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摘要：本文阐述了配电网自动化技术的含义及其作用，并对某地区配网自动化系统情况充分调研的基础上，探讨了配电网自动化实现的手段及其基本功能，针对现代城市电网配网自动化发展中的一些实用性问题进行了分析，提出了建议。
关键词：城市；配电网；自动化建设
中图分类号：F291.1 文献标识码：A 文章编号：
1、配电网自动化技术的含义及其作用
近年来，配网自动化已经成为电力系统自动化的最主要部分和核心内容，在一些比较发达的地区，大多都采用在配电网中安装户外配电线路设备的方法，这样可以有效减少工程的占地面积和投资，同时也能够提高供电质量的效果，这种方法已经被越来越多的配电部门采用。我国配电网的建设经历过很长的时间，前期由于技术装备落后、设备自动化程度较低，一些先进的技术未被引用。
2、某地区配电网现状分析
某供电公司于2002年前后进行了某市区18条10kV线路的配电自动化试点。但由于当时对配电自动化的认识不到位、配网架和设备不完善、技术和产品不成熟（特别是一次设备）、管理措施跟不上等原因，使配电自动化系统没有发挥应用的作用。根据实际情况，确定采用“主站＋配电终端”两层结构的大中型配电自动化系统的架构规划，各层的组成、作用和特点如下：配电自动化主站系统是配电自动化系统的控制与管理核心（如图1所示）。主站系统集成型主站系统为建设起点，基于IEC 61968信息总线，实现配电SCADA、配电高级分析、配电GIS、地调SCADA/EMS、PMS、95598、计量自动化、营销系统等系统的横向集成，逐步扩充智能调度、智能停电处理、馈线自愈等功能，向智能配电网主站发展。
图1配电自动化主站系统的组成
在配电自动化系统规划中取消了“配电子站”层。常规的配电子站是配电自动化系统的中间层，主要完成区域内配电网馈线自动化功能，并作为通信节点，向主站转发区域内FTU/TTU/DTU或其他智能装置的数据。
3、城市配电网的自动化建设
3.1.城市配网自动化的系统结构和各组成部分城市配网自动化是指利用现代通信和计算机技术，对电网在线运行的设备进行远方测量、监视和控制的网络系统。整个系统包括自动化中心主站、信道、中心分站、监控终端和监测终端等，其系统逻辑结构如图2所示。配电网自动化中心主站线面可以分设中心分站，用以满足配电网系统较大时提高系统的响应速度的要求，下面就各个组成部分的具体内容进行介绍。
图 2 配电网自动化的系统结构图
（1）自动化中心主站。主要装置包括前置机、各种监控工作站、数据库服务器、大屏幕显示器，网络交换机及路由器、通信机等等，根据实际需要，各工作站可以选择不同装置进行自动化建设。
（2）监控、监测终端。主要组成部分包括馈线终端、配变终端和常规终端等，这一部分具有很重要的数据处理功能，比如：对信息的采集和处理、接受和执行遥控指令、对事件的记录和上报以及电源失电保护等等。2011年，南京供电公司就配电自动化终端的向总承包商国电南瑞科技股份有限公司提出了几点具体要求，其中包括“当SF6气压低于限值时，严禁分合开关”；加装了电动操作机构的终端应具备使得一次电气设备具有五防闭锁功能的能力；“各终端应具有电池活化、电池电压采集、电池活化状态信号、电池电压低告警等功能”；“各类型终端应具有历史数据存储能力（包括不低于256条事件顺序记录、30条远方和本地操作记录、10条装置异常记录等信息存储能力），方便日后事故的查找分析”等等。从中也能看出南京供电公司确实从应用角度、专业角度出发，对上一环节的供应商提出了需求，以便进一步提高南京配网自动化水平。
（3）信道。其主要的作用是用于通信，目前配电网中采用的通信方式主要包括光纤、电力线载波、微波、无线电、同轴电缆等。
3.2.三种配电网自动化方案
