配电自动化的现状及未来

1、配电自动化的现状及未来配电自动化的现状与未来 赵庆杞 黎明 张化光（ 东北大学电气自动化研究所沈阳 110004） 沈阳供电公司 沈阳 110003 【摘要】本文系统阐述了配电自动化的涵义及配电自动化实现的主要功能，对国内外配电自动化的现状作了分析，指出了国际上配电自动化的开展新动向，重点论述了国内配电自动化的开展趋势。【关键词】配电自动化 开展趋势0 引言配电自动化是西方兴旺国家70 年代提出的概念, 目前在日本、欧美已得到了充分开展。我国近年来也已开展了不少试点工作。配电自动化指：利用现代电子、计算机、通信及网络技术, 将配电网在线数据和离线数据、配电网数据和用户数据、电网结构和地理图形进

2、行信息集成 , 构成完整的自动化系统, 实现配电网及其设备在正常运行及事故状态下的监测、保护、控制、用电配电管理的现代化。配电自动化是属于整个电力系统中的一个分支, 配电网又是整个电力系统与分散的用户直接相连的局部, 是对社会生活变化最为敏感的局部, 电力作为商品的属性也集中表达在配电网这一层上。配电自动化是作为市场经济的产物诞生于市场经济兴旺、大多数国家电力民营化的西方 ; 当市场需要更高的供电质量, 电力公司必须在剧烈的市场竞争中利用新技术降低运行费用 , 配电自动化应运而生。西方兴旺国家于80 年代末开始应用配电自动化技术。 90年代以来 , 欧美一些国家先后开放电力市场, 由于各电力企

3、业忙于进行体制转换, 配电自动化实施工作一度放缓。目前 , 为了降低运营本钱, 提高供电可靠性和供电质量, 争取更多的用户 , 各供电企业正在积极地开展配电自动化工作。日本在70 年代就开始进行高电压大容量的配电方式 , 以解决大城市的配电问题 , 并着手开发依靠配电设备及继电保护进行配电网络自动化运行的方法, 从 80 年代到现在已完成了计算机系统与配电设备配合的配电自动化系统 , 在主要城市的配电网络上投入运行, 其中大规模的配电自动化系统可控制约 4000个以上的中压开关, 中小规模的配电自动化系统也可控制约 1500 个中压开关。由于配电自动化工作的深入, 电网供电可靠性得到显著的提高

4、, 日本 96 年至 97 年度平均每户停电 0.1 次, 每次平均 8 分钟 , 可靠性居全球之首。香港电灯公司的 3000 多个中压开关全部可以遥控。 韩国、台湾于90 年代也完成了局部配电系统的馈线自动化 , 并建立了自己配电自动化实验网络。与其它方面的现代化一样, 配电技术的现代化是建立在一定工业根底之上的 , 而上述国家的 90 年代均是已实现经济腾飞、经济得到了充分开展的阶段, 是社会技术经济开展到一定程度的产物。配电自动化在我国的兴起主要是缘于城网改造。长期以来配电网建设不受重视,结构薄弱 , 导致发电容量冗余的同时供配电能力低下。因此国家出台城网改造的政策、资金 , 并提出要积

5、极稳步推进配电自动化。配电自动化实现的目标可以归结为 : 提高电网供电可靠性, 切实提高电能质量, 确保向用户不间断优质供电 ; 提高城乡电力网整体供电能力 ; 实现配电管理自动化 , 对多项管理过程提供信息支持, 改善效劳 , 提高管理水平和劳动生产率; 减少运行维护费用和各种损耗, 实现配电网经济运行; 提高劳动生产率及效劳质量 , 并为电力系统电力市场的改革打下良好的技术根底。98 年我们国家决定投巨资进行城乡电网改造, 国家电力公司配合国家计委作出了实施方案 , 分批投入城市电网建设和改造工程, 三年国家将投入资金数千亿元。另外国家将投入 1368 亿元 , 用于我国农网的建设与改造,

