【摘要】　從理論上提出了配網(wǎng)自動化的概念、功能等，提出了我國農(nóng)網(wǎng)配電自動化的設(shè)計、建設(shè)原則和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。論述全面、具體，有指導(dǎo)意義。

    1　引言

    廣義上的配電自動化是基于現(xiàn)代計算機與通信技術(shù)的配電系統(tǒng)二次技術(shù)，包括繼電保護、測量、控制、遠動以及生產(chǎn)、運營管理信息等部分的內(nèi)容。IEEE在1988年出版的配電自動化教材中提出：配電自動化系統(tǒng)是對配電網(wǎng)上的設(shè)備進行遠方實時監(jiān)視、協(xié)調(diào)及控制的一個集成系統(tǒng)。

    中國電機工程學(xué)會城市供電專業(yè)委員會起草的《配電系統(tǒng)自動化規(guī)劃設(shè)計導(dǎo)則》給配電自動化的定義為：所謂配電系統(tǒng)自動化"是利用現(xiàn)代電子、計算機、通信及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將配電網(wǎng)在線數(shù)據(jù)和離線數(shù)據(jù)、配電網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)和用戶數(shù)據(jù)、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和地理圖形進行信息集成，構(gòu)成完整的自動化系統(tǒng)，實現(xiàn)配電網(wǎng)及其設(shè)備正常運行及事故狀態(tài)下的監(jiān)測、保護、控制、用電和配電管理的現(xiàn)代化。"

    可以看出，目前就什么是配電自動化以及配電自動化的功能，有許多不同的定義與說法。不同的定義和說法從不同角度來分析和觀察問題，不能簡單地說哪一個是最準(zhǔn)確的，關(guān)鍵是我們?nèi)绾卫斫夂桶盐�。一般來說，配電自動化系統(tǒng)是一個大概念，包括供電業(yè)務(wù)流程中供電、用電、調(diào)度、通信等幾個大的技術(shù)系統(tǒng)。不管怎樣，在討論配電自動化的定義及其功能時，要把握以下三點：首先，配電自動化是關(guān)于現(xiàn)代信息技術(shù)在配電網(wǎng)運行控制與管理中應(yīng)用的技術(shù)；再就是配電自動化系統(tǒng)是一個綜合性的計算機系統(tǒng)，系統(tǒng)的數(shù)據(jù)、信息應(yīng)該共享，各項功能之間應(yīng)該互相配合；另外隨著用戶對供電質(zhì)量要求的提高以及技術(shù)的發(fā)展，配電自動化的功能及具體內(nèi)容也在不斷地變化之中。

    我國農(nóng)網(wǎng)配電自動化工作才剛剛起步，針對我國農(nóng)村(縣及縣以下)電網(wǎng)的管理實際，根據(jù)目前配電自動化技術(shù)在農(nóng)網(wǎng)中應(yīng)用情況，農(nóng)網(wǎng)配電自動化應(yīng)集中做好對中低壓配網(wǎng)進行監(jiān)視、控制以及管理，也就是實現(xiàn)配網(wǎng)自動化以及與其它系統(tǒng)的功能、信息共享和技術(shù)融合。

    2　設(shè)計與建設(shè)原則

    我國農(nóng)村地域廣闊，存在著地理、文化、經(jīng)濟、民族等差別，這決定了在農(nóng)村電網(wǎng)自動化建設(shè)中不可能統(tǒng)一成一種模式。

    2.1　術(shù)語

    農(nóng)網(wǎng)配網(wǎng)自動化系統(tǒng)是指對農(nóng)網(wǎng)中低壓配網(wǎng)進行監(jiān)視、控制以及管理的自動化系統(tǒng)。

    配網(wǎng)自動化主站系統(tǒng)(簡稱配網(wǎng)主站)是整個配電自動化系統(tǒng)的監(jiān)控、管理中心。

    配網(wǎng)自動化子站系統(tǒng)(簡稱配網(wǎng)子站)是指負(fù)責(zé)局部配網(wǎng)監(jiān)控，完成故障隔離、數(shù)據(jù)采集與轉(zhuǎn)發(fā)等功能的計算機控制系統(tǒng)。

    配網(wǎng)自動化遠方終端是中壓電網(wǎng)的各種遠方監(jiān)測、控制單元的總稱，它包括配電開關(guān)監(jiān)控終端FTU、配電變壓器監(jiān)測終端TTU、開閉所及用戶監(jiān)控終端DTU等。

