1 引言

　　80年代以來(lái)，我國(guó)的電力工業(yè)得到了快速發(fā)展，90年代中后期，電力工業(yè)的發(fā)展重點(diǎn)由增加裝機(jī)容量轉(zhuǎn)變?yōu)榧訌?qiáng)電網(wǎng)建設(shè)。電力工業(yè)發(fā)展的這種特殊性，使得我國(guó)適合采用更先進(jìn)的技術(shù)，從高起點(diǎn)進(jìn)行電網(wǎng)改造。目前在我國(guó)220kV及以上系統(tǒng)中運(yùn)行的微機(jī)保護(hù)超過(guò)一萬(wàn)臺(tái)，有1000多個(gè)基于分布式網(wǎng)絡(luò)的綜合自動(dòng)化變電站投入運(yùn)行。這些技術(shù)以其良好的可靠性、靈活性和可擴(kuò)展性為電力系統(tǒng)廣大用戶所接受。在信息時(shí)代來(lái)臨的今天，我國(guó)正在進(jìn)行大規(guī)模的配電網(wǎng)改造建設(shè)，一批城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造工程正在興建，可以預(yù)見(jiàn)，基于信息技術(shù)的配電網(wǎng)自動(dòng)化將會(huì)得到廣泛推廣并發(fā)揮巨大作用。

　　2 基于信息技術(shù)的配電網(wǎng)自動(dòng)化的基本功能

　　配電網(wǎng)長(zhǎng)期以來(lái)只能采用手工操作進(jìn)行控制，自90年代開(kāi)始逐步發(fā)展實(shí)現(xiàn)了一批功能獨(dú)立的孤島自動(dòng)化，今后的發(fā)展趨勢(shì)必然走向基于先進(jìn)通信技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化。配電網(wǎng)自動(dòng)化主要包括饋線自動(dòng)化、自動(dòng)制圖/設(shè)備管理/地理信息系統(tǒng)及配電網(wǎng)分析軟件，它是配電自動(dòng)化的基礎(chǔ)部分。與傳統(tǒng)的孤島自動(dòng)化相比，基于信息技術(shù)的配電網(wǎng)自動(dòng)化的關(guān)鍵在于以下三點(diǎn)：大量的智能終端、通信技術(shù)和豐富的后臺(tái)軟件。針對(duì)我國(guó)配電網(wǎng)的具體情況，配電網(wǎng)自動(dòng)化應(yīng)當(dāng)分期分批逐步發(fā)展完善，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)配電系統(tǒng)資源的綜合利用。

　　2.1 饋線自動(dòng)化

　　圖1所示為典型的配電網(wǎng)手拉手環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)S3處于常開(kāi)狀態(tài)，負(fù)荷由變電站A和變電站B分別供電。當(dāng)在開(kāi)關(guān)S1和開(kāi)關(guān)S2之間發(fā)生故障（非單相接地），線路出口保護(hù)使斷路器B1動(dòng)作，將故障線路切除，傳統(tǒng)的故障隔離和恢復(fù)供電的方法是通過(guò)重合器和分段器的配合，經(jīng)重合器多次重合實(shí)現(xiàn)的，該方法不依賴于通信[1].但是，由于重合器的多次重合對(duì)配電系統(tǒng)造成的擾動(dòng)在某些情況下是不能接受的，為了實(shí)現(xiàn)具有更好性能的饋線自動(dòng)化人們?cè)陂_(kāi)關(guān)上裝設(shè)了智能終端，即配電終端單元（FTU），并通過(guò)通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)集中式饋線自動(dòng)化。這種饋線自動(dòng)化的基本原理如下：當(dāng)在開(kāi)關(guān)S1和開(kāi)關(guān)S2之間發(fā)生故障（非單相接地），線路出口保護(hù)使斷路器B1動(dòng)作，將故障線路切除，裝設(shè)在S1 處的FTU檢測(cè)到故障電流而裝設(shè)在開(kāi)關(guān)S2處的FTU沒(méi)有故障電流流過(guò)，此時(shí)自動(dòng)化系統(tǒng)將確認(rèn)該故障發(fā)生在S1與S2之間，快速跳開(kāi)S1和S2實(shí)現(xiàn)故障隔離并合上線路出口的斷路器，最后合上聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)S3完成向非故障區(qū)域的恢復(fù)供電。這種依賴通信系統(tǒng)和FTU實(shí)現(xiàn)的饋線自動(dòng)化是配電網(wǎng)自動(dòng)化的基礎(chǔ)，對(duì)于配電系統(tǒng)的運(yùn)行與監(jiān)控是十分重要和必要的。

