配電自動化的現狀與未來

2013-11-28 09:55:09 電力信息化　點擊量：評論 (0)

【摘要】本文系統闡述了配電自動化的涵義及配電自動化實現的主要功能，對國內外配電自動化的現狀作了分析，指出了國際上配電自動化的發展新動向，重點論述了國內配電自動化的發展趨勢。【關鍵詞】配電自動化發

4我國配電自動化的發展趨勢
4.1功能分層分布
配電網自動化與通信系統是密切相關的。為了貫徹功能下放、分級分層、提高事故響應速度的原則，配電網自動化系統一般分三層：主站、子站、饋線。依據配電網規模的大小，主站層還可再分為主站和區域站兩層。
目前在主站與子站之間一般采用光纖通信，分兩種：光纖以太網、光纖環網，這兩種光纖通信方式的造價相近，光纖環網更成熟一些，但光纖以太網是發展方向，光纖以太網目前技術實現及相關設備已得到實踐檢驗，正在推廣應用。
子站與饋線之間目前一般采用光纖、雙絞線、電力線載波和無線等多種通信手段混合的方式。常見的結構為：以光纖構建干線通信網絡；通過雙絞線，采用現場總線技術(如Lonworks,Can,Profibus)等方式，將干線TTU、支線的FTU\TTU連接到干線FTU，由其通過高速光纖通道，將信息上傳到子站、主站，干線應具有這種集中轉發的能力。

饋線通信采用光纖通信，也可分為兩種：光纖以太網、光纖環網，這兩種光纖通信方式的造價相近。有些問題是光纖環網難于解決而只能用光纖以太網的，例如子站管理的范圍會發生變化，換言之，有些FTU本屬于A子站管理，由A子站負責與之通信，運行方式發生變化之后，變為B子站管理，由B子站負責與之通信，這種情況光纖環網是處理不了的；再比如饋線保護功能，要求FTU之間、與子站之間快速的交換信息（在100Mbps之內），也只有光纖以太網才能達到這種要求。
電力線載波是一種很理想的通信方式。最初的電力線載波是為傳輸高頻保護信號和話音信號設計的，它是基于線路兩端阻波器的點對點的通信。配電網節點眾多，這種點對點的通信方式不能滿足配電自動化的要求，因此配電載波將不再使用阻波器。第二代的載波技術基于擴頻原理，能夠在很低的信噪比情況下工作，具有很強的通行能力。最新一代的載波技術基于數字信號處理芯片（DSP），由于DSP具有強大的實時解碼功能，這種載波技術具有非常理想的通信能力。如今，基于DSP解碼的載波技術已經可以利用配電線路作為計算機總線構成總線式網絡，稱為網絡化配電載波（NDLC）。采用NDLC技術，在10KV配電網中的任一位置注入信號，可以在同一10KV網絡中任意位置的節點正確接受。目前已有集成了這種載波技術的芯片問世，其發射功率<=1W，典型的接收能力為-80dB。理論研究與試驗表明：該技術是一項完全可行的，很有發展前途的新技術。

4.2配電網系統保護
配電環節的保護集中在饋線保護上，配電網不存在穩定問題，一般認為饋線故障的切除并不嚴格要求是快速的。但是，隨著我國經濟的發展，電力用戶用電的依賴性越來越強，供電可靠性和供電電能質量成為配電網的工作重點，而配電網饋線保護的主要作用也變為提高供電可靠性和提高電能質量，具體包括饋線故障切除、故障隔離和恢復供電。配電自動化包括饋線自動化和配電管理系統，其中饋線自動化實現對饋線信息的采集和控制，同時也實現了饋線保護。饋線自動化的核心是通信，以通信為基礎可實現配電網全局性的數據采集與控制，從而實現配電SCADA、配電高級應用(PAS)；同時以地理信息系統(GIS)為平臺實現了配電網的設備管理、圖資管理；而SCADA、GIS和PAS的一體化則促使配電網自動化成為提供配電保護與監控、配電網管理的全方位自動化運行管理系統。這種基于通信的饋線自動化方案以集中控制為核心，綜合了電流保護、RTU遙控及重合閘的多種方式，能夠快速切除故障，在幾秒到幾十秒的時間內實現故障隔離；在幾十秒到幾分鐘內實現恢復供電。該方案是目前配電網自動化的主流方案，能夠將饋線保護集成與一體化的配電網監控系統中，從故障切除、故障隔離、恢復供電方面都有效地提高了供電可靠性；同時，在整個配電自動化中，可以加裝電能質量監控和補償裝置，從而在全局上實現改善電能質量的控制。