6、 拉开了建国以来最大规模的农村电网建设的序幕。全国城乡电网建设与改造的资金投入将近3000 亿元。这样大规模的城乡电网建设与改造加上1996 年在济南召开的全国电力工业技改会议提出的把技术进步作为九五期间开展我国电力工业的主要方向的方针。极大促进配电自动化工作的开展 , 配电自动化已成为电力自动化的热门技术, 是电网开展的大势所趋。配电自动化的主要功能 配电自动化系统Distribution Automation System, 简称 DAS是一个庞大复杂的、 综合性很高的系统性工程，包含电力企业中与配电系统有关的全部功能数据流和控制。配电自动化系统的内容就其所含系统而言，大致可分为1配电调度

7、自动化系统包含配电SCADA配电网电压管理系统、故障诊断和断电管理系统、操作票专家系统等。2变电站自动化包括配电所、开闭所。3馈线自动化包括故障自动隔离和恢复供电系统，馈线数据检测和电压、无功控制系统。4自动制图/设备管理/地理信息系统AM/FM/GIS/。5配电工作管理系统包括网络分析、运行管理、设备检修管理工程设计、施工管理、配电规划设计系统等。 6用电管理自动化包括客户信息系统、负荷管理系统、计量计费系统、用电营业管理系统、用户故障报修系统。7配电网能耗管理系统如能耗统计分析，配电网在线经济运行和变压器负荷管理。8配电网分析软件如网络拓扑分析、潮流分析、短路电流计算、负荷模型建立和校核、

8、配电网状态估计、配电网负荷预测、平安分析、网络结构优化和重构、配电网电压调整和无功优化。9和其它系统的接口MIS系统等。在配电自动化系统中，从为配电网供电的110KV主变电站的10KV局部监视，至IJ10KV馈线自动化以及10KV开闭所、配电变电站的自动化，称为配电 SCADA（统。从 输电网的开展来看，我国目前已普及了以 SCAD的主的地调系统，同样层次的县调自 动化系统和变电站综合自动化系统正在迅速推广，但是作为更高层次的能量管理系统却尚未到达。由于配电网较输电网更复杂、更分散，实现能量管理系统水平的配电管理信息系统的难度也更大。配电SCADA（统包括进线监视、馈线自动化、开闭所和配电变电

9、站自动化及变压 器巡检四个局部。进线监视一般完成对配电网进线变电所的开关位置、母线电压、线路电流、有功和无功功率及电度量的测量。馈线自动化Feeder Automation,简称FA完成馈电线路的监测、控制、故障诊 断、故障隔离和网络重构。其主要功能有：运行状态监测、远方控制和就地自主控制、故障区隔离、负荷转移及恢复供电、无功补偿和调压等。开闭所和配电变电站自动化Substation Automation, 简称SA应用自动控制技 术和信息处理与传输技术，通过计算机硬软件系统或自动装置代替人工对变电站进行监控、测量和运行操作的一种自动化系统。变电站自动化以信号数字化和计算机通信技术为标志，进入

10、传统的变电站二次设备领域，使变电站运行和监控发生了巨大的变化，取得显著的效益。变电站自动化的根本功能有：数据采集、数据计算和处理、越限和状态监视、开关操作控制和闭锁、与继电保护交换信息、自动控制的协调和配合、与变电站其他自动化装置交换信息和与调度控制中心或集控中心通信等项功能。变压器巡检是指对配电网中箱式变、变台的参数远方监视和补偿电容的自动投切和远方投切等。配电自动化系统的另一组成局部，即是需方管理 Demand Side Management,简称 DSM。DS喊际上是通过一系列经济政策和技术措施，由供需双方共同参与的供用电 管理。电力的供需双方共同对用电市场进行管理，以到达提高供电可靠性

11、，减少能源消耗及供需双方的费用支出的目的。其内容包括负荷监控、管理和远方抄表、计费自动化两方面。负荷监控管理Load Control &Management,简称LCM是根樨用户的用电量、分时电 价、天气预报以及建筑物内的供暖特性等进行监视、管理和控制，并通过合理的电价结构引导用户转移负荷，平坦负荷曲线。远方抄表与计费自动化Automatic Meter Reading, 简称AMR是指通过各种通 讯手段读取远方用户电表数据，并将其传至控制中心，自动生成电费报表负荷曲线等。地理信息系统Geographic Information System, 简称GIS的引入是配电网自 动化的主要特点之一，