    2.2　總體原則

   (1)　配網(wǎng)自動化系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)在配電網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的基礎(chǔ)上，根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶嶋H供電條件、供電水平、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和用戶性質(zhì)，因地制宜地選擇方案及其設(shè)備類型。

   (2)　重要用戶多，負(fù)荷密度高，線路走廊資源十分緊張，用戶對供電可靠性較為敏感的區(qū)域是首期實施自動化的區(qū)域。在實施前應(yīng)該經(jīng)過電網(wǎng)改造，使供電半徑趨于合理，網(wǎng)架和設(shè)備得到加強，線路間的相互連接具備條件。

   (3)　負(fù)荷密度小，雖經(jīng)改造，但網(wǎng)架結(jié)構(gòu)薄弱，線路間不具備互連但具有發(fā)展?jié)摿Φ膮^(qū)域，應(yīng)按自動化目標(biāo)規(guī)劃，視條件分步實施。

   (4)　以輻射網(wǎng)絡(luò)供電為主的區(qū)域，且未具備互聯(lián)條件，為提高供電可靠性，可按就地智能化目標(biāo)來規(guī)劃并組織實施。

   (5)　配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的建設(shè)必須首先滿足配電自動化基本功能，在條件具備時可以考慮增加管理功能。

   (6)　配網(wǎng)自動化系統(tǒng)主站原則上應(yīng)該考慮與調(diào)度自動化系統(tǒng)一體化設(shè)計。調(diào)度自動化系統(tǒng)尚未建設(shè)，不應(yīng)先行建設(shè)配電自動化系統(tǒng)。新建調(diào)度自動化系統(tǒng)應(yīng)綜合考慮配網(wǎng)自動化需求。電網(wǎng)規(guī)模較大，基礎(chǔ)條件成熟，可以統(tǒng)一規(guī)劃、分步建設(shè)。

   (7)　配網(wǎng)自動化通信建設(shè)應(yīng)該與調(diào)度自動化通信、集中抄表系統(tǒng)通信等結(jié)合起來，并考慮今后發(fā)展的容量。可根據(jù)系統(tǒng)的要求，并結(jié)合自身的實際情況，選擇適用的通信方式和通信速率。通信系統(tǒng)的功能、質(zhì)量、協(xié)議應(yīng)滿足有關(guān)規(guī)定。應(yīng)對通道的運行情況進行監(jiān)視，重要的通信通路宜采用獨立的雙通道，并可手動或自動切換。

   (8)　主站系統(tǒng)設(shè)計原則應(yīng)遵循各項國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，具有安全性、可靠性、實用性、擴展性、開放性、容錯性，滿足電力系統(tǒng)實時性的要求，具有較高的性能價格比。

   (9)　嚴(yán)格執(zhí)行"五制"，規(guī)范招投標(biāo)程序，重視對系統(tǒng)和設(shè)備安裝及投運的監(jiān)理，加強合同管理。對系統(tǒng)和設(shè)備要認(rèn)真進行性能價格比分析，不能盲目追求功能齊全，設(shè)備先進，也不能盲目追求價格低廉。

    3　系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

    3.1　模式一

    對于新建或改造的調(diào)度自動化系統(tǒng)，應(yīng)當(dāng)綜合考慮配網(wǎng)自動化和集中抄表系統(tǒng)的功能需求。選擇能夠?qū)崿F(xiàn)調(diào)度自動化、配網(wǎng)自動化、集中抄表的一體化主站系統(tǒng)(圖1)。

    圖1　配網(wǎng)自動化與調(diào)度自動化集中抄表一體化結(jié)構(gòu)示意圖

    3.2　模式二

    已經(jīng)建立的調(diào)度自動化系統(tǒng)，在功能上已經(jīng)滿足地方經(jīng)濟3～5年發(fā)展的需要，而又不具備配網(wǎng)自動化系統(tǒng)功能的，可以單獨建立一套配網(wǎng)自動化系統(tǒng)(圖2)，兩個獨立系統(tǒng)之間通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。 

    圖2　配網(wǎng)自動化系統(tǒng)、調(diào)度自動化系統(tǒng)分立結(jié)構(gòu)示意圖

    3.3　模式三

    進行配網(wǎng)自動化試點或者配網(wǎng)線路監(jiān)測數(shù)量比較少，可以建設(shè)一個配電子站來完成饋線自動化功能，并轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)給調(diào)度自動化系統(tǒng)(圖3)。