理论上可以给出配网自动化的三种主要方案。
（1）方案一：架空线路。该方案一般用于道路比较宽敞，两侧路面宽余较多、总体规划全面的大型城市，对周围环境的要求比较高，其主要是采用裸线架空导线和架空绝缘导线，多数情况下是采用双回路的方法架设。
（2方案二：环网电缆。其主要特点是以电缆作为配电主干线，该方案主要是应用于城市中商业繁华、人口密集的地带，其主体是环网开关柜。
（3）方案三：低压380/220V配电网自动化。它主要解决的问题有两个：在低压情况下采用两个电源以及使得配电变压器能够经济运行，尽量较少损耗和使其额定运行。
4、城市配电自动化实施中的问题以及建议
4.1.通信系統的建设
10 kV配电网虽然每台终端传送的信息量比较小，但是它的覆盖面广、规模大、网架结构非常复杂。建设稳定可靠的通信系统，是实现配电自动化首要解决的问题。随着通信技术的发展，现已用于配网自动化中的通信方式主要有电力载波、光纤通信、电话线、无线通信、双绞线等等。光纤通信凭借传输频带宽、通信容量大、可靠性高等优点获得了广泛的应用。配电线载波的传输媒介就是配电线本身，这样一来就使得其具有投资小、覆盖面广、安装维护方便等等优点。但是，值得注意的是，在配网自动化中，以上任何一种方式都不能完全满足系统的需求，由于现今配网自动化主要针对的是“遥信、遥测”的实现，在操作过程中应该有所侧重，利用已有的资源，采用某种或几种组合的通信方式来满足不同环境的需求，同时应该避免大规模的设备改造。
4.2.采用GIS的模式
几乎所有的配电自动化系统均要求配置GIS功能。当前，采用GIS主要有有以下几种模式。
（1）数据共享模式。所谓数据共享模式就是指两个系统共同享有空间和实时数据，尽可能地共享拓扑结果，之间的区别是有自己的图形平台。
（2）一体化模式。其目的是达到数据、应用和图形三者的共享，整个系统有统一的人机界面，可以在GIS的画面上直接生成系统接线图，并且可以直接在线修改。
（3）分离模式。配电调度系统和GIS系统完全分开，是完全分开的两个系统，仅仅采用地理图形作为显示实时信息的背景。
4.3.配电网自动化的建设
配电网自动化系统由于工程项目的内容繁多，数据量庞大，涉及部门多，同时设备量大、面广，运行维护工作量大，如果系统建设出现漏洞或者是维护过程中出现不足都会导致最后结果不理想，因此要在实践中不断探索，完善组织管理、运行维护规程。在配电网自动化系统的实施过程中，要注意以下几点事项：
（1）在配电网系统内部，设立配网自动化队伍，组织相应员工熟悉一次网络与现场设备，同时要与时俱进地接受新技术和新设备，他们不但要负责配电网络的设备验收、维护、操作和故障处理，应负责相关数据的正常维护，保证系统的数据和现场相符。南京供电公司为此专门成立了配网自动化班，挑选了理论功底强的大学生员工专业负责对口，保证配网自动化管理正常有序开展。
（2）不断探索对配网自动化系统进行出厂试验和现场试验的方法，整理多年的实践经验，并借此制定出实用化验收细则和维护管理细则，保证各设备安全运行并确保运行中的维护工作顺利进行。2011年，根据国网公司部署，南京供电公司发布了《南京供电公司配电自动化验收规范》，对南京的配网自动化新设备验收提出了具体的要求，其中有：“配电自动化设备的验收工作由建设单位负责组织，运行、维护、施工等相关单位参加，验收前由施工单位提供完整的调试、试验报告，并办理相应的技术资料交接手续”；“新设备调试、验收须采用“全遥信、全遥测、全遥控”的方式进行”；“新设备验收工作结束后，须编制完整的验收报告”等总体要求。此外对验收工作、验收过程、验收资料都有相应的具体规定。
（3）挑选一些对网络熟悉、具有一定经验的生产技术人员，鼓励和培养他们对系统软件进行开发、对硬件进行改造建设，不断使系统适用于电网实际，同时也能再培养一批系统运行维护人员。
