1.電力系統(tǒng)配電自動化的控制

　　配電自動化是實時就地及遠(yuǎn)方對配電網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計，電自動化是實時方式就地或遠(yuǎn)方對配電網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)收經(jīng)濟(jì)運行，改善電網(wǎng)質(zhì)量，降低電能損耗，快速處理事故問題，以提高了供電可靠性。配電自動化包括變電所綜合自動化、當(dāng)?shù)刈詣踊b置、調(diào)度中心至變電所的安全監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、地理信息、配電設(shè)備狀態(tài)檢測維修管理、停電管理、故障報修應(yīng)答、還包括自動化抄表和用電控制系統(tǒng)、負(fù)荷管理系統(tǒng)等。

　　要實現(xiàn)上述目標(biāo)，需要有一個系統(tǒng)軟件和硬件設(shè)備的支撐。

　　進(jìn)線監(jiān)控自動化在正常情況下，遠(yuǎn)方實時監(jiān)視饋線分段開關(guān)與聯(lián)絡(luò)開關(guān)的狀態(tài)和饋線電流、電壓情況，并實現(xiàn)線路開關(guān)和遠(yuǎn)方合閘和分閘操作以優(yōu)化配網(wǎng)的運行方式，從而達(dá)到充分發(fā)揮現(xiàn)有設(shè)備容量的目的;在故障時獲取故障信息，并自動判別和隔離饋線故障區(qū)段并恢復(fù)故障區(qū)域的供電，從而達(dá)到減小停電面積和縮短停電時間的目的。

　　開閉所和配電變電站自動化完成對配網(wǎng)中110kV開閉所、小區(qū)變的開關(guān)位置，保護(hù)動作信號、小電流接地選線情況，母線電壓，線路電路，有功和無功功率以及電度的遠(yuǎn)方監(jiān)視，以及開關(guān)遠(yuǎn)方控制、變壓器遠(yuǎn)方有載調(diào)壓等，從而有助于進(jìn)一步提高供電可靠性和改善供電質(zhì)量。變壓器巡檢系指對配網(wǎng)中各變壓器的參數(shù)遠(yuǎn)方監(jiān)控和補(bǔ)償電容器的自動投切和遠(yuǎn)方投切等，從而達(dá)到提高供電質(zhì)量的目的。

　　需方管理是電力的供需雙方共同對用電市場進(jìn)行管理，以達(dá)到提高供電可靠性，減少能源消耗及供需雙方的費用支出目的。其內(nèi)容包括負(fù)荷監(jiān)控與管理和遠(yuǎn)方抄表與計費自動化兩方面。

　　配電網(wǎng)負(fù)荷監(jiān)控與管理是根據(jù)客戶的用電量、分時電價、天氣預(yù)報以及建筑物內(nèi)的供暖特性等進(jìn)行綜合分析，確定最優(yōu)化的負(fù)荷控制計劃，對集中負(fù)荷及部分工廠用電負(fù)荷進(jìn)行監(jiān)視，管理和控制，并通過合理的電價結(jié)構(gòu)引導(dǎo)客戶轉(zhuǎn)移負(fù)荷，平坦負(fù)荷曲線，從而進(jìn)一步發(fā)揮和利用現(xiàn)有設(shè)備的容量。

　　遠(yuǎn)方抄表與計費自動化是指通過各種通訊手段讀取遠(yuǎn)方客戶電表數(shù)據(jù)，并將其傳至控制中心，自動生成電費報表和曲線，并能實現(xiàn)付費率和各項統(tǒng)計功能，從而降低勞動強(qiáng)度，提高營業(yè)管理現(xiàn)代化水平。

　　配電地理信息系統(tǒng)的內(nèi)容主要包括：設(shè)備管理、客戶信息系統(tǒng)、故障報修系統(tǒng)、停電管理系統(tǒng)和配電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃設(shè)計等功能。

　　網(wǎng)絡(luò)分析與優(yōu)化：包括潮流分析和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋬?yōu)化，目的在于減少線損、改善電壓質(zhì)量、降低運行成本、提高供電質(zhì)量。

