來源:輸變電工程設計

一、定義

利用現代電子技術、通信技術、計算機及網絡技術，將配電網實時信息、離線信息、用戶信息、電網結構參數、地理信息進行集成，構成完整的自動化管理系統，實現配電系統正常運行及事故情況下的監測、保護、控制和配電管理。它是實時的配電自動化與配電管理系統集成為一體的系統。

配電網自動化是運用計算機技術、自動控制技術、電子技術、通信技術及新的高性能的配電設備等技術手段，對配電網進行離線與在線的智能化監控管理，使配電網始終處于安全、可靠、優質、經濟、高效的最優運行狀態。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，減少停電范圍，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。

       根據《國家電網配電系統自動化規劃設計導則，配電系統自動化的主要任務應包括：集成SCADA和GIS功能；配網管理系統；停電管理系統；需求側響應；調度自動化功能；分布式發電管理。

1）配電網數據采集與監控系統（SCADA）

配電網SCADA系統應包括數據采集、四遙（遙信、遙測、遙控、遙調）、狀態監視、報警、事件順序記錄、統計計算、制表打印等功能，還應支持無人值班變電站的接口等。

2）配電網電壓管理系統。

根據配電網的電壓、功率因數、電流等參數，自動控制無功補償電容器的投切、變壓器有載分接開關分接頭的檔位等功能。

3）配電網故障診斷和斷電管理系統。

根據投訴電話、通信信息，實現故障定位、診斷，并實現故障隔離、負荷轉移、現場故障檢修、事故報告存檔等；

4）操作票專家系統（ES）

a、變電所自動化：實施數據采集、監視和控制，與控制中心和調度自動化系統（SCADA）通信。

b、配電所自動化：該功能由安裝在配電所的RTU對配電所實現數據采集、監視控制，與控制中心和配電調度自動化系統（SCADA）通信。

  5)饋線自動化FA

   a、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。

b、饋線自動隔離和恢復系統。

當饋線發生相間短路故障或單相接地故障時，自動判斷饋線故障段，自動隔離故障段，并恢復非故障段的供電。有兩種方式可供選擇：采用線路自動重合器和/或分段器；采用遠方通信信道，具有數據采集和遠方控制功能的饋線自動化。該系統除了包括一次設備，還應包括遠方終端（FTU）、通信信道、電流電壓傳感器等。

二、配網自動化系統構成

配網自動化系統一般由下列層次組成：配電主站、配電子站（常設在變電站內，可選配）、配電遠方終端（FTU、DTU、TTU等）和通信網絡。

配電主站位于城市調度中心，配電子站部署于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臺FTU要求能監控1臺柱上開關，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臺FTU監控兩臺柱上開關。

配變終端設備（TTU）

TTU監測并記錄配電變壓器運行工況，根據低壓側三相電壓、電流采樣值，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，記錄并保存一段時間（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內存中，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，并為負荷預測、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，事后轉存到配網主站或其它分析系統。

TTU構成與FTU類似，由于只有數據采集、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，為避免重復投資，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、環網柜、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、電能量等數據的采集與計算，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。

三、其它系統

1、圖資系統。

圖資系統應用的目的是形成以地理背景為依托的分布概念，以及電網資料分層管理的基礎數據庫。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；

2)向用電管理營業系統提供多種信息，對各用戶進行申請報裝接電、電價/電費管理、負荷管理等業務的營運工作。查詢有關用戶地理位置，自動生成各種供電方案；

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信息采集的不足；

圖資系統為配電系統提供各種在線圖形與數據信息，成為配電系統數據模型的重要組成部分。該系統可有在線方面的應用，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。離線方面應用包括設備管理系統、用電管理系統及規劃管理系統等。

2、管理系統

1）網絡分析，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；

5）施工管理，根據設計和工作任務單，制訂施工計劃并實施施工管理；

6）配電規劃設計系統（NPL）

完成合理分割變電所配電負荷，饋電線負荷調整，增設變電所、配電所，實施饋電線、配電網絡改造和發展規劃等各種設計任務，以及線損計算等。

3、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，并能自動識別用戶來電地址。

2）負荷管理系統。

負荷曲線調整；分類電價管理、負荷監控、需方發電管理等。

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、咨詢服務、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）

4、能耗系統

例如配電網的線損計算與管理。（DPAS）

1）網絡接線分析，用于確定配電網設備連接和帶電狀態；

2）配電網潮流分析，包括三相潮流分析；

3）短路電流計算，在配電網短路故障（單相、兩相、三相及接地等類型的故障）的情況下，計算出支路的電流和母線上的電壓；

4）負荷模型的建立與校核，使網絡負荷點的有功及無功負荷與在變電站饋線端口記錄的實測負荷相匹配；

5）配電網狀態估計，狀態估計主要有兩大類，一是主配網的電量估計量，二是沿饋線的電量估計量；

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）網絡結構優化和重構；

9）配電網電壓調整及無功優化。

5、接口

配電網自動化涉及面廣、范圍大、內容多且復雜，是一個龐大的系統工程，隨著社會發展的需求，對配電網質量的要求越來越高，故其功能也必須不斷地增加、調整，所以整個系統的設計要從全局，從長遠的觀點來考慮，不能花了幾年心血搞出的系統隨著系統的增容，地理的變化，功能的增加等因素就無法使用。