配電自動化實用化關鍵技術及其進展
摘要：針對目前國內配電自動化系統的建設情況，具體探討了其實用化關鍵技術的開發與應用，提出了配電自動化實用化、功能規范以及系統性能測試的發展建議，通過配電自動化仿真實驗室的建設探討了配電自動化的測試環境。探討了幾個進一步發展的技術方向：智能分布式饋線自動化模式能夠更好地適應配電網絡運行方式的變換；配電網優化運行決策支持系統為提高供電的經濟性、優化運行方式提供一個有效的工具；配電實往復提升輸送機時信息引擎機制可以為供電企業信息一體化大平臺提供支持
皮帶機; 關ZSG系列高效重型振動篩鍵詞：配電自動化實用化系統移動式輸送機實驗發展趨勢
不銹鋼分樣篩 單齒輥破碎機0 引言
隨著我國國民經濟的飛速發展，城市現代化進程加快，城市電力負荷增加，對電力的依賴越來越強，城市和農網改造已基本完成，一次網架的強壯必然要求提高配電網自動化運行水平，并實現配電管理現代化。我國配電自動化系統正是在這一背景輸送帶設備下逐步發展起來的。
本文在分析國內配電自動化發展現狀的基礎上，指出配電自動化及環錘破碎機配電配電管理系統建設的關鍵技術，提出配電自動化的實用問題以及配電自動化系統性能實驗和功能規范問題，并探討了未來配電自動化的幾個發展趨勢。
在起草《配電自動化系統功能規范》行業標準時，已用配電自動化一旋流篩詞概括了配電自動化和配電管理系統的綜合，本文也采用了這個概念。
&nbs鐵礦石破碎機石料破碎機p; 1國內配電自動化發展現狀
&nTD、D型斗提機bsp; 許多供電企業都認識到，隨著城網、農網改造的不斷深入，在供電可靠性和供電指標已有很大提高的基礎上，要繼續提高供電自動化是必由之路。近年來許多城市都在不同層次、不同規模上對配電自動化工作進行試點，并積累不少經驗和教訓。
經過近幾年的實煤礦皮帶輸送機踐，國內配電自動化系統的進展和存在問題主要有：
a．全網配電自動化的實現由通過重合器時序整定配合的方式逐步過度到通過饋線自動化終端（FTU）進行故障檢測，結合通信技術進行故障隔離和非故障區域恢復供電。當然，重合器的功能應裝車輸送機用到變電站10KV出口以及分之線上消除瞬時故障，仍然有意義。
b．配電自動化的關鍵設備由依賴進口逐步轉向使用國產設備，FTU已有了國產的入網許可產品，其功能與性能價格比更有利于各供電石灰石破碎機部門選用。
c．配電自動化由單純的配錳鋼雙輥破碎機電監控與數據采集（SCADA）系統加配電自動化（DA）轉向具有DA、配電管理系統（DMS）、地理信息系統（GIS）等較完整的配電自動化實時及供電企業管理系統，配電主站系統也由借用調度主站系統逐步轉向選擇面向配電自動化應用的配電自動化主站系統。
d．通信方式多樣化。配電網通信有無線、光纖、專用電纜、載波等多種通行方式，但在主通信線路上更傾向于使用光纖，10KV配電線載波通信以及基于GPRS和CDMA的無線通信在配電網中的應用受到用戶的廣泛關注。
e．GIS由孤獨的靜態設備管理系統逐步轉向動態的實時GIS，將SCADA和地理信息有機地統一起來。
f．DMS由需求不確定、功能繁雜逐步轉向功能需求實用化，以及DMS與其他系統有機集成構造供電企業信息一體化方向發展。
g．由于技術發展的需求，一次設備與自動化設備結合更加緊密，一次設備的廠家向二次自動化方向發展，二次自動化系統的廠家向一次設備方向發展。
h．《配電自動化系統功能規范》行業標準已經頒布，有了統一的功能規范，但是要解決各地配電自動化應用需求的不規范問題，仍然需求一個過程。
i．部分省公司以及全國電力系統城市供電專用工作網發布了一些配電自動化系統實用化的驗收細則，有利于配電自動化系統實用化的發展，但是配電自動化系統的實用化仍然是一個長期的過程。
j．部分設備沒有通過嚴格的質量測試，系統在惡劣環境下運行存在質量隱患。
k．配電自動化系統的規劃與配電一次網架的規劃結合不夠。
l．配電自動化系統出廠實驗和現場實驗沒有指導性的試驗規范及驗收標準。
m．配電自動化系統及DMS集成面臨網絡安全的挑戰。
n．試點系統的規模不夠，體現不出系統的整體規模效益。
2 實用化發展目標及其關鍵技術
與地區調度自動化在20世紀80年代中期發展相類似，各供電企業強烈要求制定配電自動化的各種標準，對投運的具體相當規模的城網配電自動化系統制定相應的實用化要求，進行實用化考核和實用化驗收，以體現配電自動化系統的經濟效益和社會效益。