　　工作管理系統(tǒng)是對設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測，并對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析以確定設(shè)備實際磨損狀態(tài)，并據(jù)此規(guī)劃檢修順序進(jìn)行計劃檢修。

　　調(diào)度員培訓(xùn)模擬系統(tǒng)是通過用軟件對配電網(wǎng)的模擬防真的手段，是對調(diào)度員進(jìn)行培訓(xùn)，當(dāng)數(shù)據(jù)來自實時采集時，也可幫助調(diào)度員在操作前了解操作的結(jié)果，從而提高調(diào)度的安全

　　性和可靠性。

　　配電網(wǎng)的自動保護(hù)裝置是配電網(wǎng)中最基本和主要的自動化設(shè)施。主要配置于變電所的斷路器上。在大中型城市的點網(wǎng)中。110kV配電斷路器采用真空斷路器(與自動化系統(tǒng)共同

　　安裝于高壓開關(guān)柜中)。

　　安全監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)以計算機(jī)為基礎(chǔ)，采用數(shù)字編碼以掃描方式進(jìn)行信息傳送和接受。實現(xiàn)調(diào)度中心對多個遠(yuǎn)方變電的連續(xù)監(jiān)視、遙控和數(shù)據(jù)采集，稱調(diào)度自動化(SCADA)系統(tǒng)。配電網(wǎng)的調(diào)度自動化功能一般有報警、遙控、數(shù)據(jù)采集、記錄和顯示等。

　　調(diào)度自動化的范圍只涉及變電所中的設(shè)備，變電所外的配電線則由配電線承擔(dān)。配電線自動化是當(dāng)配電線故障時，配電線上的自動裝置能代替運行人員實行各種操作，將故障區(qū)段自動隔離和恢復(fù)供電，使停電時間和范圍限制在最小。實現(xiàn)配電線自動化需將權(quán)限用自動化分段開關(guān)分成幾段，并配置相應(yīng)的控制裝置。當(dāng)線路多次過流脈沖計數(shù)、電壓消失或被檢測失壓時，自動隔離永久性故障，恢復(fù)供電。

　　配電過程自動化是集計算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代通信技術(shù)、自動控制技術(shù)、電力系統(tǒng)理論和電氣設(shè)備制造等新興技術(shù)密集型的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，是電網(wǎng)改造的重要組成部分。

　　自從電力自動化公司承擔(dān)配電過程自動化項目以來，采用上述技術(shù)先后完成了以下項目。

　　2.饋線自動化系統(tǒng)

　　該系統(tǒng)的技術(shù)特點是：

　　1)創(chuàng)立了配電網(wǎng)的變結(jié)構(gòu)耗散網(wǎng)絡(luò)模型，即通過將線路上的柱上開關(guān)看作是節(jié)點，將相鄰的兩個節(jié)點問的配電饋線和配電變壓器綜合看作一種耗散元件，并從負(fù)荷的角度描述配電網(wǎng)的方法對復(fù)雜配電網(wǎng)進(jìn)行了簡化處理，即少了節(jié)點數(shù)目，又突出了配電網(wǎng)的主要參數(shù)，并且解決了由于配電網(wǎng)量測點嚴(yán)重缺乏帶來得分析困難;

　　2)創(chuàng)立了基于變結(jié)構(gòu)耗散網(wǎng)絡(luò)的故障隔離，健全區(qū)域優(yōu)化恢復(fù)、負(fù)荷均衡化和調(diào)度仿真的有效方法;

　　3)創(chuàng)立的突變電量啟動的不良數(shù)據(jù)辨識和網(wǎng)絡(luò)結(jié)線分析方法能夠有效地提高系統(tǒng)的可靠性和數(shù)據(jù)正確性;

　　4)系統(tǒng)中FTU的開關(guān)兩側(cè)失電跳閘機(jī)構(gòu)，能夠有效解決故障后柱上開關(guān)越級跳閘對網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)的不利影響;

　　5)該系統(tǒng)采用分層集結(jié)的體系結(jié)構(gòu)和混合通信方式，能夠很好地降低系統(tǒng)造價和提高性價比，適合于我國國情;

