電力自動化發展趨勢分析論文

摘要：隨着我國電力工業的發展，含配電系統自動化在內的城網建設改造和電力市場已提上了日程。正在啓動的發電市場展示了向配電市場發展的前景。

關鍵詞：配電系統自動化 系統集成 電力市場

　　1 配電系統自動化發展中的問題

當代的配電系統自動化，發展過程中面臨着兩個問題：這就是配電系統自動化如何從傳統的“多島自動化”走向系統集成；以及如何考慮電力市場的發展可能對配電系統自動化產生的影響。

　　2 發展中的配電系統自動化

配電系統綜合自動化中，各有關係統如何實現信息共享、功能互補和通道公用，並顧及到電力市場發展可能帶來的影響呢?

2.1 SCADA/LM/DMS平臺 SCADA/LM/DMS平臺是配電系統綜合自動化的核心和基礎，它除了完成SCADA/LM/DMS功能外，還承擔整個系統的縱向(實時層)和橫向(管理層)的集成任務。

由於系統中引入了功能較強的變電站綜合自動化技術，SCADA中除傳統的功能外，還增加了一些擴展的SCADA功能，如保護的遠方監視、投切和定值修改，故障錄波數據的收集等。當然，如果配網的規模較小，由變電站負責的環網控制，也可改由主站的SCADA/LM/DMS平臺來完成。

這裏，與電力市場發展有關的負荷控制和管理，正面臨新的挑戰：長期缺電期間，對用戶限電拉閘實施計劃用電的負荷控制，應及時轉移到用戶不感到停電的負荷管理(LM)上來。

當代的負荷管理，主要是按事先編制好的負荷管理方案，通過饋線降壓減載，或按編組週期輪流短時啓停用戶的可控負荷(空調、熱水器等)，來實現用戶不感到停電的負荷管理。

此外，還應積極開展基於分時電價的需方用電管理(DSM)，用以調動需方的積極性來參與負荷管理。

供方負荷管理與需方用電管理相結合，必將有力地改善配電系統的負荷曲線，併爲隨後電力市場的開展打下基礎。

LM負荷管理功能與電力供需關係和電力市場進程有關，涉及到對原有負荷控制系統的利用和改造，以及和具有需量控制功能的數字電量計費系統相配合等問題。但無論是沿用原有的負荷控制終端、或是與新建的電量計費系統相結合，主站均和SCADA/DMS集成在一起，以適應電力市場發展的變化，而不象傳統的負荷控制那樣分開獨立運行。

DMS應用軟件方面，除傳統的網絡拓撲跟蹤着色、負荷預報、配電潮流、短路分析、網絡重構、故障恢復控制、操作票、投訴熱線處理等外，還把負荷計費管理、電力市場等應用包括了進來，統一優化管理，授權分工使用。

當然，系統的無縫集成並不排斥通過接口和數據轉換、接入現有而又可用的老系統，以保護原有投資。待該老系統淘汰後，再更新爲符合開放標準的系統。

2.2 變電站綜合自動化 傳統的變電站自動化，系由本地監控的自動裝置和與調度聯繫的RTU遠動裝置所組成。當代的變電站自動化，隨着計算機、通信和數字信號處理(DSP)技術的發展，已進入到自動遠動、測量控制保護功能集成並隨一次設備分散佈置，實現無人值班的綜合自動化階段，顯示出系統集成的高效益。

當然，常規的有人值班變電站，同樣也可以通過變電站RTU接入配電自動化系統。

2.3 環網故障定位、隔離和恢復供電系統 和許多配電自動化裝置類似，環網故障定位、隔離和恢復供電系統也經歷了從免通信的單項自動化向帶通信的綜合自動化發展的過程。

免通信的環網故障識別和恢復控制系統，可由一定數量的負荷分段開關(無切斷短路電流能力)和控制分段開合的控制器組成。正常時固定開環點運行，兩側供電。故障時，靠故障側變電站饋線保護動作跳閘，各段開關無壓釋放。變電站斷路器重合成功後，各段開關按事先整定的時限依次重合試投。如爲永久性故障，當投到故障段後變電站饋線保護將再次動作跳閘，重複試投過程。但此時故障段業已測明，僅合到故障段前爲止。故障段後至開環點的恢復供電，則從開環點檢測到對側線路失壓進行重合開始，以相反的方向和相同的原則來實現整個環網故障段的隔離，和非故障段的自動恢復供電。

