但是配电线路自动化的开发是一个高投入、高技术、高难度、长周期、多方位的系统工程，如何立足于我国国情和网络现状，借鉴发达国家的经验，多快好省地开发出有中国特色的配电线路自动化系统，还需专家及广大技术人员积极探讨，努力推进配电网自动化建设向实用化方向发展，发挥更好的作用和效益。