因此，筆者認為，在總結配電自動化近年發展經驗和教訓的基礎上，應在已頒布的《配電自動化系統功能規范》等行業標準和各省公司以及全國電力系統城市供電專業工作膃肭感編制的驗收導則的基礎上，建立配電自動化系統性能測試方法和手段，并在此基礎上搞好配電自動化實用化建設，作為當前配電自動化的階段性發展目標。
《配電自動化系統功能規范》的基礎思想是實時的配電系統監控和故障處理功能（既DA）與配電管理功能（既DMS）相結合的系統，最大程度地實現資源公用、信息共享，以使實時信息盡快地提供給管理應用，使管理信息方便地為實時系統服務。在總結這些經驗教訓的基礎上對功能予以規范。功能分為基本功能和選配功能。基本功能是較為實用的，也是應該實用的；選配功能是為發展提高留有余地，并有利于使用單位因地制宜選用的。
關于配電自動化實用化的建設，應在功能規范和驗收導則的基礎上，在系統性能測試方法和手段健全的前提下，制定可行的實用化驗收細則。
在實時系統中重點考核SCADA系統的連續穩定運行情況、饋線自動化（FA）動作可靠情況、出廠測試（FAT）和現場測試（SAT）的成功率。
在管理系統中重點考核配電GIS基礎信息的準確率和及時更新情況，配電工區設計和操作人員真正應用圖紙管理系統代替常規的CAD圖紙，配電調度操作功能代替手工記錄和操作。
至于配電高級應用軟件以及配電管理中的其他業務流程管理，可放在第二步，當條件成熟后再逐步實用化。
實現一個具有實用化的配電自動化系統的關鍵技術有：
a．FTU應能有效可靠地捕捉故障信息，并結合通信和算法來實現故障隔離及恢復功能，并實現配電自動化功能的分布、分層控制。
b．系統通信方式的廣泛支持性，通信速率和通信可靠性應滿足配電自動化要求，系統通信結構應滿足在一點通信故障時數據暢通，且配電自動化功能正常實現，并能解決因配電自動化系統信息最大而可能造成的信息“瓶頸”效應。
c．FTU采用全工業級設計，滿足戶外惡劣環境運行要求，技術指標達到戶外D2級標準（-40攝氏度~85攝氏度）。柱上開關與FUT在電氣和結構上匹配，可靠接口，便于維修。
d．具有通過FTU進行蓄電池在智能維護的功能，有效的延長蓄電池的壽命。
e．配電主站采用開放式支撐平臺技術，具體分布式運行管理環境，采用大型商業數據庫作為歷史數據庫，實時數據庫具有客戶/服務器技術。應用軟件通過軟總線進行數據交換。
f．DMS數據建模及設備編碼考慮全局信息一體化建設的完備性和一致性，做到信息源頭唯一，系統拓撲信息CIS/SCADA/DMA的一致性。負荷控制信息、客戶服務信息、用電信息等其他系統信息，能有機地接入配電主站系統，共同構件全局信息一體化系統。
g．配電SCADA系統與GIS應運軟件之間在保證網絡安全的基礎上有效互通，使得實時信息在GIS中具有與SCADA系統相同的實時性，保持圖元在不同硬件、軟件平臺上的一致性。
h．通過中間件軟件技術和工作流方式DMS流程化管理。
配電自動化系統的試驗性能是保證實用化驗收效果的關鍵。配電自動化系統涉及面廣、系統集成度高，配電自動化系統試驗是為了保證配電自動化產品在其形成的各個階段的產品質量而進行的各種測試過程。
配電自動化系統產品的生命期大致可以分為產品研制、市場認可、供貨與接入系統3個階段。在每個階段都有各自不同的測試與運行過程。在產品研制階段，站端產品進行功能驗證和型式試驗，主站產品進行單元測試；在市場認可階段，進行產品技術鑒定，取得入網許可證；在供貨與接入系統階段，進行FAT，現場投運前進行SAT。
3個階段的每一個測試項目都必須有完整的測試計劃、明確的初始條件、嚴格的測試過程和對測試結果進行有效評估。
在配電自動化系統的行業標準化建設方面，全國電力系統控制及通信標準化技術委員會于2000年至2003年在配電自動化方面發布了以下標準：DL/T721-2000配電網自動化系統遠方終端；DL/T814-2002配電自動化系統功能規范；DL/Z790.11-2001采用配電線載波的配電自動化，第1部分：總則，第一篇：配電自動化系統的體系結構；等等。
在配電自動化終端的試驗中，還可參考遠動終端的部分技術條件，例如：DL/T630-1997交流采樣遠方終端技術條件；GB/T15153.1-1998遠方設備及系統，第2部分：工作條件，第一篇：電源和電磁兼容性（等同采用IEC870-2-1：1995）
