DQZHAN技術訊：我國配電自動化的發(fā)展歷程與技術進展

配電自動化是智能配電網(wǎng)的技術基礎，我國配電自動化起步于20世紀90年代，經(jīng)歷了起步階段、反思階段以及發(fā)展階段。隨著配電自動化技術標準的逐步完善以及相關技術成熟度的不斷提高，我國配電自動化的實用化程度也在不斷提高，在現(xiàn)場測試技術上取得了長足進步，但在系統(tǒng)實現(xiàn)模式的適應性以及系統(tǒng)信息集成的一致性等方面依然存在一些亟待解決的關鍵問題，如何應對分布式電源廣泛接入配電網(wǎng)所帶來的新問題與挑戰(zhàn)成為未來配電自動化的發(fā)展方向。

配電自動化利用現(xiàn)代電子技術、通信技術、計算機及網(wǎng)絡技術與電力設備與系統(tǒng)應用技術，實現(xiàn)配電網(wǎng)正常及事故情況下的監(jiān)測、保護、控制以及計量功能，并與配電管理工作有機融合，與用戶密切互動，改善供電質(zhì)量，提高供電可靠性和經(jīng)濟性，使得企業(yè)管理更為高效。配電自動化是提高供電可靠性和供電質(zhì)量，擴大供電能力，實現(xiàn)配電網(wǎng)高效經(jīng)濟運行的重要手段，也是實現(xiàn)智能電網(wǎng)的重要基礎之一。配電自動化在工業(yè)發(fā)達國家已經(jīng)有近四十年的發(fā)展歷史，尤其是近十多年來，配電自動化成為各大電力公司進一步提升用戶服務質(zhì)量和提高企業(yè)經(jīng)濟效益的主要內(nèi)容，已成為電網(wǎng)現(xiàn)代化管理中不可缺少的組成部分。

隨著我國城網(wǎng)、農(nóng)網(wǎng)改造的不斷深入，在供電可靠性和供用電指標已有很大提高的基礎上，要繼續(xù)提高供用電質(zhì)量水平，提高對電力用戶的服務質(zhì)量，實現(xiàn)配電自動化是必由之路。

起步階段

我國在20世紀90年代后期開展了配電自動化的試點工作。但由于當時對配電自動化的認識不到位、配電網(wǎng)架和設備不完善、技術和產(chǎn)品不成熟、管理措施跟不上等原因，許多早期建設的配電自動化系統(tǒng)沒有發(fā)揮應有的作用，但是，通過起步階段對配電自動化的探索，為下一步工作的健康開展打下了基礎。比較有典型代表性的項目：

1996年，在上海浦東金藤工業(yè)區(qū)建成基于全電纜線絡的饋線自動化系統(tǒng)。這是國內(nèi)**套投入實際運行的配電自動化系統(tǒng)。

1999年，在江蘇鎮(zhèn)江試點以架空和電纜混合線路為主的配電自動化系統(tǒng)，并以此為主要應用實踐起草了我國**個配電自動化系統(tǒng)功能規(guī)范。

2002～2003年，世界銀行貸款的配電網(wǎng)項目——杭州、寧波配電自動化系統(tǒng)和南京城區(qū)配網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)，是當時投資規(guī)模*大的配電自動化項目。

2003年，青島配電自動化系統(tǒng)通過國家電力公司驗收，并在青島召開了配電自動化實用化驗收現(xiàn)場會。

反思階段

從2004年開始，國內(nèi)許多省市電力公司和供電企業(yè)都對前一輪的配電自動化進行反思和觀望，慎重地對待配電自動化工作的開展。2005年，國家電網(wǎng)公司生技部委托上海市電力公司牽頭研究適合于城市配電網(wǎng)自動化的建設模式，該項目于2008年通過驗收；國家電網(wǎng)公司還委托中國電力科學研究院的配用電與農(nóng)電研究所牽頭研究適合于縣城配電網(wǎng)自動化的建設模式。

國內(nèi)電力系統(tǒng)管理及信息交換標準化委員會的配網(wǎng)工作組，積極進行IEC61968的翻譯工作和相應行業(yè)標準DL/T1080《電力企業(yè)應用集成配電管理的系統(tǒng)接口》的制定，以規(guī)范配電自動化系統(tǒng)與各個系統(tǒng)之間的接口和信息集成。

與此同時，相關自動化企業(yè)對配電一次設備、配電自動化終端和配電自動化主站系統(tǒng)的制造水平也在快速提高，為配電自動化的建設奠定了良好的設備基礎；相關研究單位與高校對配電網(wǎng)分析與優(yōu)化理論的研究也取得了長足的進展，為配電自動化的建設奠定了良好的理論基礎。城鄉(xiāng)配電網(wǎng)的建設與改造也取得了豐碩成果，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)趨于合理，這為進一步發(fā)揮配電自動化系統(tǒng)的作用提供了條件。

