The Development of Power Distribution Automation System
Distribution power system refers to the voltage rating of 110kV and below the grid. It is at the end of the power system, as an important part for contacting the user to the system. The difficulties of the distribution network automation system are analyzed and the implementation of specific issues are discussed. At the same time ,advanced automation system in the context of smart grid is introduced.

KEY WORDS：power system；power distribution；DA；smart grid

摘要：配电网一般指电压等级为110kV及以下的电网。由于处于电力系统的末端，配电网是整个电力系统与用户联系，向用户供应电能和分配电能的重要环节。针对配电网的自动化系统，文章分析了国内外发展情况及存在的难点，对配电自动化系统实施过程中存在的具体问题进行了探讨，同时展望了智能电网背景下的高级配电自动化系统。

关键词：电力系统；配电网；配电自动化；智能电网

    配电自动化技术是近年来随着通信、计算机技术的发展而发展起来的一门新型学科，它对于提高供电可靠性、扩大供电能力、降低线路损耗和减轻劳动强度具有重要意义[1]。配网自动化系统是通过提高配网管理和运行水平提高电力企业经济效益的手段。配电网主要面对用户，大量的10kV的线路是配电网的主体，其通过配电自动化系统对故障进行及时处理并对10kV网络实时监测，可提高供电可靠性，及时发现隐患。利用配变监测和网络优化重构功能可以降低线路损耗和变压器损耗，提高整个配网运行的经济效益。
1.国内外配电自动化系统的发展电力职称论文发表

1.1国外配电自动化发展
    欧美等国开展配电自动化的早期目标是缩短馈线停电时间，其发展始于70年代中期。美国在开展配电自动化工作的初期，为了使线路故障不影响变电站馈线供电，采用线路上装设多组重合器、分段器的方式。在纽约曼哈顿地区，当27kV线路故障时，真空重合器和变电站内的断路器会相互配合，经过3次开合操作，自动隔离故障以使非故障段恢复供电。1997年全纽约用户平均停电时间为104min，而曼哈顿地区仅为9min，提高了供电可靠性。美国长岛电力公司配电自动化系统在1994年采用FTU和无线数字电台组成了故障快速隔离和负荷转移的馈线自动化，据统计，其在4年内共避免了59万个用户的停电事故，这表明美国配电网自动化技术已经达到相当高的水平。
日本在20世纪70年代就开始进行高压大容量的配电方式，以解决大城市的配电问题，并着手开发依靠配电设备及继电保护进行配电网自动化运行的方法。从20世纪80年代至今日本已经完成了计算机系统与配电设备配合的配电自动化系统，在主要城市的配电网络上投入运行，其中大规模的配电自动化系统可控制约4000个以上的中压开关，中小规模的配电自动化系统也可控制约1500个中压开关。随着配电自动化的深入实施，电网供电可靠性得到了显著的提高，日本1996年至1997年度平均每户停电0.1次，每次平均8min，可靠性居全球之首。
1.2国内配电自动化系统的发展
    改革开放后，我国在经济上的高速发展带动人民物质生活水平不断提高，在这样的大背景下，用户对电力的需求越来越大，同时对供电质量和供电可靠性的要求也逐步提高，这表明电力已经作为一种商品进入市场接受用户的监督和选择，因此，对电力供应中的停电事故将追究电网企业的责任。与此同时，随着高技术和精密装备的接入，高性能的电力电子器件对电能质量要求也越来越高，配电网供电可靠性已成为电网企业必须考虑的主要问题。90年代后期，我国开展了配电自动化的建设工作，一些省会城市陆续开展了局部范围配电自动化试点建设[2]。国内最早的集成化、综合一体化功能的配电自动化工程试点，是1998年的宝鸡市区配电自动化系统。其功能包括了馈线自动化、配电变电器巡检、开闭所自动化、配电SCADA、配电仿真优化、配电地理信息系统、客户故障报修等，并实现了各个子系统之间的信息实时共享、功能相互共享的一体综合自动化系统。
2、配电自动化系统的难点
    现代电力系统是由发电网、输电网、配电网和负荷中心组成的庞大的能源系统，这就要求一个高度信息化和自动化的系统来监控和调度。这个系统应该是一个由集数据采集、控制、通信和分析决策功能于一身的网络系统。近年来，电网中主干网调度的计算机系统自动化程度已经得到了很大的发展，但配电网的自动化系统发展程度仍然很低，预留的发展余地仍相当大，这是由于配电网自动化系统不但比输电网自动化系统对于设备的要求高，而且规模非常大，建设费用要高很多。究其原因主要有如下几点：
2.1测控对象多
    配电自动化系统测控信息量大，系统组织困难。其测控对象为进线变电站、10kV开闭所、小区变电所、配电变压器分段开关、并补电容器、用户电能表、重要负荷等，站点通常有成百上千甚至上万点之多[3]。因此，不仅对于系统组织会带来较大的困难，而且对控制中心的计算机网络的可靠性和计算速度也要求很高，特别是在图形工作站上，要想较清晰地展现配电网的运行方式，技术上面对的困难是大的，因此，对于配电自动化主站系统，无论是硬件还是软件，较配电网自动化系统都有更高的要求。
2.2户外终端设备多电力职称论文发表

