配电网自动化的实现及应用

为了与输电网自动化的能量管理系统（EMS）相对应，通常又把上述的这种能对变电、配电和用电过程进行监视、控制和管理的综合配电网自动化系统，称为配电管理系统（Distribution Management System，DMS）。它所包括的内容如下所述：

图6-23 四个通道信号时域图

图6-24 某一通道信号频谱图

1.配电自动化系统

配电自动化系统（Distribution Automation System，DAS）是配电管理系统中最主要的内容，它是一种可以使配电企业在远方以实时方式监视、协调和操作配电设备的自动化系统。它包括以下几个部分：

（1）配电SCADA系统。即配电网数据采集和监控系统，它采集安装在各个配电设备处的终端单元上报的实时数据，并使调度员能够在控制中心遥控现场设备，它一般包括数据库管理、数据采集、数据处理、远方监控、报警处理、历史数据管理以及报表生成等功能。SCADA包括配网进线监控、配电变电站自动化、馈线自动化和配变巡检及低压无功补偿四个部分。其中，配电网进线监控是完成对配电网进线变电所开关位置、保护动作信号、母线电压、线路电流、有功和无功功率以及电度量的监视。馈线自动化（Feeder Automation，FA）是指在正常情况下，远方实时监视馈线分段开关与联络开关的状态和馈线电流、电压情况，并实现线路开关的远方合闸和分闸操作以优化配网的运行方式，从而达到充分发挥现有设备容量的目的；在故障时获取故障信息，并自动判别和隔离馈线故障区段以及恢复对非故障区域供电，从而达到减小停电面积和缩短停电时间的目的；在单相接地等异常情况下，对单相接地区段的查找提供辅助手段。开闭所和配电变电站自动化（Substation Automation，SA）是完成对配网中10kV开闭所、小区变的开关位置，保护动作信号、小电流接地选线情况，母线电压，线路电流，有功和无功功率以及电量的远方监视，开关远方控制，变压器远方有载调压等。变压器巡检与无功补偿是指对配电网中箱式变、变台的参数进行远方监视以及对补偿电容器进行自动投切和远方投切等。

（2）需求侧管理（Demand Side Management，DSM）。DSM是指电力的供需双方共同对用电市场进行管理，以达到提高供电可靠性，减少能源消耗及供需双方的费用支出目的。其内容包括负荷监控和管理以及远方抄表与计费自动化两个方面。其中，负荷监控和管理（Load Control Management，LCM），是根据用户情况进行综合分析，确定最优运行和负荷控制计划，对集中负荷及部分工厂用电负荷进行监视、管理和控制，通过合理的电价结构引导用户转移负荷，平坦负荷曲线，降低运行成本，实现负荷均衡化。远方抄表与计费自动化（Automatic Meter Reading，AMR）是指通过各种通信手段读取远方用户电表数据，并将其传送至控制中心，自动生成电费报表或曲线等，它还能实现复费率和各项统计功能，提高营业管理现代化水平。

（3）地理信息系统（Geographic Information System，GIS）。GIS是将配电网设备的地理位置与一些属性数据库（如用户信息、需方管理上报的实时数据等）结合，以便操作和管理人员更加直观地进行配电网的动态分析和运行管理。其内容主要包括：设备管理、用户信息系统、SCADA功能及故障信息显示等。其中，设备管理（Facilities Management，FM）是指将变电站、馈线、变压器、开关、电杆等设备的技术数据反映在地理背景图上，便于进行设备及其静态信息的查询、统计。用户信息系统（Customer Information System，CIS）是指借助GIS系统，对大量用户信息，如用户名称、地址、账号、电话、用电量和负荷、供电优先级、停电记录等进行处理，便于迅速判断故障的影响范围，而用电量和负荷的统计信息还可作为网络潮流分析的依据。SCADA功能及故障信息显示是指GIS通过调用CIS和SCADA功能迅速查明故障区域，对网络结构和供电、停电范围进行分析，选择合理的操作顺序和路径，并自动显示故障处理过程的进展信息。此外，GIS还可具有辅助配电网发展规划设计等功能。(www.xing528.com)

2.配电网高级应用软件

配电网高级应用软件（Distribution Performance Analysis System，DPAS）能使调度员有能力对各种运行方式下配电网的运行情况进行分析。其内容包括网络潮流分析、网络拓扑优化（如负荷均衡化、面向降低线损的网络重构、电压、无功综合优化等），通过以上手段可以达到降低运行成本、减少线损、改善电压质量等目的。此外，还包括故障情况下的短路电流计算等。

3.调度员仿真调度系统

调度员仿真调度系统（Dispatcher Training System，DTS）是指通过应用软件对配电网的调度操作进行仿真，用模拟的操作代替真实的操作，用潮流计算的结果代替真实的操作结果。利用仿真调度功能，可以对某些特定的运行状况进行仿真或进入客户呼叫服务系统（Trouble Call System，TCS）可对用户的电话投诉进行处理，确定故障范围和类型，并帮助检修队及时到达现场排除故障，并报告用户故障处理情况以及预计恢复供电时间等。当然，客户呼叫服务系统也可以向用户提供有关电费、电价、电力法规和政策、检修停电计划等信息的查询服务。

4.工作票管理系统

工作票管理系统（Work Orders Management，WOM）的任务是自动生成配电网施工建设、设备维修和巡视、故障处理以及运行方式调整等工作的操作步骤。