基本介紹
- 中文名：配電網自動化
- 外文名：Distribution network automation
- 運用：計算機技術、
- 處於：安全、可靠、優質、經濟
定義,任務,主要功能,自動化,FA,其它系統,管理系統,用電管理,能耗系統,DPAS,接口,系統構成,行業周期,
定義
其最終目的是為了提高供電可靠性和供電質量，縮短事故處理時間，減少停電範圍，提高配電系統運行的經濟性，降低運行維護費用，最大限度提高企業的經濟效益，提高整個配電系統的管理水平和工作效率，改善為用戶服務的水平。
任務
配電網自動化從之前的試點逐步過渡到推廣的階段，由於國家尚沒有統一的標準，各地區的情況不盡相同。針對這種情況，國家電網公司安全運行與發輸電運營部公布了《配電系統自動化規劃設計導則試行方案》。根據該導則，配電系統自動化的主要任務應包括如下內容：
1、集成SCADA和GIS功能；
2、配網管理系統；
3、停電管理系統
4、需求側回響；
5、調度自動化功能；
6、分散式發電管理
主要功能
自動化
2）配電網電壓管理系統。
3）配電網故障診斷和斷電管理系統。
4）操作票專家系統（ES）
1）變電所自動化：實施數據採集、監視和控制，與控制中心和調度自動化系統（SCADA）通信。
2）配電所自動化：該功能由安裝在配電所的RTU對配電所實現數據採集、監視控制，與控制中心和配電調度自動化系統（SCADA）通信。
FA
1)饋線控制及數據檢測系統。
正常狀態下，可實現對各運行電量參數（包括饋線上設備的各種電量）的遠方測量、監視和設備狀態的遠方控制。
2)饋線自動隔離和恢復系統。
a採用線路自動重合器和/或分段器；
其它系統
該功能統稱圖資系統。圖資系統套用的目的是形成以地理背景為依託的分布概念，以及電網資料分層管理的基礎資料庫。可有如下功能：
1)向管理系統提供變電所、線路、變壓器、斷路器、用戶等的地理位置。利用配電設備管理和用電營業管理系統所提供的信息及數據與小區負荷預報的數據相結合，共同構成配電網設備運行、檢修、設計和施工管理的基礎；
3)為配電系統自動化提供靜態背景畫面，接受配電系統的實時信息，提供動態配電線路圖層，提供實時可操作畫面，顯示故障信息；
4)設立故障投訴電話，用此信息彌補DA信息採集的不足；
圖資系統為配電系統提供各種線上圖形與數據信息，成為配電系統數據模型的重要組成部分。該系統可有線上方面的套用，主要是與SCADA系統改提供的實時信息有機結合，改進調度工作質量，提供優質的日常維護服務，正確判斷故障位置，及時派員工維修。離線方面套用包括設備管理系統、用電管理系統及規劃管理系統等。
管理系統
1）網路分析，提出最佳停電方案；
2）運行管理；
3）設備檢修管理；
4）配電工程設計，接受完成用戶申請報裝接電的設計任務；
6）配電規劃設計系統（NPL）
用電管理
1）客戶信息系統。
儲存用戶的戶名、地址、電話、受電線路、設備裝接容量、用電性質類別等的信息，與其他系統共享，並能自動識別用戶來電地址。
2）負荷管理系統。
3）計量、計費系統。
實現自動抄表、自動生成賬單、與銀行系統聯網等。
4）用電營業管理系統。
包括客戶用電申請、業擴報裝、諮詢服務、電能計量、收費管理、用電檢查、故障報修等功能。
5）用戶故障報修系統（TCM）
能耗系統
DPAS
1）網路接線分析，用於確定配電網設備連線和帶電狀態；
2）配電網潮流分析，包括三相潮流分析；
6）配電網負荷預測，包括地區負荷及母線負荷；
7）安全分析；
8）網路結構最佳化和重構；
接口
系統構成
配電主站位於城市調度中心，配電子站部署於110kv/35kv變電站，子站負責與所轄區域DTU/TTU/FTU