5、结束语
综上所述，配电网自动化技术是一项高科技的系统工程。在具体实施过程中，要结合地区配网自动化系统的现状和地理、经济特点，合理科学进行配网自动化改造。
关键词：城市；配电网；自动化建设
中图分类号：F291.1 文献标识码：A 文章编号：
1、配电网自动化技术的含义及其作用
近年来，配网自动化已经成为电力系统自动化的最主要部分和核心内容，在一些比较发达的地区，大多都采用在配电网中安装户外配电线路设备的方法，这样可以有效减少工程的占地面积和投资，同时也能够提高供电质量的效果，这种方法已经被越来越多的配电部门采用。我国配电网的建设经历过很长的时间，前期由于技术装备落后、设备自动化程度较低，一些先进的技术未被引用。
2、某地区配电网现状分析
某供电公司于2002年前后进行了某市区18条10kV线路的配电自动化试点。但由于当时对配电自动化的认识不到位、配网架和设备不完善、技术和产品不成熟（特别是一次设备）、管理措施跟不上等原因，使配电自动化系统没有发挥应用的作用。根据实际情况，确定采用“主站＋配电终端”两层结构的大中型配电自动化系统的架构规划，各层的组成、作用和特点如下：配电自动化主站系统是配电自动化系统的控制与管理核心（如图1所示）。主站系统集成型主站系统为建设起点，基于IEC 61968信息总线，实现配电SCADA、配电高级分析、配电GIS、地调SCADA/EMS、PMS、95598、计量自动化、营销系统等系统的横向集成，逐步扩充智能调度、智能停电处理、馈线自愈等功能，向智能配电网主站发展。
图1配电自动化主站系统的组成
在配电自动化系统规划中取消了“配电子站”层。常规的配电子站是配电自动化系统的中间层，主要完成区域内配电网馈线自动化功能，并作为通信节点，向主站转发区域内FTU/TTU/DTU或其他智能装置的数据。
3、城市配电网的自动化建设
3.1.城市配网自动化的系统结构和各组成部分城市配网自动化是指利用现代通信和计算机技术，对电网在线运行的设备进行远方测量、监视和控制的网络系统。整个系统包括自动化中心主站、信道、中心分站、监控终端和监测终端等，其系统逻辑结构如图2所示。配电网自动化中心主站线面可以分设中心分站，用以满足配电网系统较大时提高系统的响应速度的要求，下面就各个组成部分的具体内容进行介绍。
图 2 配电网自动化的系统结构图
（1）自动化中心主站。主要装置包括前置机、各种监控工作站、数据库服务器、大屏幕显示器，网络交换机及路由器、通信机等等，根据实际需要，各工作站可以选择不同装置进行自动化建设。
（2）监控、监测终端。主要组成部分包括馈线终端、配变终端和常规终端等，这一部分具有很重要的数据处理功能，比如：对信息的采集和处理、接受和执行遥控指令、对事件的记录和上报以及电源失电保护等等。2011年，南京供电公司就配电自动化终端的向总承包商国电南瑞科技股份有限公司提出了几点具体要求，其中包括“当SF6气压低于限值时，严禁分合开关”；加装了电动操作机构的终端应具备使得一次电气设备具有五防闭锁功能的能力；“各终端应具有电池活化、电池电压采集、电池活化状态信号、电池电压低告警等功能”；“各类型终端应具有历史数据存储能力（包括不低于256条事件顺序记录、30条远方和本地操作记录、10条装置异常记录等信息存储能力），方便日后事故的查找分析”等等。从中也能看出南京供电公司确实从应用角度、专业角度出发，对上一环节的供应商提出了需求，以便进一步提高南京配网自动化水平。
（3）信道。其主要的作用是用于通信，目前配电网中采用的通信方式主要包括光纤、电力线载波、微波、无线电、同轴电缆等。
3.2.三种配电网自动化方案
理论上可以给出配网自动化的三种主要方案。
（1）方案一：架空线路。该方案一般用于道路比较宽敞，两侧路面宽余较多、总体规划全面的大型城市，对周围环境的要求比较高，其主要是采用裸线架空导线和架空绝缘导线，多数情况下是采用双回路的方法架设。
