在電網(wǎng)快速發(fā)展的當(dāng)下，進(jìn)行智能電網(wǎng)的配電自動化改造已經(jīng)成為大勢所趨，它不僅有力的推動著電力事業(yè)的發(fā)展，對于提高電網(wǎng)運(yùn)行效率而言也具有重要意義。本文針對智能電網(wǎng)中的配電自動化改造進(jìn)行研究，首先對相應(yīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行了闡述，對智能電網(wǎng)配電自動化的發(fā)展進(jìn)行了綜述，分析了智能電網(wǎng)與配電自動化之間的關(guān)系，重點(diǎn)對改造進(jìn)行了研究，包括：主站改造、子站改造以及終端改造，最后對改造效率進(jìn)行了分析。
1、配電自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及技術(shù)指標(biāo)
根據(jù)配電系統(tǒng)的容量大小，可以將配電自動化系統(tǒng)分為三種不同的類型，分別是：大型配電自動化系統(tǒng)、中型配電自動化系統(tǒng)以及小型配電自動化系統(tǒng)。通常情況下，在選擇配電自動化系統(tǒng)的類型時需要與實(shí)際的要求和目標(biāo)以及將來的發(fā)展規(guī)模相結(jié)合，以經(jīng)濟(jì)性、可擴(kuò)展性、安全穩(wěn)定性等為基本原則，圖1給出了典型的配電自動化系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)圖。其中，它最突出的優(yōu)點(diǎn)在于：具有較好的靈活性，在建設(shè)的初期可以采用中型配電自動化系統(tǒng)的型式進(jìn)行建設(shè)，并且裝設(shè)相應(yīng)的主站、子站以及終端等。當(dāng)需要對配電系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)展時，可以適當(dāng)增加主站系統(tǒng)數(shù)量，同時將其中的一個主站作為中心站。按照層次結(jié)構(gòu)的不同，可以將系統(tǒng)分為三個層次，其中，第二層以下的結(jié)構(gòu)可以根據(jù)需要適當(dāng)擴(kuò)展。
在配電網(wǎng)中，自動化系統(tǒng)的地位是毋庸置疑的，因此，對其要求較高，相應(yīng)的開關(guān)設(shè)備不僅要滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，同時還應(yīng)該滿足相應(yīng)的管理系統(tǒng)運(yùn)行要求。注：配電自動化系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)可參看相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)文件。
2、智能電網(wǎng)配電自動化的發(fā)展
在我國電網(wǎng)的發(fā)展中，智能電網(wǎng)配電自動化的發(fā)展經(jīng)歷了三個階段，以下對其進(jìn)行詳細(xì)分析。
2. 1配電系統(tǒng)開關(guān)設(shè)備的配合在該階段，主要配電設(shè)備還沒有建立完善的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，也缺失通信網(wǎng)絡(luò)。重合器等的使用會影響配電系統(tǒng)的功能，表現(xiàn)在：當(dāng)系統(tǒng)中出現(xiàn)故障時，通過相應(yīng)的配電開關(guān)設(shè)備的相互配合，配電系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)故障區(qū)域的隔離以及維護(hù)，從而保證了對用戶供電的正常以及穩(wěn)定。在自動化開關(guān)設(shè)備的相互配合下，配電系統(tǒng)自動化具有十分積極的作用，但值得注意的是這種自動化也存在一定的局限性，主要體現(xiàn)在：在實(shí)現(xiàn)維護(hù)自動化的過程中，需要定期進(jìn)行設(shè)備維護(hù)，同時這種維護(hù)缺乏安全和穩(wěn)定的自動化特點(diǎn)。
