配電網(wǎng)是電力系統(tǒng)發(fā)電、輸電和配電（有時也稱供電和用電）三大系統(tǒng)之一。電力公司通過配電網(wǎng)實現(xiàn)產(chǎn)品銷售——向廣大電力用戶提供電能。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，觀念的變化，電力公司正經(jīng)歷著一場深刻的變革：電力市場自由化。這場變革使電力公司面臨新的挑戰(zhàn)，不得不采取新的策略，新的技術(shù)和管理措施，轉(zhuǎn)變經(jīng)營理念，增強市場競爭實力。 　　一、配電自動化簡介 配電自動化指：利用現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)、計算機及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與電力設(shè)備相結(jié)合，將配電網(wǎng)在正常及事故情況下的監(jiān)測、保護、控制、計量和供電部門的工作管理有機地融合在一起，改進供電質(zhì)量，與用戶建立更密切更負責(zé)的關(guān)系，以合理的價格滿足用戶要求的多樣性，力求供電經(jīng)濟性最好，企業(yè)管理更為有效。 　　配電自動化是一個龐大復(fù)雜的、綜合性很高的系統(tǒng)性工程，包含電力企業(yè)中與配電系統(tǒng)有關(guān)的全部功能數(shù)據(jù)流和控制。從保證對用戶的供電質(zhì)量，提高服務(wù)水平，減少運行費用的觀點來看，配電自動化是一個統(tǒng)一的整體。 　　配電自動化包含以下4個方面： 　　 饋線自動化。饋線自動化完成饋電線路的監(jiān)測、控制、故障診斷、故障隔離和網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)。其主要功能有：運行狀態(tài)監(jiān)測、遠方控制和就地自主控制、故障區(qū)隔離、負荷轉(zhuǎn)移及恢復(fù)供電、無功補償和調(diào)壓等。  變電站自動化。變電站自動化指應(yīng)用自動控制技術(shù)和信息處理與傳輸技術(shù)，通過計算機硬軟件系統(tǒng)或自動裝置代替人工對變電站進行監(jiān)控、測量和運行操作的一種自動化系統(tǒng)。變電站自動化以信號數(shù)字化和計算機通信技術(shù)為標志，進入傳統(tǒng)的變電站二次設(shè)備領(lǐng)域，使變電站運行和監(jiān)控發(fā)生了巨大的變化，取得顯著的效益。 　　變電站自動化的基本功能有：數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)計算和處理、越限和狀態(tài)監(jiān)視、開關(guān)操作控制和閉鎖、與繼電保護交換信息、自動控制的協(xié)調(diào)和配合、與變電站其他自動化裝置交換信息和與調(diào)度控制中心或集控中心通信等項功能。 　　變電站自動化技術(shù)是配電自動化的重點之一。 　　配電管理系統(tǒng)。配電管理系統(tǒng)（DMS）是指用現(xiàn)代計算機、信息處理及通信等技術(shù)和相關(guān)設(shè)備對配電網(wǎng)的運行進行監(jiān)視、管理和控制。它是配電自動化系統(tǒng)的神經(jīng)中樞，整個配電自動化系統(tǒng)的監(jiān)視、控制和管理中心。主要功能有：數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控（SCADA）、配電網(wǎng)運行管理、用戶管理和控制、自動繪圖/設(shè)備管理/地理信息系統(tǒng)（AM/FM/GIS）等。 　　需求側(cè)管理。通過一系列經(jīng)濟政策和技術(shù)措施，由供需雙方共同參與的供用電管理。包含負荷管理、用電管理及需方發(fā)電管理等。需求側(cè)管理的幾個內(nèi)容涉及電力供需雙方，甚至與電力管理體制有關(guān)，必須通過立法和制訂相應(yīng)的規(guī)則，并最終由電力市場來調(diào)節(jié)。可以看到，電力的供需雙方不僅僅是一種電力買賣關(guān)系，也是以雙方利益為紐帶的合作伙伴關(guān)系，在電力市場環(huán)境下，需求側(cè)管理必將被重視。 　　