（2方案二：环网电缆。其主要特点是以电缆作为配电主干线，该方案主要是应用于城市中商业繁华、人口密集的地带，其主体是环网开关柜。
（3）方案三：低压380/220V配电网自动化。它主要解决的问题有两个：在低压情况下采用两个电源以及使得配电变压器能够经济运行，尽量较少损耗和使其额定运行。
4、城市配电自动化实施中的问题以及建议
4.1.通信系統的建设
10 kV配电网虽然每台终端传送的信息量比较小，但是它的覆盖面广、规模大、网架结构非常复杂。建设稳定可靠的通信系统，是实现配电自动化首要解决的问题。随着通信技术的发展，现已用于配网自动化中的通信方式主要有电力载波、光纤通信、电话线、无线通信、双绞线等等。光纤通信凭借传输频带宽、通信容量大、可靠性高等优点获得了广泛的应用。配电线载波的传输媒介就是配电线本身，这样一来就使得其具有投资小、覆盖面广、安装维护方便等等优点。但是，值得注意的是，在配网自动化中，以上任何一种方式都不能完全满足系统的需求，由于现今配网自动化主要针对的是“遥信、遥测”的实现，在操作过程中应该有所侧重，利用已有的资源，采用某种或几种组合的通信方式来满足不同环境的需求，同时应该避免大规模的设备改造。
4.2.采用GIS的模式
几乎所有的配电自动化系统均要求配置GIS功能。当前，采用GIS主要有有以下几种模式。
（1）数据共享模式。所谓数据共享模式就是指两个系统共同享有空间和实时数据，尽可能地共享拓扑结果，之间的区别是有自己的图形平台。
（2）一体化模式。其目的是达到数据、应用和图形三者的共享，整个系统有统一的人机界面，可以在GIS的画面上直接生成系统接线图，并且可以直接在线修改。
（3）分离模式。配电调度系统和GIS系统完全分开，是完全分开的两个系统，仅仅采用地理图形作为显示实时信息的背景。
4.3.配电网自动化的建设
配电网自动化系统由于工程项目的内容繁多，数据量庞大，涉及部门多，同时设备量大、面广，运行维护工作量大，如果系统建设出现漏洞或者是维护过程中出现不足都会导致最后结果不理想，因此要在实践中不断探索，完善组织管理、运行维护规程。在配电网自动化系统的实施过程中，要注意以下几点事项：
（1）在配电网系统内部，设立配网自动化队伍，组织相应员工熟悉一次网络与现场设备，同时要与时俱进地接受新技术和新设备，他们不但要负责配电网络的设备验收、维护、操作和故障处理，应负责相关数据的正常维护，保证系统的数据和现场相符。南京供电公司为此专门成立了配网自动化班，挑选了理论功底强的大学生员工专业负责对口，保证配网自动化管理正常有序开展。
（2）不断探索对配网自动化系统进行出厂试验和现场试验的方法，整理多年的实践经验，并借此制定出实用化验收细则和维护管理细则，保证各设备安全运行并确保运行中的维护工作顺利进行。2011年，根据国网公司部署，南京供电公司发布了《南京供电公司配电自动化验收规范》，对南京的配网自动化新设备验收提出了具体的要求，其中有：“配电自动化设备的验收工作由建设单位负责组织，运行、维护、施工等相关单位参加，验收前由施工单位提供完整的调试、试验报告，并办理相应的技术资料交接手续”；“新设备调试、验收须采用“全遥信、全遥测、全遥控”的方式进行”；“新设备验收工作结束后，须编制完整的验收报告”等总体要求。此外对验收工作、验收过程、验收资料都有相应的具体规定。
（3）挑选一些对网络熟悉、具有一定经验的生产技术人员，鼓励和培养他们对系统软件进行开发、对硬件进行改造建设，不断使系统适用于电网实际，同时也能再培养一批系统运行维护人员。
5、结束语
综上所述，配电网自动化技术是一项高科技的系统工程。在具体实施过程中，要结合地区配网自动化系统的现状和地理、经济特点，合理科学进行配网自动化改造。