技術反思階段主要對以下方面的問題進行了思考：

（1）技術方面的問題。

1）配電網(wǎng)架薄弱且存在缺陷。早期配電網(wǎng)架十分薄弱，輻射狀配電網(wǎng)架比較普遍，饋線分段數(shù)較少且分段不夠合理，轉(zhuǎn)供容量不足，這些一次網(wǎng)架的缺陷削弱了配電自動化系統(tǒng)的作用。

2）配電自動化技術與設備不成熟。早期配電自動化系統(tǒng)沒有很好考慮配電系統(tǒng)自身的特點，主站系統(tǒng)的饋線故障處理不完備，配電終端設備經(jīng)不起時間和惡劣環(huán)境的考驗。

3）對工程實施難度估計不足。配電自動化系統(tǒng)對于設備的運行環(huán)境要求高，必須考慮雷擊過電壓、低溫和高溫工作、雨淋和潮濕、風沙、振動、電磁干擾等因素的影響，而且施工以及運行維護規(guī)模大，涉及到的部分多，還面臨通信方式多樣、操作電源可靠提取等問題。

4）缺少信息集成的相關技術。配電自動化的點多量大、涉及面廣，信息集成難度大，對相關系統(tǒng)和信息的整合和關聯(lián)缺乏整體的考慮，沒有統(tǒng)一的信息模型與交互規(guī)范。

（2）管理方面的問題。

1）對配電自動化的認識不足。表現(xiàn)在對配電自動化的定位不清楚，應用主體不明確，建設完的系統(tǒng)沒有一個部門可以真正使用起來，滿足不了配電生產(chǎn)、運行和管理的實際需要。

2）系統(tǒng)規(guī)劃不夠科學。配電自動化初期建設缺少統(tǒng)一細致的整體規(guī)劃，建設目標和功能定位不明確，沒有以實用化為導向、因地制宜地選擇符合本地區(qū)實際情況的建設模式，系統(tǒng)功能與管理模式不相適應，導致系統(tǒng)不能**發(fā)揮作用。

3）系統(tǒng)建設不夠規(guī)范。一是缺少整體配電自動化規(guī)劃設計和建設及驗收的標準或規(guī)范，未形成有序的建設機制，不能夠有計劃、分步驟地指導配電自動化建設；二是工程管理不規(guī)范，施工水平參差不齊，導致后期運行、維護困難；三是系統(tǒng)建設延續(xù)性不夠，后勁不足，不能發(fā)揮規(guī)模效益。

4）運行、維護保障不夠。一是沒有對應調(diào)整組織結(jié)構(gòu)，管理存在脫節(jié)現(xiàn)象，機構(gòu)不健全、缺乏有效的規(guī)章制度保障；二是缺少配電自動化的運行維護的技術手段與運行維護的高水平技術隊伍，人員保障與測試工具不到位；三是資金持續(xù)投入不夠，僅僅將配電自動化工程當成試點工程、面子工程，重建設而輕維護。

發(fā)展階段

2009年國家電網(wǎng)公司開始**建設智能電網(wǎng)，提出了“在考慮現(xiàn)有網(wǎng)架基礎和利用現(xiàn)有設備資源基礎上，建設滿足配電網(wǎng)實時監(jiān)控與信息交互、支持分布式電源和電動汽車充電站接入與控制，具備與主網(wǎng)和用戶良好互動的開放式配電自動化系統(tǒng)，適應堅強智能配電網(wǎng)建設與發(fā)展”的配電自動化總體要求，并積極開展試點工程建設。

**批配電自動化試點建設項目從2009年開始啟動，包括了北京城區(qū)、杭州、廈門和銀川4個基礎較好的供電公司，在2011年又安排部署了上海、南京、天津、西安等19個重點城市作為**批配電自動化試點。

目前國家電網(wǎng)公司已經(jīng)批復配電自動化項目65個（其中12家單位已經(jīng)通過實用化驗收，18家單位通過工程驗收，其余項目正在陸續(xù)驗收），覆蓋2518km2，共改造配電線路6186條。**批試點單位利用配電自動化系統(tǒng)共減少停電16402.15時戶，平均配網(wǎng)故障處理時間由68.25min降低至9.5min，進一步加強了配網(wǎng)生產(chǎn)專業(yè)化、精益化管理，進一步提升了供電可靠性和上等服務水平，實用化工作取得了顯著成效。如何進行現(xiàn)場配電自動化設備功能的有效性驗證一直是一個難題，在本輪配電自動化試點建設中，饋線自動化系統(tǒng)邏輯測試技術取得突破，配電自動化主站注入測試法和終端注入測試法得到廣泛應用，通過設置各種故障現(xiàn)象和運行場景，對故障處理性能進行測試，大大減少了對用戶用電的影響以及降低了現(xiàn)場測試的工作量。

