1.6 配電自動(dòng)化的難點(diǎn)

現(xiàn)代電力系統(tǒng)是由發(fā)電網(wǎng)、輸電網(wǎng)、配電網(wǎng)和負(fù)荷中心組成的龐大的能力系統(tǒng)，需要一個(gè)高度信息化和自動(dòng)化的系統(tǒng)來監(jiān)控和調(diào)度，這是一個(gè)由數(shù)據(jù)的采集、控制、通信和分析決策功能于一身的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。近年來，輸電網(wǎng)的國調(diào)、網(wǎng)調(diào)、省調(diào)、地調(diào)和縣調(diào)的調(diào)度計(jì)算機(jī)系統(tǒng)自動(dòng)化程度已經(jīng)得到了很大的發(fā)展，然而配電網(wǎng)的自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)展仍然很低。人們通常形成一個(gè)錯(cuò)覺，配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)比輸電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)簡單，而且投資少，其實(shí)正好相反。配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)不但比輸電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)對于設(shè)備的要求高，而且規(guī)模也要大得多，因而建設(shè)費(fèi)用也要高很多，究其原因主要有如下幾點(diǎn)。

（1）測控對象非常多——系統(tǒng)組織困難、信息量巨大、處理困難

輸電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的測控對象一般都是較大型的110kV以上變電站以及少數(shù)35kV和10kV變電站，因此站點(diǎn)少。一般小型縣調(diào)具有1~7個(gè)站，中型縣調(diào)具有7~16個(gè)站，大型縣調(diào)有16~24個(gè)站；小型地調(diào)只有24~32個(gè)站，中型地調(diào)有32~48個(gè)站，大型地調(diào)也只有48~64個(gè)站。

而配電自動(dòng)化系統(tǒng)的測控對象為進(jìn)線變電站、10kV開閉所、小區(qū)變電所、配電變壓器、分段開關(guān)、并補(bǔ)電容器、用戶電能表、重要負(fù)荷等，站點(diǎn)非常多，通常有成百上千甚至上萬點(diǎn)之多。因此，不僅對于系統(tǒng)組織會(huì)帶來較大的困難，而且在控制中心的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上也必須下更大的功夫，特別是在圖形工作站上，要想較清晰地展現(xiàn)配電網(wǎng)的運(yùn)行方式，困難將更大，因此，對于配電自動(dòng)化主站系統(tǒng)，無論是硬件還是軟件，較輸電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)都有更高的要求。此外，由于配電自動(dòng)化系統(tǒng)的站端設(shè)備極多，因此要求設(shè)備的可靠性和可維護(hù)性一定要高，否則電力公司會(huì)陷入繁瑣的維修工作中，但是每臺(tái)設(shè)備的造價(jià)卻受到限制，否則整個(gè)系統(tǒng)造價(jià)會(huì)過高，影響配電自動(dòng)化潛在效益的發(fā)揮。

（2）大量終端設(shè)備安放在戶外——工作環(huán)境惡劣、可靠性要求高

輸電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的站端設(shè)備一般都可安放在所測控的變電站內(nèi)，因此行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中這類設(shè)備按照戶內(nèi)設(shè)備對待，即只要求其在0~55℃環(huán)境溫度下工作。而配電自動(dòng)化系統(tǒng)中的卻有大量的站端設(shè)備必須安放在戶外，由于它們的工作環(huán)境惡劣，通常要能夠在-25~65℃環(huán)境下工作，因此必須考慮雷擊、過電壓、低溫和高溫工作、雨淋和潮濕、風(fēng)沙、振動(dòng)、電磁干擾等因素的影響，從而導(dǎo)致不僅設(shè)備制造難度大，造價(jià)也較戶內(nèi)設(shè)備高。此外，配電自動(dòng)化系統(tǒng)中的站端設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)方控制的頻繁程度比輸電自動(dòng)化系統(tǒng)要高得多，因此要求配電自動(dòng)化系統(tǒng)中的站端設(shè)備具有更高的可靠性。

（3）通信系統(tǒng)復(fù)雜——綜合采用

由于配電自動(dòng)化系統(tǒng)的站端設(shè)備數(shù)量非常多，會(huì)大大增加通信系統(tǒng)的建設(shè)復(fù)雜性，從目前成熟的通信手段看，沒有一種方式能夠單獨(dú)滿足要求，因此往往綜合采用多種通信方式，并且通常采取多層集結(jié)的方式，減少通道數(shù)量和充分發(fā)揮高速信道的能力。此外，在配電自動(dòng)化系統(tǒng)內(nèi)，對于開閉所RTU和柱上FTU往往要求還不一樣，這使得它們難以采用統(tǒng)一的通信規(guī)約，使問題更加復(fù)雜。

（4）工作電源和操作電源提取困難

在配電自動(dòng)化系統(tǒng)中，必須面臨許多輸電網(wǎng)自動(dòng)化中不會(huì)遇到的問題，其中最重要的是控制電源和工作電源的提取問題。故障位置判斷、隔離故障區(qū)段、恢復(fù)正常區(qū)域供電是配電自動(dòng)化最重要的功能之一，為實(shí)現(xiàn)這一功能，必須確保故障期間能夠獲取停電區(qū)域的信息，并通過遠(yuǎn)方控制跳開一部分開關(guān)，再合上另外一些開關(guān)。可是由于該區(qū)域停電，無論計(jì)算機(jī)系統(tǒng)工作所需的電源和通信系統(tǒng)所需的電源，還是跳閘或合閘所需的操作電源，都成了問題。對于輸電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)，可以通過所在變電站的直流電源屏獲取電源，這個(gè)辦法同樣也適用于配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)中當(dāng)?shù)赜兄苯与娫雌恋倪h(yuǎn)方站點(diǎn)，但對于諸如現(xiàn)場FTU的情形，就往往不得不安放足夠容量的蓄電池以維持停電時(shí)供電，與之配套還需要有充電器和逆變器。但問題絕不這樣簡單，長期未進(jìn)行充放電的蓄電池的性能往往會(huì)受到較大的影響，而對于蓄電池的充放電，通常是不便進(jìn)行控制的。

（5）我國目前配電網(wǎng)現(xiàn)狀落后——需對配網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)改造

我國目前配電網(wǎng)的現(xiàn)狀仍十分落后，首先要對配網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行改造，使之適合于自動(dòng)化的要求，如饋線分段化、配網(wǎng)環(huán)網(wǎng)化等，分段開關(guān)也需更換成為能進(jìn)行電動(dòng)操作的真空開關(guān)，并且應(yīng)具有必要的互感器。開閉所和配電變電所中的保護(hù)裝置，應(yīng)能提供一對信號(hào)接點(diǎn)，以作為事故信號(hào)，區(qū)分事故跳閘和人工正常操作，開關(guān)柜的操作機(jī)構(gòu)應(yīng)該具有防跳躍機(jī)構(gòu)等。但是我國現(xiàn)在的配電網(wǎng)和上述要求尚存在較大的差距。因此為了實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化，往往必須把對傳統(tǒng)配網(wǎng)的改造納入工程之中，從而進(jìn)一步增加了實(shí)施的困難。