上述4個方面的內(nèi)容可以相互獨立運行，它們之間的聯(lián)系十分密切，特別是信息的采集、傳遞、存儲、利用以及這些信息經(jīng)過處理作出的決策和控制相互影響。因而，信息的管理十分重要。 　　二、配電自動化發(fā)展新動向 　　1配電網(wǎng)自動化功能框架奠定，且得到充實和完善 　　國際供電會議（CIGRED）特設(shè)工作小組在1995年5月提出的專題報告中，按照以下原則：　　　1）把電網(wǎng)功能和用戶功能區(qū)別開來； 　　2）把在線功能和計劃功能區(qū)別開來； 　　3）把運行工作和維修工作區(qū)別開來。 　　將配電自動化功能劃分為4組：電網(wǎng)運行、運行計劃及其優(yōu)化、維修管理、用戶聯(lián)系和控制。 　　在上述主功能組的基礎(chǔ)上，再分成若干功能，奠定了配電自動化系統(tǒng)的主功能框架。需要強調(diào)的是： 　?。?）這4個功能組并不是各行其事，而是有著十分緊密的聯(lián)系，經(jīng)常交換信息，這樣既可做到數(shù)據(jù)共享，更可保證控制和管理的一致性。 　?。?）數(shù)據(jù)管理的重要性。數(shù)據(jù)管理本身并不是配電自動化的功能，但是，所有的功能都包含在數(shù)據(jù)管理內(nèi)，要實現(xiàn)龐大復(fù)雜的眾多功能必須依靠數(shù)據(jù)管理來完成，這些功能所交換和共享的數(shù)據(jù)引起了功能間的聯(lián)系。數(shù)據(jù)管理可確定所掌握的數(shù)據(jù)是需要相關(guān)管理的、連續(xù)不斷更新的還是由若干系統(tǒng)共享的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)管理建立了能滿足配電自動化要求的新的機制和管理方法，是配電自動化不可缺少的組成部分。 　　IEC TC57/WG14工作組提出了配電管理系統(tǒng)接口規(guī)范。該規(guī)范不僅將上述配電自動化功能按照商業(yè)應(yīng)用的要求作了分類，規(guī)定了每類的具體功能要求，而且將配電自動化系統(tǒng)與能量管理系統(tǒng)（EMS）、氣象信息、雇員信息及用戶信息系統(tǒng)的接口考慮進去，充實和完善了配電自動化功能框架。 　　2配電網(wǎng)優(yōu)化運行 　　電力市場的不斷完善迫使電力企業(yè)以效益為目標，把工作中心轉(zhuǎn)移到效率管理、降低成本和為用戶提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)上。這使得供電企業(yè)必須不斷地分析電網(wǎng)的運行性能、制定電網(wǎng)優(yōu)化運行的方案。 　　配電網(wǎng)的優(yōu)化運行主要包括：無功補償、提高供電質(zhì)量、降低線損、設(shè)備運行和維護。 　　供電質(zhì)量包括安全性、電壓合格率、頻率合格率、供電可靠性和用戶對停電、收費及服務(wù)的意見。 　　提高供電可靠性的主要技術(shù)措施有： 　?。?）縮短故障停電時間 　　故障自動報警； 　　快速故障定位； 　　自動/人工遙控隔離故障，非故障區(qū)段恢復(fù)供電。 　?。?）降低事故隱患和影響 　　這重點在于對設(shè)備狀態(tài)和電網(wǎng)參數(shù)進行經(jīng)常性監(jiān)測，力求在故障發(fā)生前檢測出潛在的事故隱患。 　　變電站自動化的發(fā)展，使供電可靠性有了很大的提高，但是，要進一步縮短故障停電時間，很大一部分取決于饋線自動化的發(fā)展。必須在饋電線路上裝設(shè)電動開關(guān)，配置饋線終端設(shè)備FTU，對一些分支線路，還應(yīng)裝設(shè)故障指示器，并利用通信系統(tǒng)，向系統(tǒng)提供饋線運行數(shù)據(jù)和狀態(tài)，執(zhí)行系統(tǒng)下達的饋線開關(guān)遙控操作命令。 　　非線性負載、電動機直接起動、不平衡負載、焊接設(shè)備以及家用電器設(shè)備增多，降低了電壓質(zhì)量。電壓質(zhì)量對現(xiàn)代電子設(shè)備及計算機系統(tǒng)影響極大。為此，提出系統(tǒng)應(yīng)對電壓進行連續(xù)測量和質(zhì)量分析，噪聲越限告警。同時，要根據(jù)實際需要選擇不同的無功補償方式。 　　