南方電網(wǎng)公司提出以配電自動化和配用電智能化應用為突破口，研究制訂相關方案，**推進智能電網(wǎng)建設。2009年先期在深圳、廣州兩個重點城市進行了配電自動化試點，取得了初步成效，隨后又擴大到中山、佛山、貴陽、南寧、昆明、玉溪、東莞等15個城市。其中深圳供電局和廣州供電局實施規(guī)模*大，如廣州供電局整個配電自動化建設分四個階段，從2008年7月份開始啟動，至2013年結(jié)束，完成主要城區(qū)A類、B類、部分C類供電區(qū)自動化覆蓋率達到100%。

國家電網(wǎng)公司在配電自動化建設中貫徹“統(tǒng)一標準、統(tǒng)籌規(guī)劃、協(xié)調(diào)推進”的方針，強化系統(tǒng)頂層設計，建立常態(tài)投資機制，統(tǒng)籌推進配電網(wǎng)與配電自動化系統(tǒng)建設，提高系統(tǒng)功能實用性，強化工程管控和運行指標監(jiān)督，確保配電自動化建設投資合理、系統(tǒng)功能實用、運行**可靠。

（1）完善“一個體系”——配電自動化技術標準體系以標準為**編制《配電自動化發(fā)展規(guī)劃》。

（2）加強“兩項管理”——配電自動化項目管理、系統(tǒng)實用水平和運維質(zhì)量管理，規(guī)范項目審批流程，強化運維質(zhì)量管控。

（3）加快實施“三個重點項目”——完善信息交互和數(shù)據(jù)共享、研發(fā)標準化配電終端、建設配電自動化培訓體系，進一步提高系統(tǒng)先進性、實用性、可靠性和**性，**支撐現(xiàn)代配電網(wǎng)精益化管理。

本輪配電自動化建設的主要經(jīng)驗以及遵循的原則有：

（1）在系統(tǒng)設計中體現(xiàn)先進性，準確定位配電自動化與配網(wǎng)管理系統(tǒng)之間的關系。

（2）在建設中注重實用性，針對不同區(qū)域供電可靠性需求，采取差異化技術策略，不一味追求高標準建設,充分考慮街區(qū)成熟度，避免因配電網(wǎng)頻繁改造而造成重復建設，杜絕浪費體現(xiàn)投資效益。

（3）在應用中體現(xiàn)可靠性，進一步提高終端及通信設備運行可靠性；優(yōu)化、簡化主站功能，廣泛采用分布式部署方式，有效降低網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)頻繁變化、通信不穩(wěn)定等因素對系統(tǒng)主要功能的影響。

（4）確保運行控制**性，嚴格按信息系統(tǒng)**防護要求，加強生產(chǎn)控制大區(qū)和管理信息大區(qū)之間的信息**管理；落實公司中低壓配電網(wǎng)**防護規(guī)定，規(guī)范接入配電終端等設備，確保系統(tǒng)運行控制和數(shù)據(jù)采集信息**。

趨勢與展望

智能配電網(wǎng)的發(fā)展目標是建成高效、靈活、合理的配電網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，提升配電網(wǎng)靈活重構(gòu)、潮流優(yōu)化能力和可再生能源接納能力，提升配電網(wǎng)在緊急狀況時對主網(wǎng)的支撐能力。未來的配電網(wǎng)將更加智能，具備可控性、靈活性、自愈性、經(jīng)濟性等內(nèi)涵和特征，能夠滿足不同用戶對電能質(zhì)量供應的要求。

配電自動化技術的發(fā)展趨勢展望如下：

（1）基于IEC61968系列標準將多個與配電有關的實時、準實時系統(tǒng)和非實時的應用系統(tǒng)集成起來，基于IEC61850的配電終端實現(xiàn)終端的自描述與自動識別，以及IEC61850和IEC61968的融合實現(xiàn)配電信息交互，將是配電信息集成的主要發(fā)展方向。

（2）雖然饋線自動化集中智能模式目前仍是國內(nèi)配電自動化的主流，但智能分布式饋線自動化模式已在上海、天津等發(fā)達地區(qū)開始應用，并將逐步影響到其他地區(qū)。

（3）建設更加靈活與主動的配電網(wǎng)將是未來配電網(wǎng)自動化的發(fā)展方向，實現(xiàn)越來越多的分布式電源，包括光伏發(fā)電、風電和小型燃氣輪機等，以及先進的電池系統(tǒng)等多種不同類型的發(fā)電和儲能裝置**、無縫地接入配電系統(tǒng)，并做到“即插即用”式投、退控制和管理。