    由于配电自动化系统的户外终端设备多，要求其可靠性和安全性较高。输电网自动化系统的站端设备一般都可安放在所测控的变电站内，因此行业标准中这类设备按照户内设备只要求其在0-55℃环境温度下工作。配电自动化系统中有大量的站端设备必须安放在户外，由于它们的工作环境恶劣，通常要能够在-25-65℃环境下工作，因此必须考虑雷击、过电压、低温和高温工作、雨淋和潮湿、振动、电磁干扰等因素的影响，这样就导致了设备制造难度大和造价高的困难。此外，由于配电自动化系统中的站端设备进行远方控制的频繁程度比输电自动化系统要高很多，因此要求配电自动化系统中的站端设备具有更高的可靠性。
2.3通信系统复杂
    配电自动化系统的站端设备数量非常多，这样就大大增加了通信系统建设的复杂性[4]。目前成熟的通信手段没有一种方式能够单独满足这种要求，配电自动化系统的通信必须综合采用多种通信方式和多层集结的网络构建方法，以减少通信通道数量并充分发挥高速信道的能力。此外，在配电自动化系统内，对于开闭所RTU和柱上FTU往往要求还不一样，难以采用统一的通信规约，这也是造成通信系统复杂的原因之一。
2.4工作电源和操作电源提取困难
    配电自动化系统面临许多输电网自动化中不会遇到的问题，其中最重要的是控制电源和工作电源的提取。定位故障位置、设置故障隔离区段、使正常区域恢复供电是配电自动化最重要的功能。实现这一功能的前提是必须确保故障期间能够获取停电区域的信息，并通过远方控制跳开一部分开关后再合上另外一些开关。区域停电将使计算机系统或通信系统工作所需的电源难以获得。
3、配电自动化实施中的具体问题
3.1配电自动化实施的规划问题
    针对某一地区实施配电自动化前，首先要进行配电自动化系统规划。主要目的是为配电自动化的全面实施制订一个切实可行的实施步骤，这样既可以确保早期投入的设备继续运行，又可以保证投资的总体经济效益，从而使配电自动化的项目可持续发展。
考虑到资金的来源，配电自动化应遵循分阶段投资和分阶段实施的原则，确定分阶段实施的区域、变电站、馈线，并使分阶段建设的各配电自动化系统最终能与其他电网自动化功能相配合。一般来说，配电自动化系统中计算机遥测控制设备的技术寿命远低于电网一次设备的使用寿命。因此，一次系统的寿命与配电自动化技术先进性的协调关系，也是在进行配电自动化规划时需要解决的重要问题。
3.2配电网实施的经济性投资问题电力职称论文发表

    在实施配电自动化时，应充分考虑所实施地区社会经济的发展需要及供电企业本身的效益，分步分阶段实施。就城市电网的建设和改造而言，电网企业所得到的更多的是间接的社会效益和经济效益，因此需谨慎实施并制定详细的规划方案。
一次网架结构合理、设备可靠，具有一定的备用容量和足够的负荷转供能力是实施配电自动化的前提条件。此外，需考虑社会经济发展对供电可靠性和供电质量的要求，以及供电企业在经济上的承受能力。配电自动化项目有多种技术方案，但须从经济上对整个配电自动化生命周期内的费用进行比较，使用全寿命周期法进行评估。配电系统及其设备量大面广，其自动化系统涉及的费用大部分为控制系统、数据采集系统和通信系统的设备费用。要通过对实施的配电自动化的变电站、线路、配电所规划，给出基配置方案和基本评价，以供决策参考。
4、基于智能电网背景下的配电系统化
    传统的配电系统仅实现了单向功能，即将电力输送给终端用户，智能电网背景下的配电系统将实现系统和用户之间的电力和信息的双向交换[5]。与传统的配电自动化系统不同，智能电网背景下的配电自动化系统是高级配电自动化系统（ADA）。基本配电电路开关的自动控制功能是传统的配电自动化主要的关注点，而高级配电自动化延伸和发展了传统配电自动化系统的功能，对原有的功能实现进一步的整合和扩展。ADA关于所有可控设备和功能进行完全自动控制，改进系统的控制和运行的结构和方式。由于ADA中各种组件实现了相互操作，通过通信和控制手段就可以来运行系统，因此，这将带来系统可靠性和经济性的优化。毫无疑问，ADA将实现配电领域的技术上的革命性突破，带来配电系统翻天覆地的变化，但由于投资巨大，这种配网的改造和建设将分阶段多目标逐渐实现，进展会比较缓慢。
基于智能电网的高级配电自动化旨在建立未来配电系统所需要的技术和功能。因此，未来的配电系统应该具有如下特性：
（1）系统配置的优化，如环形馈线，微网和双向电力潮流；
（2）运作能力的更新，如智能分区和故障重配置，紧急响应和综合电压及无功管理；
（3）电子设备的智能化，信息技术和其他配电新技术的应用。电力职称论文发表
    这些特性使系统更加柔性，更加高效可靠。自动化系统提高了资产利用率，改善系统维护和运作，系统将更加经济。
5、结论电力职称论文发表

    配电网综合自动化是电力系统自动化的必然趋势，它是综合应用现代电力电子技术、通信技术、网络技术和图形技术并与配电设备相结合，将配电系统在正常和事故情况下的监视、保护、控制和供电企业的工作管理有机融合在一起的综合性先进技术。“十二五”期间，国家将大力发展新能源和智能电网技术，这为配电网自动化系统的发展提供了新的机遇。积极研发并推广应用ADA技术，建设现代配电网，更好地满足社会经济发展对电力系统的要求，具有十分重要的意义。
参  考  文  献
[1]徐腊元.我国配电自动化的发展及实施方案[J].电工技术杂志,2003,(07): 3~7.
[2]中国电力企业联合会.配电自动化系统功能规范[M].北京:中国电力出版社，2002.
[3]吴国良,张宪法.配电网自动化系统应用技术问答[M].北京:中国电力出版社，2005.
[4]刘文霞,刘晓茹.基于偏好DEA方法的配电通信网多种接入方式的评估.电力系统自动化[J],2009,33(4):24~27.
[5]李惠宇,罗小莉,于盛林.一种基于GPRS的配电自动化系统方案[J].电力系统自动化,2003,24(27):63~67.