這種單項自動化裝置的優點是無通信要求。但除功能單一和信息未能共享外，本身還存在整定複雜、不能一次定位、開關試投次數較多、恢復時間較長、線路攝取的“冷負荷”較大等問題。

和變電站綜合自動化類似，帶通信的環網故障識別和恢復控制系統，控制分段開關的開合，稱爲饋線終端裝置FTU的控制器具有支持SCADA的'功能。除了故障時依靠遠動功能免除試投實現一次定位、隔離和自動恢復供電外，正常時還兼有收集環網節點電工信息、控制分佈電容投切、以及合理選擇開環點用以降低網損等功能。

2.4 多功能數字分時電度表系統 常規的分時電度表，是專爲電量計費而設計的，用途比較單一，一般不具備通信條件。

隨着計算機、通信和數字信號處理技術應用的普及，導致了當代多功能數字分時電度表的問世。這種可以遠方通信的多功能數字分時電度表，除了具有分時電度表的功能外，還能和配電控制中心配合，收集帶時標的用戶電工信息、傳送電量計費信息、具有竊電報警、負荷控制、液晶顯示、長期存儲等功能。在電量計費系統中，表計本身還可兼作數據集中器使用，大大簡化電量計費系統的構成。 電量計費系統是開拓電力市場的一項基礎性設施。通過電量計費系統的建設，應一改過去壟斷經營時期供方查表、用戶繳費、逾期罰款的單向聯繫模式。

城網建設改造中，正在進行量大面廣的“一戶一表”建設。無論從當前的“商業化運營”或今後的“配電市場”來看，都應儘可能地考慮到計費信息的雙向通信(大中用戶遠方讀表和中小用戶智能卡)以及和銀行結算的關係問題。

“投訴熱線處理”是供方和廣大用戶建立雙向聯繫的又一渠道。因此，進行低壓線路和一戶一表的建設改造時，一二次系統應統一優化設計，以期建立一個面向用戶(含物業管理)分級分片雙向通信的聯繫機制，提高供電服務水平。

2.5 管理信息系統 基於自動繪圖和設備管理(AM/FM/GIS)，含變電、配電、用電、檢索、決策、以及辦公自動化(OA)等在內的管理信息系統(MIS)，早期是作爲離線管理系統而獨立運行的。現在，AM/FM已發展成爲一個獨立的地理信息系統(GIS)軟件產業，支持包括電力系統特別是配電系統在內的具有空間數據的行業開發各種應用。

隨着信息產業的發展，電力行業進入了由實時信息提供管理服務、管理信息(包括地理信息)支持實時應用的新階段，甚至發展了SCADA/GIS系統。

近年來，MIS趨於向OSA標準以及日益普及的Intranet/Internet靠攏，且大有以內聯網取代MIS之勢，以便與電力市場的發展接軌。因爲，今後電力市場的交易，將不再是大廳交易，而是基於Intranet/Internet、以瀏覽器爲特徵的、稱之爲電子商務的網絡交易。

傳統上的管理信息系統(MIS)，以專用網、專用信道和圖形用戶界面爲其特徵，顯然不適於提供電力交易使用。這又是考慮電力市場發展時所提出的一個挑戰：是使傳統的管理信息系統和今後的交易信息系統並行發展，或是對現有的MIS進行改造、使之適應今後電力市場的發展。事實上，一些面臨發電市場壓力的網省級調度中心，已經按後者行事並已改造就緒了。

　　3結語

3.1 當代的配電系統自動化正從“多島自動化”走向系統集成，並受到電力市場發展的影響。

3.2 “多島自動化”是以單項自動化爲基礎，由少到多各自平行發展。系統集成的綜合自動化，是以整體綜合優化爲基礎，力求信息共享、功能互補，並隨技術的進步而提高其集成度。

3.3 當前配電系統自動化中的負荷管理系統、電量計費系統和信息管理系統，需要考慮電力市場發展的影響。

3.4 基於開放系統結構和國際標準的分層分佈配電系統綜合自動化，適應當代系統集成和電力市場的發展方向，“性能價格比”好、可伸縮性強。用戶可以任意分步實施其配電自動化規劃，所投入的系統或設備不會因系統的發展或技術的進步而導致重複建設甚至推倒重來。