　　6)該系統(tǒng)具有先進(jìn)監(jiān)控功能，10kV分段開關(guān)和聯(lián)絡(luò)開關(guān)遙測、通信和遙控功能，配電開閉所遙測、通信和遙控功能、故障隔離、健全區(qū)域優(yōu)化恢復(fù)、負(fù)荷均衡化、調(diào)度仿真和web瀏覽功能。

　　3.配電自動化系統(tǒng)智能配電軟件

　　該項目也是國家中小企業(yè)創(chuàng)新基金項目，該項目是一個高起點項目。它的技術(shù)特點主要有：

　　1)采用新穎的配電網(wǎng)簡化建模方法實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涔δ埽岢隽撕纳⒃母拍睿呢?fù)荷的角度描述配電網(wǎng)的方法，既減少了節(jié)點數(shù)目，又突出了配電網(wǎng)的主要參數(shù);

　　2)針對配電網(wǎng)嚴(yán)重缺乏量測數(shù)據(jù)的實際情況，提出了等負(fù)荷以及等負(fù)荷密度的方法，大大簡化了復(fù)雜配電網(wǎng)的分析，充分利用有限的量測數(shù)據(jù)獲得良好的分析結(jié)果，并在此基礎(chǔ)上研發(fā)了配電網(wǎng)潮流計算和配電網(wǎng)調(diào)度仿真軟件;

　　3)基于簡化模型開發(fā)了配電網(wǎng)故障區(qū)域判斷和隔離軟件模塊，并以安全和負(fù)荷均衡為原則，建立了故障隔離后受故障影響的健全區(qū)的優(yōu)化恢復(fù)策略搜尋軟件模塊，能夠有效地減

　　少停電面積、縮短停電時間;

　　4)建立了基于隨機(jī)初值的啟發(fā)式算法的配電網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化軟件模塊，在優(yōu)化處理中綜合考慮歷史、現(xiàn)在和未來的負(fù)荷情況;

　　5)提出了基于環(huán)路分析快速遺傳算法，有效減少了搜索空間，顯著提高了收斂速度，在此基礎(chǔ)上研發(fā)了基于快速遺傳算法的配電網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化應(yīng)用軟件;

　　6)該軟件可運行于UNIX和Windos 2000操作平臺，oracle、sybase或sql server數(shù)據(jù)庫的配電網(wǎng)系統(tǒng)中。

　　4.縣級電網(wǎng)綜合自動化系統(tǒng)

　　該系統(tǒng)的技術(shù)特點主要是：

　　1)系統(tǒng)采用統(tǒng)一的軟件平臺設(shè)計思想，將縣級電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)、變電站集控系統(tǒng)、城區(qū)配電自動化系統(tǒng)、配電地理信息系統(tǒng)以及DMS、EMS集結(jié)為一體。完成所有配電網(wǎng)及其管理功能，有效地降低了造價，具有較高的性價比;

　　2)充分應(yīng)用饋線自動化和智能配電軟件建立的理論、算法和應(yīng)用軟件基礎(chǔ)，實現(xiàn)了系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞男滦偷暮喕慕！⒐收系呐袛嗪透綦x;建立了受故障影響的健全區(qū)域的優(yōu)化恢復(fù)策略搜尋軟件，能夠有效減小停電面積，縮短停電時間;創(chuàng)立的突變量啟動的不良數(shù)據(jù)辨識和網(wǎng)絡(luò)結(jié)線分析方法能夠有效地提高系統(tǒng)的可靠性和數(shù)據(jù)正確性;

　　3)采用了電容儲能方式的開關(guān)兩側(cè)失電補(bǔ)跳機(jī)構(gòu)，有效地消除了故障后柱上開關(guān)越級跳閘對網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)的不良影響。

　　5.饋線開關(guān)監(jiān)控終端(F1U)

　　該項產(chǎn)品已經(jīng)經(jīng)過兩次更新?lián)Q代，先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用，產(chǎn)品技術(shù)含量在不斷提高，產(chǎn)品的可靠性、穩(wěn)定性也不斷提高，產(chǎn)品已逐漸實現(xiàn)系列化。技術(shù)特點：