    圖3　配電子站與調(diào)度自動化主站配合結(jié)構(gòu)示意圖

    4　饋線自動化系統(tǒng)方案

    農(nóng)村電網(wǎng)架空線路和電纜線路通常有輻射狀和環(huán)網(wǎng)狀兩種，實現(xiàn)故障自動隔離可以采取多種方法，取決于自動化裝置的技術(shù)特點和整體方案。一般有就地控制和遠方控制兩種，就地控制以開關(guān)設(shè)備之間的整定值配合實現(xiàn)，能在不依賴主站和通信系統(tǒng)的條件下隔離故障；遠方控制方式通過主站或子站對FTU上傳信息的分析、判斷、控制。本著逐步建設(shè)的原則，就地控制方式可選擇具通信能力的分段開關(guān)，一旦通信問題解決即可完善設(shè)備狀態(tài)監(jiān)視及數(shù)據(jù)采集功能，直至最終實現(xiàn)遠方控制的故障隔離。因此，在選擇開關(guān)、電壓及電流互感器以及控制器時，都要全面考慮，留有余地，以便將來能方便增加遠動功能。

    4.1　就地控制方式：

    (1)　環(huán)網(wǎng)就地控制：

    雙電源環(huán)網(wǎng)供電，兩電源互為備用。從設(shè)備選擇和故障判別方式來看，就地控制方式分為電壓-時間型分段器方案和重合器方案。

    ①電壓-時間型分段器方案：

    采用電壓-時間型分段器作為分段開關(guān)，通過分段器對故障狀態(tài)下的電壓變化、時序配合和變電所出線開關(guān)的動作來判斷、隔離故障。

    ②重合器方案：

    采用具有開斷與關(guān)合短路電流能力的重合器，通過重合器的時序配合來實現(xiàn)就地的故障隔離與恢復(fù)。

    (2)　輻射型電網(wǎng)就地控制：

    采用變電所出線開關(guān)與重合器、分段器或者熔斷器相互配合實現(xiàn)故障區(qū)段隔離和故障點上游區(qū)段恢復(fù)供電。

    4.2　遠方控制方式

    主站系統(tǒng)/子站系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、監(jiān)控終端互相配合，利用終端設(shè)備監(jiān)測故障信號和開關(guān)動作情況，按照電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分析判斷出故障區(qū)段，并經(jīng)過遠方操作將故障區(qū)段隔離和恢復(fù)非故障區(qū)段的供電。

    5　結(jié)論

   (1)　農(nóng)村配網(wǎng)自動化的設(shè)計與建設(shè)應(yīng)當(dāng)因地制宜，以電網(wǎng)規(guī)劃為前提，以電網(wǎng)結(jié)構(gòu)為依據(jù)，與其它自動化系統(tǒng)及通信系統(tǒng)相銜接，與當(dāng)?shù)亟?jīng)濟發(fā)展水平和用電水平相適應(yīng)。

   (2)　對于農(nóng)村電網(wǎng)，輻射型配電線路占絕大多數(shù)，選用就地控制方式的饋線自動化則更為實際，這是與城網(wǎng)最大的區(qū)別。選擇配電自動化方案時一定要考慮農(nóng)電技術(shù)人員現(xiàn)狀，滿足可靠性、先進性、免維護性或少維護性的要求。

   (3)　模式一的調(diào)配合一的一體化主站系統(tǒng)應(yīng)是農(nóng)村電網(wǎng)配網(wǎng)自動化的發(fā)展方向，在有條件的地方優(yōu)先選用。模式二也是國內(nèi)農(nóng)村配網(wǎng)自動化的可選方案。一方面使處在起步階段農(nóng)村配網(wǎng)自動化能實現(xiàn)資源共享，節(jié)省投資，達到實用化要求。另一方面可以適應(yīng)農(nóng)村電網(wǎng)不斷發(fā)展、設(shè)備自動化水平和可靠性不斷提高、計算機及其技術(shù)不斷換代的要求。

   (4)　農(nóng)網(wǎng)自動化及通信技術(shù)應(yīng)以統(tǒng)一平臺、信息共享、設(shè)備集成為主要研究方向。