　　2.2 小電流接地系統(tǒng)的單相接地保護(hù)

　　我國(guó)絕大多數(shù)配電網(wǎng)采用小電流接地方式。小電流接地系統(tǒng)在發(fā)生單相接地故障后，規(guī)程允許帶故障運(yùn)行兩個(gè)小時(shí)，由于非故障相的電壓升為線電壓，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行有可能導(dǎo)致絕緣破壞，因而需要快速實(shí)現(xiàn)故障定位。

　　傳統(tǒng)的接地選線的方法是利用零序電流的基波或5次諧波的大小及方向。實(shí)踐中該原理的效果并不理想，大多數(shù)供電部門仍在采用“拉線法”進(jìn)行故障選線，這對(duì)于提高供電可靠性是十分不利的。在圖1所示系統(tǒng)中，分布安裝在配網(wǎng)各點(diǎn)的FTU及集中通信將為這一傳統(tǒng)問(wèn)題的解決注入活力，位于接地點(diǎn)兩側(cè)的相鄰的兩個(gè) FTU對(duì)某些小電流接地的故障特征的測(cè)量將有明顯區(qū)別，初步的研究表明，建立在FTU與通信基礎(chǔ)之上的饋線自動(dòng)化技術(shù)有可能很好地解決小電流接地問(wèn)題。

　　2.3 配電網(wǎng)優(yōu)化運(yùn)行

　　統(tǒng)計(jì)資料表明，與超高壓電網(wǎng)、高壓電網(wǎng)相比，配電網(wǎng)的網(wǎng)損是最高的，三者之間的比例關(guān)系如表1所示[2].

　　有了分布式的FTU及通信系統(tǒng)后，該問(wèn)題可以從以下兩方面得到更好的解決。

　　2.3.1 優(yōu)化配網(wǎng)負(fù)荷

　　如圖1所示，配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)通過(guò)對(duì)智能終端和手拉手環(huán)網(wǎng)中的負(fù)荷開(kāi)關(guān)的控制，可以方便地改變環(huán)網(wǎng)的開(kāi)環(huán)點(diǎn)已達(dá)到調(diào)整潮流的目的。自動(dòng)化的后臺(tái)軟件將給出優(yōu)化潮流的方案，最終實(shí)現(xiàn)減小網(wǎng)損。

　　2.3.2 無(wú)功/電壓控制

　　在后臺(tái)系統(tǒng)的支持下，通過(guò)對(duì)電容器和有載調(diào)壓配電變壓器等分布式無(wú)功電源的控制，可以實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)的無(wú)功/電壓控制，這不但可以降低網(wǎng)損，而且可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電能質(zhì)量的補(bǔ)償。

　　2.4 先進(jìn)的配電管理系統(tǒng)

　　配電管理系統(tǒng)是配電網(wǎng)自動(dòng)化的核心部分，主要包括配電圖資系統(tǒng)及配電網(wǎng)分析軟件。

　　2.4.1 配電圖資系統(tǒng)（AM/FM/GIS）

　　配電圖資系統(tǒng)由自動(dòng)繪圖AM（Automatic Mapping）、設(shè)備管理FM（Facilities Management）和地理信息系統(tǒng) GIS（Geographic Information System）組成。其中，圖資系統(tǒng)（AM/FM）是配電自動(dòng)化的基礎(chǔ)，該系統(tǒng)建立在地理信息系統(tǒng)（GIS）的基礎(chǔ)上，與報(bào)考SCADA相結(jié)合，將大大提高配電網(wǎng)的運(yùn)行管理水平。

　　2.4.2 配電網(wǎng)分析軟件（DPAS）

　　配電系統(tǒng)的高級(jí)應(yīng)用軟件為配電網(wǎng)的運(yùn)行提供了有力的分析工具，主要包括：潮流計(jì)算、負(fù)荷預(yù)測(cè)、狀態(tài)估計(jì)、拓?fù)浞治?、電?阻抗計(jì)算及無(wú)功電壓優(yōu)化等。