　　1)該裝置是一種集測量、保護(hù)、監(jiān)控為一體的戶外開關(guān)設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控裝置，能夠與主站一起實現(xiàn)饋線故障定位、故障隔離功能;

　　2)該裝置采用以下先進(jìn)技術(shù)：

　　a)軟件平臺采用嵌入式實時多任務(wù)操作系統(tǒng)，控制回路采用專用的可編程邏輯電路，保證了系統(tǒng)高效、可靠運行;

　　b)模擬量輸入采用零相差高精度高速同步采樣、數(shù)字濾波算法，提高了裝置精度;

　　c)采用高可靠的開關(guān)電源實現(xiàn)交流、直流電源無延遲切換和對蓄電池的智能管理;

　　d)該裝置具有電容儲能方式的停電跳閘控制回路，在交流電源失電后，仍能控制開關(guān)可靠地分、合，同時采用了一種過流啟動，帶電后延時合閘或閉鎖的新的重合閘策略，顯著提

　　高了供電的可靠性。

　　3)電磁兼容性達(dá)到國家最高標(biāo)準(zhǔn)Ⅳ ，工作溫度范圍：一40oC～85~C，能適應(yīng)戶外和電磁嚴(yán)重污染的惡劣環(huán)境。

　　6.配變監(jiān)控終端( TTU)

　　該裝置是一種集測量、保護(hù)、監(jiān)控為一體的裝置，主要用于10kV柱上配電變壓器、箱式變電站和小區(qū)變電設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控及數(shù)據(jù)信息傳遞功能。可采集變壓器電壓、電流、功率、電度量等。并將上述信息由通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)向遠(yuǎn)方的主站系統(tǒng)，而且能夠接收主站發(fā)出的命令進(jìn)行相應(yīng)的控制操作，有助于網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化與管理。該裝置采用以下先進(jìn)技術(shù)：

　　a)軟件平臺采用嵌入式實時多任務(wù)操作系統(tǒng)，控制回路采用專用的可編程邏輯電路，保證了系統(tǒng)高效、可靠運行;

　　b)模擬量輸入采用零相差高精度高速同步采樣、數(shù)字濾波算法，提高了裝置精度;

　　c)采用高可靠的開關(guān)電源實現(xiàn)交流、直流電源無延遲切換和對蓄電池的智能管理;電磁兼容性達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)，能適應(yīng)戶外和電磁嚴(yán)重污染的惡劣環(huán)境。

　　7.變電站/開閉所遠(yuǎn)動終端(RTU)

　　該系列產(chǎn)品已經(jīng)具備了表計RTU，交流采樣RTU、CAN總線方式的交流采樣RTU。

　　1)交流采樣方式RTU技術(shù)特點是：在數(shù)據(jù)采集過程中采用差分式數(shù)字濾波器;采用雙CPU模式和雙端存儲器RRAM;遙控輸出采用唯一性邏輯判斷閉鎖控制。

　　2)CAN總線方式交流采樣RTU技術(shù)特點是：

　　a)保留了原交流采樣RTU的技術(shù)特點;

　　b)采用嵌入式WIN CE系統(tǒng)操作平臺;

　　C)采用can總線方式，替代RS一485總線方式;

　　d)采用功能分布式設(shè)計思路，各個功能由獨立的單元完成，通過can總線方式與主機(jī)通信;具備網(wǎng)絡(luò)通信能力;

　　e)采用嵌入式WIN CE系統(tǒng)可以實現(xiàn)多通信口、多規(guī)約并存形式;拓展了CAN—RTU的應(yīng)用領(lǐng)域，可實現(xiàn)配電子站、一體化配電子站、集中式RTU、分布式RTU等不同組合功能。

　　8.結(jié)語

　　配電自動化是電力系統(tǒng)現(xiàn)代化的必然趨勢，它有助于最大限度地挖掘配電網(wǎng)的潛力，并且確保用戶的電能質(zhì)量滿足要求，使電力公司和用戶都能從配電自動化中得到收益。