12、因为配电网节点多、设备分散，其运行管理工作常与地理位置有关，将GIS与一些属性数据库结合，可以更加直观的进行运行管理。配电管理系统。配电管理系统（DMS双指用现代计算机、信息处理及通信等技术 和相关设备对配电网的运行进行监视、管理和控制。它是配电自动化系统的神经中枢，整个配电自动化系统的监视、控制和管理中心。主要功能有：数据采集和监控(SCADA)配电网运行管理、用户管理和控制、自动绘图/设备管理/地理信息系统(AM/FM/GIS)等。我国配电网的现状及存在的问题配电网的开展是随城市建设规模及用电负荷迅速增长和供电可靠性要求而提出的由于城市规划与电力的条块分割 , 形成了不相适应配电网结构,

13、使配电网规划及开展不适应城市的需求, 突出反映在如下几点：配电网络电源点落后于城市建设的开展, 由于城市规模和商业的建立, 电源点容量及电能输出受到限制, 尤其是配电电线的传输通道。改革开放以来, 城市建设速度迅速, 负荷增长率高 , 但电力配套建设不及时 , 输电线半径小 , 线路长 , 瓶颈效应比较突出 , 电能输不出去, 往往因此而引起停电事故。出线通道影响与城市规划不相适应, 有的地方改用地下电缆 , 施工及投资不允许, 采用架空导线环境条件受限, 有的采用绝缘导线, 网络复杂较为普遍。早期建设的线路导线细、年久失修, 高能耗设备多 , 线损率高 , 由于导线半径小及无功缺额较大,合线

14、损损耗大,个别地区配电网损耗到达30%, 一般地区在15%20%, 造成能源大量浪费和环境污染。供电不可靠因素增大, 由于配电网投资缺乏, 设备老化和技术性能低劣 , 供电事故频繁 , 往往是一点故障引发全线甚至大面积停电事故。城市繁华地段, 重要场所的用户停电 , 影响社会治安及经济市场。电网结构复杂, 环网联络接点较多。配电自动化开展新动向配电网自动化功能框架奠定，且得到充实和完善国际供电会议(CIGRED特设工作小组在1995年5月提出的专题报告中，按照以下原那么：把电网功能和用户功能区别开来；把在线功能和方案功能区别开来；把运行工作和维修工作区别开来。将配电自动化功能划分为 4 组：电

15、网运行、运行方案及其优化、维修管理、用户联系和控制。在上述主功能组的根底上，再分成假设干功能，奠定了配电自动化系统的主功能 框架。需要强调的是：(1)这4个功能组并不是各行其事，而是有着十分紧密的联系，经常交换信息，这样 既可做到数据共享，更可保证控制和管理的一致性。数据管理的重要性。数据管理本身并不是配电自动化的功能，但是，所有的功能 都包含在数据管理内，要实现庞大复杂的众多功能必须依靠数据管理来完成，这些功 能所交换和共享的数据引起了功能间的联系。数据管理可确定所掌握的数据是需要相 关管理的、连续不断更新的还是由假设干系统共享的数据。数据管理建立了能满足配 电自动化要求的新的机制和管理方法

16、，是配电自动化不可缺少的组成局部。IEC TC57/WG14T作组提出了配电管理系统接口标准。该标准不仅将上述配电自 动化功能按照商业应用的要求作了分类，规定了每类的具体功能要求，而且将配电自 动化系统与能量管理系统(EMS)、气象信息、雇员信息及用户信息系统的接口考虑进 去，充实和完善了配电自动化功能框架。电力市场的不断完善迫使电力企业以效益为目标，把工作中心转移到效率管理、 降低本钱和为用户提供优质效劳上。这使得供电企业必须不断地分析电网的运行性能、 制定电网优化运行的方案。配电网的优化运行主要包括：无功补偿、提高供电质量、降低线损、设备运行和 维护。供电质量包括平安性、电压合格率、频率合