3集成化、智能化和綜合化是一發(fā)展趨勢 　　早期配電自動化的實施采用發(fā)展獨立的、單項自動化系統(tǒng)來解決問題，如直接的負荷控制、大用戶的遠程抄表等，由于配電自動化的功能之間存在著不同程度的關(guān)聯(lián)，其中大部分要求很難滿足，且還無法克服在擴大應(yīng)用規(guī)模時確認所需投資的合理性所遇到的困難。這種按"功能定向"的方法，已造成綜合化水平非常低并帶來若干反面影響，如功能重疊、數(shù)據(jù)的重復(fù)、靈活性很差和維修費用高等。 　　另外，配電自動化系統(tǒng)作為一個龐大復(fù)雜的、綜合性很高的系統(tǒng)性工程，包含眾多的設(shè)備和子系統(tǒng)，各功能、子系統(tǒng)之間存在著不同程度的關(guān)聯(lián)，其本身及其所用技術(shù)又處于不斷發(fā)展之中，對任一家制造商而言，根本不可能包攬一切。 　　這就要求配電自動化系統(tǒng)采用全面解決的方案，走系統(tǒng)集成之路，使得各種應(yīng)用之間可共享投資和運行費用，最大限度保護用戶原有的投資。 　　在饋線自動化方面，現(xiàn)有饋線終端設(shè)備不僅具有常規(guī)的遙測、遙信和遙控功能，且還集成了自動重合閘、饋線故障檢測和電能質(zhì)量的一些參數(shù)的檢測功能，甚至集成了斷路器的監(jiān)視功能，且有進一步與斷路器、開關(guān)相結(jié)合，機電一體化，發(fā)展成為智能化開關(guān)的趨勢。顯著地降低了建設(shè)、運行和維護的綜合成本，為提高供電可靠性，創(chuàng)造了有利的條件。 　　故障定位和自動恢復(fù)送電可以明顯地縮短停電時間。有效地解決這一問題，必須以數(shù)字式繼電保護、饋線自動化和DMS系統(tǒng)為基礎(chǔ)。對于故障定位，國外有人提出使用三種技術(shù)綜合處理：故障距離計算法、線路故障指示器法以及不同線路區(qū)間故障概率統(tǒng)計法，這些信息結(jié)合在一起進行模糊邏輯處理。 　　在電壓無功控制方面，天津大學(xué)楊爭林、孫雅明首次提出基于人工神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的無功預(yù)測和優(yōu)化決策相結(jié)合的變電站電壓無功控制策略，該策略以無功變化趨勢為指導(dǎo)，充分發(fā)揮了電容器的經(jīng)濟技術(shù)效益，能在無功基本平衡和保證電壓合格的前提下，使變壓器分接頭的調(diào)節(jié)次數(shù)降至最小，消除了盲目調(diào)節(jié)，降低了變壓器故障幾率和減少了維護量。 　　4電力線載波技術(shù)取得重大突破 　　1997年10月英國聯(lián)合電力公司的子公司Norweb通信公司與加拿大Notel公司聯(lián)合聲稱：取得了電力線載波技術(shù)重大突破，利用新開發(fā)的數(shù)字配電線載波技術(shù)（Digital Power Line DPL）可有效地保護配電線上傳輸?shù)男盘柌皇芨蓴_，使得電力公司可以通過現(xiàn)成的配電線路為用戶提供高速、可靠而費用低廉的因特網(wǎng)、多媒體以及其他信息服務(wù)。目前，該技術(shù)可為家庭和中小型用戶提供速度最快的通信方式。 　　DPL技術(shù)是針對能夠加強本地、區(qū)域性以至全球范圍的家庭和中小型公司的數(shù)據(jù)訪問性能和響應(yīng)性能，采用改進的因特網(wǎng)規(guī)約（IP）以及復(fù)雜的專用電子裝置來沿低壓配電電纜網(wǎng)絡(luò)傳輸MHz級的數(shù)字高頻信號，同時監(jiān)視導(dǎo)致信息失真的脈沖信號以及其他形式的電干擾，從而實現(xiàn)了利用配電網(wǎng)絡(luò)為家庭和中小公司提供數(shù)字電話、傳真及因特網(wǎng)通信服務(wù)的手段。 　　該項技術(shù)的優(yōu)越性體現(xiàn)在： 　對于電力公司來說，配電網(wǎng)絡(luò)是現(xiàn)成的，因而應(yīng)用DPL技術(shù)的投資遠小于其他寬帶通信系統(tǒng)； 由于配電系統(tǒng)連至千家萬戶，通過該網(wǎng)絡(luò)可為用戶提供極方便的因特網(wǎng)服務(wù)； 　　該技術(shù)使得由調(diào)制的低壓網(wǎng)絡(luò)傳送的因特網(wǎng)和數(shù)據(jù)訪問的速度比目前最快的綜合數(shù)字服務(wù)網(wǎng)絡(luò)ISDN的速度提高了10倍，比與普通電話線連接的高速調(diào)制解調(diào)器快20倍； 　　服務(wù)容量極易擴展； 　對電力公司來說，提供了開拓新市場的機會； 　這些信息服務(wù)的提供，可為電力公司提高效率、增強電力市場中競爭力，加深與用戶的關(guān)系方面起到重要作用。 　　