摘要：本文介紹了我國配電網及配電網自動化的的基本情況，分析了我國配電網中存在的問題以及一些解決的措施，我國配電網雖然經過了長時間的發展和完善但是仍然存在著很多技術上的缺陷。我國配電網面臨著適應社會經濟持續快速發展及不斷更新改造的雙重任務。我國配電網經過多年的建設和改造，供電能力已有顯著的提高，但是我國不同地區配電網發展的許多共性問題仍然沒有解決。

1 前言

完整的電力系統由發電、輸電、配電和用電四部分組成。配電網從輸電網或地區發電廠接受電能，通過配電設施就地分配或按電壓逐級分配給各類用戶的電力網。配電網是與用戶關系最密切的部分，是向用戶提供優質電力的最直接的保證。

配電自動化(DA)是一項集計算機技術、數據傳輸、控制技術、現代化設備及管理于一體的綜合信息管理系統，其目的是提高供電可靠性，改進電能質量，向用戶提供優質服務，降低運行費用，減輕運行人員的勞動強度。

2 我國配電網及配電網自動化的現狀

我國配電網經過多年的建設和改造，供電能力有了明顯的提高，目前已基本能夠滿足我國社會經濟發展的需求，但是長期以來配電網的建設未得到應有的重視, 建設資金短缺, 設備技術性能落后, 事故頻繁發生, 嚴重影響了人民生活和經濟建設的發展, 隨著電力的發展和電力市場的建立, 配電網的薄弱環節顯得越來越突出。配電網實現自動化是一項綜合性工程, 最基本條件是應具有較為完善多路電源配電網點, 具有較好城市規劃及電源路徑分布, 有較為可靠一次、二次設備, 城市建設規模和經濟發展對配電網提出了較高要求, 但是我國的配電網存在著很多問題。

2.1 配電網存在的問題

(1) 配電網絡電源點落后于城市建設發展, 城市規模和商業建立, 電源點容量及電能輸出受到限制, 尤其是配電電線傳輸通道。

(2) 改革開放以來, 城市建設速度迅速, 負荷增長率高, 但電力配套建設不及時, 輸電線半徑小, 線路長, 瓶頸效應比較突出, 出現卡脖子現象嚴重, 電能輸不出去, 往往而引起停電事故。

(3) 出線通道影響與城市規劃不相適應, 有方改用下電纜, 施工及投資不允許, 采用架空導線環境, 條件受限, 有采用絕緣導線, 網絡復雜較為普遍。

(4) 早期建設線路導線細、年久失修, 高能耗設備多, 線損率高, 導線半徑小及無功缺額較大, 合線損損耗大, 個別區配電網損耗達到30%, 一般區l5%～20%, 造成能源大量浪費和環境污染。

(5) 供電不可靠因素增大, 配電網投資不足, 設備老化和技術性能低劣, 供電事故頻繁, 往往是一點故障引發全線大面積停電事故。城市繁華段, 重要場所用戶停電, 影響社會治安及經濟市場。.

(6) 城市電網改造涉及面廣, 要求較高, 停電難度大。

2.2 配電自動化存在的問題

(1) 功能設計的單一問題。應用配電自動化系統，提高供電可靠率，似乎成了功能設計的傳統思路。但據電力可靠性中心簡報數據表明，現階段影響供電可靠性的主要因素不是配電網的故障停電，75%以上的問題出于按照固有傳統周期例檢方式導致的人為預安排停電。只有在提高管理水平，當故障停電時間等于或大于預安排停電時，才會體現出這一功能的作用。

(2) 配電自動化由單純的配電監控與數據采集(SCADA)系統加配電自動化(DA)轉向具有DA、配電管理系統(DMS)、地理信息系統(GJS)等較完整的配電自動化實時及供電企業管理系統，配電主站系統也由借用調度主站系統逐步轉向選擇面向配電自動化應用的配電自動化主站系統。

(3) 設備選擇中的盲目求新。缺乏通盤考慮，忽視自身基礎，盲目在局部設備上求新求好，結果新設備上馬、老設備犯卡，無法取得整體優化的效果。

(4) 系統結構設計中的顧此失彼。在功能設計中缺乏統籌兼顧，出現控制端與主站功能不匹配、通信通道容量不足、一次網架設備不適應，把先進的配電自動化系統裝在陳舊的配電網架上，其效果難以實現。

(5) 管理體制與管理機制中的傳統弊端。配電自動化系統主要覆蓋生產、營銷兩大專業，如果還強調垂直職能專業管理，沒有條塊結合分工協作的保證措施，再好的系統也舉步維艱。同時，在系統功能設計中，還存在傳統管理機制中的重系統、輕客戶;重技術、輕管理;重形式、輕實效的思維定式。