2. 2配電通信網(wǎng)絡(luò)在該階段中，最突出的特點(diǎn)是：應(yīng)用了配電系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)以及后臺計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)；它對于配電系統(tǒng)的自動化功能而言是質(zhì)的飛躍。在配電系統(tǒng)正常運(yùn)行的情況下，后臺計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用依然能夠?qū)崿F(xiàn)自動化控制，它在很大程度上保證了配電系統(tǒng)的安全運(yùn)行。除此之外，應(yīng)用通信網(wǎng)絡(luò)還有助于配電系統(tǒng)的遙控維護(hù)等。
2. 3配電系統(tǒng)自動控制在配電系統(tǒng)的自動控制階段，主要是實(shí)現(xiàn)了相應(yīng)的自動控制功能的添加；在計(jì)算機(jī)技術(shù)不斷發(fā)展的背景下，在開關(guān)設(shè)備配合自動化和后臺計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的自動控制功能的添加。它不僅實(shí)現(xiàn)了配電系統(tǒng)正常運(yùn)行的自動化，同時也實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程遙控的自動化。
3、配電自動化改造內(nèi)容
作為一項(xiàng)系統(tǒng)而龐大的工程，配電網(wǎng)系統(tǒng)的自動化改造涉及到以下三個方面的內(nèi)容。
3. 1主站自動化系統(tǒng)改造在主站系統(tǒng)中，主要包括三個子系統(tǒng)，分別為：①配電SCADA主站系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中，主前置服務(wù)器是RTu服務(wù)器中的一臺；當(dāng)這臺服務(wù)器出現(xiàn)故障時，系統(tǒng)將會自動的為系統(tǒng)配置一臺服務(wù)器替代出現(xiàn)故障的主前置服務(wù)器，從而有力的保證了系統(tǒng)的正常運(yùn)行。這些功能都是通過nap來實(shí)現(xiàn)的。在子站服務(wù)器中，通過相應(yīng)的交換機(jī)，可以實(shí)現(xiàn)將數(shù)據(jù)信號發(fā)送給主前置機(jī)服務(wù)器，這些數(shù)據(jù)信號通過dater進(jìn)行接收，并相應(yīng)的存入到本地，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時共享。通過datsrv的接受，子前置服務(wù)器能夠接受這些數(shù)據(jù)信息，實(shí)現(xiàn)實(shí)時數(shù)據(jù)的共享。②配電應(yīng)用軟件子系統(tǒng)DAS。通常情況下，當(dāng)配電網(wǎng)自動化改造完成以后，為了滿足系統(tǒng)的技術(shù)要求，需要進(jìn)行系統(tǒng)故障恢復(fù)診斷功能的聯(lián)機(jī)調(diào)試，即：配電網(wǎng)的自動化功能；在進(jìn)行調(diào)試之前，需要保證相應(yīng)條件的正確，包括：主站配置庫已經(jīng)完成、系統(tǒng)主站和子站之間的通信正常、FTU中相應(yīng)的功能正常。③配電管理系統(tǒng)DMS。就配電系統(tǒng)來說，其最為主要的功能是：AM/FM/GIS功能。它有效結(jié)合了空間數(shù)據(jù)處理、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及電力系統(tǒng)技術(shù)等，主要應(yīng)用于對電力設(shè)備空間定位資料的分析和顯示，同時也可以對相應(yīng)的屬性資料進(jìn)行分析，屬于數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。其中，AM表示自動繪圖系統(tǒng)，F(xiàn)M表示設(shè)備管理系統(tǒng)，GIS為地理信息系統(tǒng)；將三者結(jié)合起來就形成了DMS基本平臺，并建立了相應(yīng)的DMS數(shù)據(jù)庫，它可以提供共享資料給子系統(tǒng)；分析其主要優(yōu)點(diǎn)，包括：資料的冗余度更小，資料具有統(tǒng)一性，具有人性化操作界面。另外，應(yīng)用GIS系統(tǒng)，電力系統(tǒng)得到了一種新的表達(dá)形式，具有直觀的特點(diǎn)，空間管理能力更強(qiáng)。