等電力終端設備通信，主站負責與各個子站之間通信。
饋線終端設備（FTU）
FTU 是裝設在饋線開關旁的開關監控裝置。這些饋線開關指的是戶外的柱上開關，例如10kV線路上的斷路器、負荷開關、分段開關等。一般來說，1台FTU要求能監控1台柱上開關，主要原因是柱上開關大多分散安裝，若遇同桿架設情況，這時可以1台FTU監控兩台柱上開關。
配變終端設備（TTU）
TTU監測並記錄配電變壓器運行工況，根據低壓側三相電壓、電流採樣值，每隔1～2分鐘計算一次電壓有效值、電流有效值、有功功率、無功功率、功率因數、有功電能、無功電能等運行參數，記錄並保存一段時間（一周或一個月）和典型日上述數組的整點值，電壓、電流的最大值、最小值及其出現時間，供電中斷時間及恢復時間，記錄數據保存在裝置的不揮發記憶體中，在裝置斷電時記錄內容不丟失。配網主站通過通信系統定時讀取TTU測量值及歷史記錄，及時發現變壓器過負荷及停電等運行問題，根據記錄數據，統計分析電壓合格率、供電可靠性以及負荷特性，並為負荷預測、配電網規劃及事故分析提供基礎數據。如不具備通信條件，使用掌上電腦每隔一周或一個月到現場讀取記錄，事後轉存到配網主站或其它分析系統。
TTU構成與FTU類似，由於只有數據採集、記錄與通信功能，而無控制功能，結構要簡單得多。為簡化設計及減少成本，TTU由配變低壓側直接變壓整流供電，不配備蓄電池。在就地有無功補償電容器組時，為避免重複投資，TTU要增加電容器投切控制功能。
開閉所終端設備（DTU）
DTU一般安裝在常規的開閉所（站）、戶外小型開閉所、環網櫃、小型變電站、箱式變電站等處，完成對開關設備的位置信號、電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數、電能量等數據的採集與計算，對開關進行分合閘操作，實現對饋線開關的故障識別、隔離和對非故障區間的恢復供電。部分DTU還具備保護和備用電源自動投入的功能。
行業周期
在大輸電投資周期過後，配電網投資比例開始提升：經歷了輸電投資2008-2010的高峰，輸電投資已經逐步回落，在GDP增速和用電彈性雙重下滑的大背景下，短期無法出現較大的需求增量。未來電網將進入結構性建設，即110kv以下的配網段將成為投資的重點。根據國家電網投資數據，1-7月重點城市電網項目投資完成332億元，其中35KV投資總額約23億元，占比6.9%，較比較提升了2.4個百分點。
配網自動化的投資動力-實現了自動化、集約化和權利回收的訴求：年初國網一號檔案提出了“三集五大”的戰略方向，反映了國網對提高大電網駕馭能力、加強專業化、精益化管理的意圖。“三集五大”本質上體現了國網對加強電網壟斷和控制力的訴求-即在實現效率提升、集約化的同時，削減了地方機構，實現管理的扁平和權力的中央化。而配網自動化很好的滿足了這一點。利用計算機、通信與信息技術，可以有效地對配電網實時運行、電網結構、設備、用戶進行自動化管理，在提高供電質量和管理效率的同時，大幅減少了對底端人力需求。這將有助於國網從正金字塔管理向倒金字搭管理的模式轉型。同時配網段拓撲結構複雜是電網各個環節中最適合進行自動化和智慧型化改造的部分。
國內配網自動化比率仍然大幅低於國際平均水平，空間依然很大：配網自動化建設在大多數城市僅僅局限於試點。覆蓋率僅僅為試點城市的1/5-1/4。整體配網自動化的覆蓋率約在10%，而國外如日本，配網自動化的覆蓋率高達80%的水平。測算了主要設備和軟體的投資。一個中等規模的城市做配網自動化改造需要設備價值在7億以上。假設每年建設10個城市配網自動化全覆蓋的情況下，市場容量將超80億。若每年實施5個城市，市場容量將超40億。可見未來配網自動化的市場空間是值得期待的。