另外，原國家電力公司發輸電運營部發布了有關配電自動化系統的指導性文件《配網自動化系統實用化驗收導則》(試行)，部分省電力公司為了規范本地區的配電自動化建設還制定了一些相關的實用化驗收導則，也都可以作為配電自動化測試和驗收的依據。
關于建立配電自動化系統性能測試方法和手段，應考慮配電動模試驗模型的建設。為了闡述配電模試驗模型，本文以東方電子信息產業公司建成的配電系統模擬仿真實驗室為例介紹其功能。
實驗室模擬系統規模為6個電源點，35條分段線路，6個開閉所單元。系統可模擬正常運行時的各種工況，例如改變符合的大小和性質、改變負荷分布、操作開關改變系統送電的網絡結構等。系統可根據現場實際保護配置情況來配置模型系統的保護裝置，使系統自身的動作情況與配電自動化系統對系統的操作二者得到真實反映。系統可模擬電網運行中的各種故障情況，并可模擬配電網各種中性點接地方式的運行，包括中性點不接地方式和中性點經消弧線圈接地方式、中性點經小電阻接地方式。
配電動模試驗模型將為系統聯調和測試提供仿真配電網運行的實時數據采集及控制對象，是系統聯調和測試可以在出廠前完整地進行，這對于提高開發和服務質量、減少現場服務工作量將產生明顯的效果。
3 配電自動化系統技術發展趨勢
配電自動化推廣應用的時間不長，在實用化工作逐步推進和完善的同時，配電自動化的理論和技術有著廣闊的發展空間。一些發達國家的配電自動化及配電管理系統已經從單純的監控及故障建設發展到優化運行和提高效益。配電自動化技術發展中應特別關注的研究方向主要有以下幾個方面。
3.1智能分布式FA
根據我國電力工業體制改革方案，“十五”以后逐步實行輸配分開，在售電環節引入競爭機制。配電環節的開放，分散發電裝置將得以廣泛使用，可以在合適的地點提供合適的能源解決方案，從而降低線路損耗，提高能量轉換效率。零售市場環境下配電自動化解決方案的主要困難在于：分散發電裝置的布置及投運的不確定性，使得配電網絡運行方式經常變動，從而傳統保護整定值與集中處理的FA解決方案很難適應變化。
建立基于多智能化FA體系將是一個較好的解決方案，在該體系中，將要研究建立智能體與區域協調器的協調機制。為了考慮全網的運行方式以及拓撲結構的變化影響，需要研究在配電自動化主站建立協調服務器，通過定義智能體之間的通信與規范，構成完整的智能分布式Fa實現方式。
3.2 配電網優化運行決策支持系統
通過配電自動化的有效投運，可以縮小停電范圍和停電時間，提高供電可靠性。但是，配電自動化系統要真正在系統中取得經濟效益，除了提高供電可靠性，需要優化電網結構與運行方式，降低線路損耗，提高供電質量。
配電網優化運行決策支持系統的研究將為提高供電的經濟性、優化運行方式提供一個有效的工具。配電網優化運行決策支持系統中將要研究建立配電網優化運行決策模型，綜合利用各種配電網的在線和離線參數信息，通過優化運行決策模型的輸入輸出關系，反映配電網運行的在線工況與未來可能的運行方式和配電網的規劃信息，計算出各種經濟指標、安全指標，并得出各種可能的在線輔助決策方案及其模擬運行的效果。
3.3信息一體化大平臺背景下的配電實時信息引擎機制
配電自動化及DMS是整個電力企業信息一體化集成系統的一個有機組成部分，而不是孤立的系統。在未來的配電自動化系統中，需要研究信息一體化大平臺背景下的配電實時信息引擎機制，在支持IEC61970CIM（公共信息模型）和IEC61968UIB（企業集成總線）系統應用層互聯模擬標準的同時，需要滿足電力二次系統網絡安全框架方案，以提供數據安全引擎機制作為數據應用的基礎環節。
4 結語
本文在探討了近幾年配電自動化系統的發展狀況后，對其實用化的關鍵技術進行了分析，并以《配電自動化系統功能規范》以及配電自動化系統測試方法和手段為基礎提出了配電自動化實用化作為階段性的發展目標，隨著配電自動化技術的發展，工程走向實用化是一個必然趨勢；還探討了智能分布式FA、配電網優化運行決策支持系統、信息一體化大平臺背景下的配電實時信息引擎機制等幾個未來配電自動化的發展趨勢。
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