但目前推廣應(yīng)用DPL技術(shù)存在一些因難： 　將變電站轉(zhuǎn)化為與因特網(wǎng)相連的網(wǎng)關(guān)，還需要在變電站中安裝開關(guān)以及異端高速回饋光纖網(wǎng)絡(luò)以承載變電站和因特網(wǎng)之間的數(shù)據(jù)傳輸； 　DPL這項技術(shù)，還需要進一步發(fā)展和證實，而其他技術(shù)，如低能無線（low-power radio）、電纜調(diào)制解調(diào)器或不對稱數(shù)字電話用戶線（asymmetric digital subscriber line）等高速通信系統(tǒng)都已商業(yè)化或即將商業(yè)化，因而至少在最近兩年內(nèi)，DPL技術(shù)是一項相對比較貴的選擇方案。 5用戶電力技術(shù)的應(yīng)用 　　用戶電力（Custom Power）技術(shù)是Narain G.Hingorani任職于美國電力科學(xué)研究院（EPRI）時和柔性輸電（FACTS）技術(shù)一起提出的。其核心內(nèi)容是電力電子設(shè)備的應(yīng)用。該項技術(shù)可以解決電壓突升、突降和瞬時斷電等配電系統(tǒng)擾動所引起的種種問題，可補償電壓下降及短時斷電，對諧波進行有效濾波，補償相電流的不平衡，改進功率因素。其對提高供電質(zhì)量方面，有廣闊的前景，值得研究。 　　用固態(tài)斷路器（Solid-State Transfer Switch SSTS）（動作非常快的電子開關(guān)）控制雙電源饋線向重要用戶供電時，固態(tài)斷路器可在1/4Hz內(nèi)完成備用饋電線切換，向用戶提供不間斷電源。除此之外，與靜態(tài)電容器配合起來使用時，可提供優(yōu)質(zhì)電力，同限流電抗器或電阻器組合在一起，可在配電系統(tǒng)中迅速插入限流裝置以防止來自大短路容量的過大故障電流。 　　靜態(tài)電容器（Static Condenser STATCOM）或靜態(tài)補償器（Static Compensator STATCOM）是快速響應(yīng)的固態(tài)電力控制器，它能向4.16～69kV配電饋線連接處提供靈活的電壓控制以改進電力質(zhì)量；同時也是一個交流同期電壓源，通過一個聯(lián)絡(luò)電抗和配電系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)，并能用改變電壓源的幅值和相角的方法和配電系統(tǒng)交換無功和有功功率，其結(jié)果就可通過以STATCOM和配電線之間的聯(lián)絡(luò)電抗來控制電流。這樣可調(diào)節(jié)無功電流和抑制電壓波動。STATCOM是通過一個先進電力半導(dǎo)體裝置組成的固態(tài)的直流到交流的變流器來實現(xiàn)的。它能有效地替代配電系統(tǒng)采用常規(guī)電壓和無功控制元件、有載分接開關(guān)、電壓調(diào)整器和自動投切電容器。一臺多功能的STATCOM包括的功能有電壓控制、動態(tài)濾波、低損控制無功和有功功率。 　　動態(tài)電壓恢復(fù)器（Dynamic Voltage Restorer DVR）有一個變壓器、一個換流器和一個儲能裝置，只不過變壓器是串接在母線上向敏感負荷供電。補償是雙向的，既能升高已下跌的電壓，也能降低過高的電壓，其響應(yīng)時間只需幾個毫秒。當(dāng)電源側(cè)電壓質(zhì)量明顯不符合敏感負荷要求時，DVR通過串接的注入變壓器向饋線注入可控幅值、相角和頻率（諧波）的電壓，來校正負荷側(cè)電壓波形的畸變，包括由于鄰近線路發(fā)生故障或負荷時而引起的電壓波動。 　　無論是固態(tài)補償器STATCOM還是動態(tài)電壓恢復(fù)器（Dynamic Voltage Restorer DVR）直流儲能裝置的容量決定了對每次電壓下跌進行調(diào)節(jié)的持續(xù)時間，可以從幾個Hz到幾秒鐘。若應(yīng)用超導(dǎo)儲能器（Micro Super-conducting Magnetic Energy Storagy-SMES），可適用于短時間大功率的存儲和釋放場所。 　　