3. 2子站自動化系統(tǒng)改造配電網(wǎng)中很多設(shè)備需要監(jiān)控，涉及到的范圍較廣，較難將監(jiān)控設(shè)備直接聯(lián)系配電主站，因此，需要中間級，即：配電子站系統(tǒng)。配電子站能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的采集和監(jiān)控功能。另外傳輸?shù)脚潆娭髡镜耐ㄐ盘幚砥髦械膶?shí)時數(shù)據(jù)也能得到實(shí)時監(jiān)控，這樣一來不僅能夠節(jié)省主干通道，對于配電自動化主站而言，還可以順利繼承自動化成果。
3. 3終端系統(tǒng)自動化改造就城市配電網(wǎng)而言，其自動化終端的主要任務(wù)是：實(shí)現(xiàn)各類設(shè)備的實(shí)時監(jiān)控，如：柱上開關(guān)、開閉所以及配電變壓器等，它不僅要完成遙測、遙控和遙調(diào)的功能，同時還要完成故障的識別和控制，與主站和子站相配合實(shí)現(xiàn)對電網(wǎng)運(yùn)行情況的檢測和優(yōu)化，對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行重構(gòu)，隔離故障。在變電站的開閉所自動化終端中，采用的是光纖雙以太網(wǎng)；而在柱上自動化終端中，則是采用R2485/232等無線方式，或者是采用光纖等接入到D25數(shù)據(jù)集中器中。這種配置有效結(jié)合了D25多功能電子裝置，實(shí)現(xiàn)了配置的靈活化，十分適宜應(yīng)用于未來可能大規(guī)模擴(kuò)展的場合。在該系統(tǒng)中，按照相關(guān)的功能要求，其系統(tǒng)的改造方案有以下幾種：①數(shù)據(jù)集中器。②開閉所自動化終端。③柱上自動化終端。
4電網(wǎng)配電自動化可靠性及改造效益
作為一項(xiàng)高新技術(shù)工作，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)的自動化運(yùn)行不僅要注意到配電網(wǎng)點(diǎn)多面廣的特點(diǎn)，同時也應(yīng)該注意人員和線路的不穩(wěn)定因素；此外，由于計(jì)算機(jī)的軟件和硬件更新快，管理和維護(hù)配電網(wǎng)自動化的過程十分復(fù)雜。依靠眾多的數(shù)字終端設(shè)備以及通訊網(wǎng)絡(luò)的傳輸通道等，配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)、分析以及更新等功能。為了保證其穩(wěn)定運(yùn)行，需要定期進(jìn)行科學(xué)合理的維護(hù)工作。具體而言包括：終端設(shè)備的運(yùn)行及維護(hù)、通信光纜的運(yùn)行及維護(hù)、計(jì)算機(jī)等硬件的運(yùn)行及維護(hù)。
實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)自動化改造以后，電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)可以進(jìn)行實(shí)時的監(jiān)控，這就大大提高了電網(wǎng)調(diào)度的安全穩(wěn)定性，可以有效防止由于信息傳遞不暢通而造成的盲調(diào)狀態(tài)；另外，電網(wǎng)自動化運(yùn)行的其他功能也得以實(shí)現(xiàn)，如；線路故障的自動化診斷、確定故障點(diǎn)的自動化隔離，故障區(qū)域供電的自動化恢復(fù)。經(jīng)過電網(wǎng)的配電自動化改造以后，配電搶修的工作量得到了大大減輕，相應(yīng)的反應(yīng)速度也得到了大大提高。經(jīng)過初步核算，經(jīng)過配電自動化改造之后的區(qū)域，其平均故障停電時間減少了0.07h/戶每年，供電的可考慮高達(dá)99.9%；社會經(jīng)濟(jì)效益都得到了極大的提高，另外，還由此培養(yǎng)出了一批專業(yè)素質(zhì)高的電網(wǎng)維護(hù)人員，為全面實(shí)現(xiàn)堅(jiān)強(qiáng)的智能電網(wǎng)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
5結(jié)束語
本文闡述了配電自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和技術(shù)指標(biāo)，分析了智能電網(wǎng)配電自動化的發(fā)展，重點(diǎn)對改造進(jìn)行了研究，包括：主站改造、子站改造以及終端改造，最后對改造效率進(jìn)行了分析。通過智能電網(wǎng)配電自動化的改造，電網(wǎng)的電能質(zhì)量得到了提高，故障停電時間減少了，恢復(fù)速度也提高了，電網(wǎng)企業(yè)社會責(zé)任得到了落實(shí)。
