精讲配电自动化及其管理系统配置

配电网是由架空线路、电缆、杆塔、配电变压器、隔离开关、无功补偿电容以及一些附属设施等组成的。在电力网中起重要分配电能作用的网络就称为配电网。

1.配电网的分类

配电网按电压等级来分类，可分为高压配电网（35～110kV），中压配电网（6～10kV），低压配电网（220／380V）。在负荷率较大的特大型城市，220kV电网也有配电功能。

按供电区的功能来分类，可分为城市配电网、农村配电网和工厂配电网等。

在城市电网系统中，主网是指110kV及其以上电压等级的电网，主要起连接区域高压（220kV及以上）电网的作用。

从投资角度看，我国与国外先进国家的发电、输电、配电投资比率差异很大，国外基本上是电网投资大于电厂投资，输电投资小于配电投资。我国刚从重发电轻供电状态中转变过来，而在供电投资中，输电投资大于配电投资。从我国城网改造之后，将逐渐从输电投资转入配电建设为主。

2.配电网的运行状态

配电网的运行是指组成配电网系统的所有环节都处于执行其功能的状态。系统运行中，由于电力负荷的随机变化以及外界的各种干扰会影响配电系统的供电可靠性和供电能力。系统运行分为正常运行状态、检修状态和故障运行状态，如图6-1所示。配电网运行包括了所有这些状态及其相互间的转移。各种运行状态之间的转移需通过不同控制手段来实现。

配电系统相对于输电系统来说，由于电压等级低、供电范围小，但与用户直接相连，是供电部门对用户服务的窗口，因而决定了配电网运行有如下特点和基本要求：

1）10kV中压配电网在运行中，负荷节点数多，一般无法计算实时记录负荷，无法应用现在传统潮流程序进行配电网的计算分析，要求建立新的数学模型和计算方法。

2）随着铁道电气化和用户电子设备的大量使用，配电网运行中有大量的谐波源、三相电压不平衡、电压闪变等污染，要求准确测量与计算配电网中的谐波分布，从而采取有效措施抑制配电网运行中的谐波危害。

图6-1 配电网运行状态

3）由于环保条件日趋严格的制约，要求配电网运行能制定不影响城市绿化、防火、防爆、防噪声等技术和组织措施，以便减少配电网运行对环境的污染。

4）随着用户对供电可靠性和电压质量指标的提高，还靠人工操作已无法适应，要求现代配电网运行不断提高自动化、智能水平。(www.xing528.com)

3.配电自动化

由于配电系统上述特点的存在，使得对其分析不能完全遵循应用于发电、输电系统的方法。人们要求对配电网进行在线与离线的智能化管理，使其处于安全、可靠、优质和高效的运行状态。配电自动化就是在这种背景下应运而生。

（1）配电自动化概念

配电自动化是利用现代电子、计算机、通信和网络技术，将配电网在线数据、离线数据、用户数据、网络结构和地理图形进行信息集成，构成完整的自动化系统。其中运行及控制部分功能的自动化由配电自动化系统（DAS）实现，又可具体分为SCADA系统、电压无功控制、保护的协调管理及控制、馈线控制、故障处理（故障检测、定位、隔离后故障区供电）、自动抄表和负荷管理等。

配网自动化技术将配电在正常及事故情况下的监测、保护、控制、计量和供电部门的工作管理有机地融合在一起，改进供电质量，与用户建立更密切更负责的关系，以合理的价格满足用户要求的多样性，力求供电经济性最好，企业管理更为有效。

（2）配电自动化系统结构

配电自动化系统一般由主站、通信网络、变电站自动化系统或配电自动化二级主站、配电自动化远方终端DA-RTU、线路FTU、自动读表终端等组成，如图6-2所示。

配电自动化主站是配电自动化系统的控制与管理中心。它一般采用客户／服务器结构，以SCADA系统和GSI系统作为基本平台，并配备各种应用软件完成DA／DMS的功能。

变电站自动化系统完成变电站设备的实时监控、管理。它一般是集中式RUT与变电站各种保护监控装置通信构成的系统，或由间隔级微机综合保护、监控装置配合后台通信处理机构成的分布式计算机系统。

图6-2 配电自动化及其管理系统配置图

配电自动化二级主站是配电自动化系统的中间层，主要用于完成小区内配电网馈线自动化功能，并作为通信节点，向主站转发小区内RTU／FTU或其他智能装置的数据。

配电自动化远方终端单元DA-RTU分为安装在变电站或开闭所的站内RUT及安装在配电线路上的FTU两种设备。DA-RTU与配电自动化主站或二级主站通信，提供配电系统运行监控及管理所需的数据，执行主站发出的对配电设备的控制、调节命令。

配电自动化系统的监控对象具有点多、分散的特点，通信系统一般采用主干通道与分支通信网相结合的结构，分为用户、线路FUT、变电站或几级主站、控制中心等几个层次。用户（如配变监测、自动读表）终端数据由线路FTU、变电站RTU、二级主站转发，可选用有线、配电线载波、无线电、电话线等通信方式。线路FTU数据由变电站或二级主站转发，可选用光纤、无线电、有线等通信方式。变电站或二级主站可选用光纤、无线扩频、数字微波、载波或有线等方式，直接与控制中心通信。