有了用戶電力設(shè)施，用電的質(zhì)量和可靠性仍需供電方和用電方合作解決，所以雙方的信息暢通和工況變化的透明度是十分重要的，這有賴于供電信息化程度的提高。用戶和供電者合作可以共同把擾動減少到幾乎沒有。不論是雷擊、開關(guān)切換還是負荷大變動等，都不使其干擾電力用戶的運作。 　　6技術(shù)和經(jīng)濟手段綜合利用，改善對用戶的服務(wù) 　　面對激烈的市場競爭，改進對用戶的服務(wù)，是增強電力公司競爭能力的重要手段之一。利用各種技術(shù)和經(jīng)濟手段，改進對用戶的服務(wù)，滿足不同用戶的需求，指導(dǎo)用戶合理、經(jīng)濟用電，鼓勵用戶參與和配合電力企業(yè)對供用電進行管理和控制，提供用戶用電選擇權(quán)等是當(dāng)前配電自動化發(fā)展值得注意的一個動向。 　　意大利ENEL公司在電費上采取以下措施，使負荷曲線更加合理化： 　　（1）向所有需量超過或等于400kW的用戶推廣分時電價。 　?。?）對增容到25kW使用電爐的食品工業(yè)用戶和至少6kW需量的家庭用戶中試行兩時段分時電價。 　?。?）對需量大于3000kW，且應(yīng)電力公司的請求可至少減少負荷1000kW的用戶，實行可停電供電電價。 　?。?）帶暫停需量的可停電供電電價。對在同意的月份（冬季最多四個月，夏季可能有一個月）中全國電力系統(tǒng)發(fā)生緊急情況的小時內(nèi)減少需量（至少為一天相應(yīng)時間內(nèi)簽約需量的50%）的用戶實行可停電供電電價。 　　改革電費系統(tǒng)，使之變得更為靈活，其目的在于更準確反映全部時間內(nèi)的電力成本，鼓勵用戶將他們的用電負荷需求調(diào)整到一條改進過的負荷曲線。此外，改革電費系統(tǒng)，不僅包含電量，還包括與供電質(zhì)量關(guān)聯(lián)的新參數(shù)，如停電次數(shù)和持續(xù)時間，使電費更趨于合理，促進效率和生產(chǎn)率以及向用戶提供滿足他們單獨要求的合同條件。 　　法國正在進行用戶通信接口計劃的試驗，稱為ICC。其主要功能不但引入了實時讀表、停電控制和遠方管理，并使用戶能了解自己用電的實時電價（全日變動的實時電價對用戶是透明的）。從而能優(yōu)化自己用電的管理，優(yōu)化用電是根據(jù)電價制度的規(guī)定，選擇自己用電設(shè)備和時間，停用一部分設(shè)備如熱水器，甚至電冰箱或空調(diào)機。ICC能使用戶使用幾條簡單的指令控制用電，并和供電人員通信，規(guī)劃用戶自己的最佳用電計劃。 　　西班牙的Iberdrola電力公司正和法國EDF一起進行OPENMAN （optimal energy management configurable system最優(yōu)能量管理的可組合系統(tǒng)）的試驗。在西班牙裝設(shè)五套，法國也裝設(shè)五套。主要制造商為Schlumberger lndustriesO(jiān)PENMAN的主要目標是家庭能量應(yīng)用的優(yōu)化與管理，有兩個部分，一部分是一臺咨詢配置機，可以用來為用戶提出最優(yōu)配置的咨詢建議。這臺咨詢機設(shè)置在電力公司的售電業(yè)務(wù)室內(nèi)。另一部分是進行用電時的能量管理系統(tǒng)，有一臺主控器和若干智能插頭。智能插頭的作用是通過PLC（電力線載波）和用戶通信，實現(xiàn)削峰填谷等管理操作，并根據(jù)用戶提示的舒適性要求和生活習(xí)慣，提供既優(yōu)化經(jīng)濟又舒適滿意的用電。 　　意大利ENEL公司正在開發(fā)家庭用電智能助理，能加到用戶的電視機上以便實現(xiàn)強有力的顯示，確保供電服務(wù)信息能方便地表達出來。通過這個窗口，可向用戶通知各種事件，并幫助用戶從事一些節(jié)能工作。 　　改進對用戶的服務(wù)，是增強電力公司競爭能力的重要手段，同時須改進其自己的信息系統(tǒng)。 德國西門子公司推行一種公司信息集成化系統(tǒng)，把配電管理系統(tǒng)（包括SCADA、自動化及MIS）及網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃統(tǒng)一在一起，一體化了，并和地方（市或州）的地理信息系統(tǒng)（GIS，包括電話、水、交通及市政等）也取得一致。這是信息化的大趨勢。