(6) GIS還是孤立的靜態設備管理系統而不是動態的實時GIS，將SCADA和地理信息統一起來。

(7) 配電自動化系統功能規范行業標準雖然已經頒布，但要解決各地配電自動化的不規范問題，仍需要一個過程。

2.3 配電網自動化問題解決措施

配電網自動化的發展是電力發展到一定階段的必然產物, 隨著電力市場及用電水平的提高,配電網面臨著一場新的改革和發展, 配電網自動化將進一步得到完善。但是配電網自動化在中國仍然是一種因發展而新出的事物, 必須采取科學的態度, 實事求是的原則, 加強我國配電網自動化的研究, 因地制宜地進行配電網的改造。

(1)分析地區配電網的實際應用情況, 找出本地區配電網存在的技術方案問題, 本著實事求是立足國情和網情的原則。

(2) 配電網自動化是一項綜合性工程, 涉及的專業多, 規劃性強的系統, 應根據電網、城市配網的規化進行, 避免盲目。

(3) 配網自動化方案是自動化的核心, 在引進國外技術的同時結合國內配電網的實際情況進行分析，國外配電網與國內在很大程度上不盡相同, 應有所區別, 吸取精華, 適合國情、地情、網情。

(4) 配電設備的使用面廣、量大、運行環境較為嚴酷, 設備選擇應符合當前配電網形勢要求, 具有高度可靠性和優越的技術性能。并以真空開關為主, 免維護周期長, 二次保護和控制設備具有可靠牲, 抗干擾能力及適合戶外高溫和低溫等較為嚴酷的運行環境, 應具有遠方通訊的接口。自動化程度高, 一次開關設備與二次保護裝置能良好地配合, 能自動實現配電網自動隔離故障,恢復正常供電的能力, 具有就地和遙控功能。

(5)遠方通訊是自動化的關鍵技術, RTU 要符合配電網使用, 分布(散)式, 單點的特點：通訊方式應選擇合理, 通訊功能強, 誤碼率小, 速度快, 符合遠方實時監控的功能。

(6) 計算機應用軟件的開發, 首先選擇具有開放、兼容的操作平臺, 對各種標準的數據庫應具有聯接功能，地理信息應實時地反應配電系統的潮流及負荷情況, 對事故記錄及信息反饋, 可實現負荷控制、遠方抄表、設備數據庫統計及規劃、無功優化的理論計算等。計算機軟件功能是配電系統自動化的核心，好的軟件可充分體現出技術和自動化的水平, 應充分比較。

(7) 配電網的工程設施應有計劃地分期、分批實施。應確定配電網絡的基本條件, 導線截面、輸送容量、線路走向及用戶的基本條件。先采用具有自動化功能的一次開關設備和二次保護監控設備完成自動送電、故障自動分閘和隔離故障功能, 能做到隔離和區分故障點。在條件具備時, 再投入通訊和計算機網絡，避免走彎路，資金投入可以分批實施。

4 我國配電網及自動化的發展趨勢

4.1為配電自動化搭建配電網絡

4.1.1改變傳統的投資體制，形成多元的輸電網絡

投資主體在改革以前的垂直一體化結構下。電網投資和電源投資統一由一體化的電力公司規劃，但在“重電源、輕電網”指導思想下，電網投資遠落后于電源的投資。而在市場化改革后，廠網分離，解決電網投資尤其是輸電網絡的互聯投資不足更沒有得到有效解決。為此，在國家電網和南方電網公司作為網絡主要建設者之外，可以引進商業輸電投資模式。

4.1.2 改革輸配電體制，建立有效的輸電定價模式

近幾年來，我國電力行業從生產過剩到電力短缺再到生產過剩，似乎難于走出這種“怪圈”，其主要的原因是，我國的電力體制改革不到位，壟斷體制造成建造成本居高不下，沒有形成一個合適的輸電電價機制，輸電價格沒有提供一個正確的地區信號。不能正確引導電源投資和消費者進行有效的區域選擇。為此，可以根據節點定價原理，設計能反映區域信號，并體現網路外部性和線路損失的輸電定價模式。協調電源和網路建設，平衡電力需求和供給。

4.1.3 加強輸電網絡擴展，促進網絡互聯.提高電力網絡的安全性和穩定性

目前我國部分區域電網主干網架薄弱，跨區互聯電網聯系薄弱，地區間聯絡線容量不足，導致了電網穩定水平偏低，制約了電力輸送，降低了電網運行的靈活性，無法滿足跨區交易的需求，限制了聯網效益的發揮。因此，輸電網絡的擴展對于增加我國電力的區域交易，促進電力資源的合理流動，增強輸電網絡的安全，有重大的現實意義。

4.1.4 擴大輸電網絡，抑制發電領域內市場力，提高電力競爭

目前我國電力市場結構主要特征是政府通過制度安排在發電側形成了寡頭壟斷市場。五大發電集團合計總容量約占了全國發電裝機總容量的50%。區域電力市場內輸電線路的傳輸能力限制了電力市場的地理范圍，目前許多省級地域范圍內電力供應由某一發電集團壟斷，在輸電范圍內有較強的市場力。擴大輸電網絡，引入其它發電商的競爭，有利于提高當地的電力市場的競爭程度，減少當地發電商的市場力。

4.2我國配電網自動化的發展趨勢

4.2.1配電網自動化功能框架

國際供電會議(CIGRED)將配電自動化功能劃分為四組：電網運行、運行計劃及其優化、維修管理、用戶聯系和控制。在上述主功能組的基礎上，再分若干功能，奠定了配電自動化系統的主功能框架。需要強調的是數據管理本身并不是配電自動化的功能，但是，所有的功能都包含在數據管理內，要實現龐大復雜的眾多功能必須依靠數據管理來完成。

4.2.2 配電網優化運行

電力市場的不斷完善迫使電力企業以效益為目標，把工作中心轉移到效率管理、降低成本和為用戶提供優質服務上。這使得供電企業必須不斷地分析電網的運行性能、制定電網優化運行的方案。配電網的優化運行主要包括：無功補償、提高供電質量、降低線損、設備運行和維護。其中，供電質量包含安全性、電壓合格率、頻率合格率、供電可靠性和用戶對停電、收費、服務的意見。

4.2.3 集成化、智能化、綜合化

早期配電自動化的實施采用發展獨立的、單項自動化系統來解決問題，由于配電自動化的功能之間存在著不同程度的關聯，其中大部分要求很難滿足，且還無法克服在擴大應用規模時確認所需投資的合理性所遇到的困難。另外，配電自動化系統包含眾多的設備和子系統，各功能、子系統之間存在著不同程度的關聯，其本身及其所用技術又處于不斷發展之中。這就要求配電自動化系統采用全面解決的方案，走系統集成之路，使得各種應用之間可共享投資和運行費用，最大限度保護用戶原有的投資。在饋線自動化方面，現有饋線終端設備不僅具有常規的遙測和遙控功能，還集成了斷路器的監視功能，且有進一步與斷路器、開關相結合，機電一體化，發展成為智能化開關的趨勢故障定位和自動恢復送電可以明顯地縮短停電時間。為了有效地解決這一問題，必須以數字式繼電保護、饋線自動化、DM S系統為基礎，輔以其他技術和管理措施。

4.2.4 配電數字通信高速發展

自1997年的英國Norweb通信公司與加拿大Nortel公司聯合取得電力線通信技術重大突破以來，配電線數字通信技術(Digital Power Line DPL)又有了新的進展。目前最新的由西班牙DS2公司開發研制的電力線調制解調芯片的傳輸速率已經達到了45Mbit/s。該芯片采用了一種稱之為正交頻分OFDM(orthogonal frequency division mutiplex)的多載波調制、高速數據傳輸技術。其最大特點是傳輸速率高，對碼間干擾和信道衰落具有很強的抗御能力。采用OFDM 的數字配電線通信技術已基本成熟，配電線通信下一步將向構件配電線數字通信網方向發展實現配電線數字通信網的技術關鍵是數據高速傳輸及網絡互聯。根據理論分析，采用OFDM 技術的通信芯片可支持最大為1 000Mbit/s的傳輸速率，完全滿足寬帶傳輸的要求。實現網絡互聯，著重解決配電線通信隔離設備，在可靠安全供電的同時，將數據信號從配電線中分離出來，并保證數據的私密性，隔離相鄰住宅或電氣設備無關數據，阻斷本地網與外網的連接。配電網中配電變壓器其電感作用，對高頻信號衰耗非常大。因此，研究和解決高頻信號跨越配電變壓器也是構建配電數字通信網急待解決的一個關鍵問題。

4.2.5電能質量成為關注熱點

電能質量定義為：導致用電設備故障或不能正常工作的電壓、電流或頻率偏差。電能質量與一般產品質量不同，有以下兩方面特點：一是不完全取決于電力生產企業;二是對于不同的供電點和不同的供電時刻，電能質量指標往往是不同的。電能質量的特點說明，電能質量問題涉及面廣，與供用電雙方密切相關，不能用常規的方法進行衡量。采用專用的電能質量監測儀器進行監測，使用電能質量補償設備局部進行補償僅是解決電能質量問題的一個方法。因而，開發具備電能質量監測、統計：分析、控制補償的新型配電自動化系統已成為配電自動化發展的一個新的方向，需發展以下新的監測技術。

總之，隨著我國配電網自動化技術的不斷發展，我國將加大電力建設的力度，在未來的一段時期內，開放、平穩可靠、高性能的配電網目標將在各地逐步實現。

5.結束語

隨著我國社會經濟和人民生活對電力的依賴程度越來越高，配電網已經成為城市生命線工程的重要組成部分。配電網的健康發展可以增強我國綜合國力和我國的國際競爭力提供必不可少的基本保證。如何使配電自動化系統適應電力市場環境的要求，并通過實施配電系統的綜合自動化來降低供電企業的運行成本，同時提高對客戶的服務質量，將成為今后供電企業和科研工作者共同關注的問題。因此，開發出技術先進、功能實用的配網自動化系統是大家共同的目標。

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