17、格率、供电可靠性和用户对停电、收 费及效劳的意见。提高供电可靠性的主要技术措施有：(1)缩短故障停电时间故障自动报警；快速故障定位；自动/人工遥控隔离故障，非故障区段恢复供电。(2)降低事故隐患和影响这重点在于对设备状态和电网参数进行经常性监测，力求在故障发生前检测出潜 在的事故隐患。变电站自动化的开展，使供电可靠性有了很大的提高，但是，要进一步缩短故障 停电时间，很大一局部取决于馈线自动化的开展。必须在馈电线路上装设电动开关，配置馈线终端设备FTU对一些分支线路，还应装设故障指示器，并利用通信系统, 向系统提供馈线运行数据和状态，执行系统下达的馈线开关遥控操作命令。非线性负载、电动机直接起动

18、、不平衡负载、焊接设备以及家用电器设备增多，降低了电压质量。电压质量对现代电子设备及计算机系统影响极大。为此，提出系统应对电压进行连续测量和质量分析，噪声越限告警。同时，要根据实际需要选择不同的无功补偿方式。3.3 集成化、智能化和综合化是开展趋势早期配电自动化的实施采用开展独立的、单项自动化系统来解决问题，如直接的负荷控制、大用户的远程抄表等，由于配电自动化的功能之间存在着不同程度的关联，其中大局部要求很难满足，且还无法克服在扩大应用规模时确认所需投资的合理性所遇到的困难。这种按 功能定向 的方法，已造成综合化水平非常低并带来假设干反面影响，如功能重叠、数据的重复、灵活性很差和维修费用高等。

19、另外，配电自动化系统作为一个庞大复杂的、综合性很高的系统性工程，包含众多的设备和子系统，各功能、子系统之间存在着不同程度的关联，其本身及其所用技术又处于不断开展之中，对任一家制造商而言，根本不可能包揽一切。这就要求配电自动化系统采用全面解决的方案，走系统集成之路，使得各种应用之间可共享投资和运行费用，最大限度保护用户原有的投资。在馈线自动化方面，现有馈线终端设备不仅具有常规的遥测、遥信和遥控功能，且还集成了自动重合闸、馈线故障检测和电能质量的一些参数的检测功能，甚至集成了断路器的监视功能，且有进一步与断路器、开关相结合，机电一体化，开展成为智能化开关的趋势。显著地降低了建设、运行和维护的综合本

20、钱，为提高供电可靠性，创造了有利的条件。故障定位和自动恢复送电可以明显地缩短停电时间。有效地解决这一问题，必须以数字式继电保护、馈线自动化和DMS8统为根底。对于故障定位，国外有人提出使用三种技术综合处理：故障距离计算法、线路故障指示器法以及不同线路区间故障概率统计法，这些信息结合在一起进行模糊逻辑处理。在电压无功控制方面，天津大学杨争林、孙雅明首次提出基于人工神经元网络的无功预测和优化决策相结合的变电站电压无功控制策略，该策略以无功变化趋势为指导，充分发挥了电容器的经济技术效益，能在无功根本平衡和保证电压合格的前提下，使变压器分接头的调节次数降至最小，消除了盲目调节，降低了变压器故障几率和减

21、少了维护量。进入 20 世纪 90 年代以后，随着通信技术的开展，电力线载波技术已经获得了重大突破。1997年10月英国联合电力公司的子公司Norweb通信公司与加拿大Notel公 司联合声称：取得了电力线载波技术重大突破，利用新开发的数字配电线载波技术(Digital Power Line DPL) 可有效地保护配电线上传输的信号不受干扰，使得电力公司可以通过现成的配电线路为用户提供高速、可靠而费用低廉的因特网、多媒体以及其他信息效劳。目前，该技术可为家庭和中小型用户提供速度最快的通信方式。 1998年夏天，Norweb公司已为英格兰西北部的2000个居民和商业用户提供通过电力线的 因特网效

22、劳，速率到达了 1Mb/s,比现行的ISDN高10倍。1999年3月11日德国RWE 能源股份和瑞士阿期克姆Asconri公司在德国莱锡林根向公众展示利用电力网线传送和数据的技术，用户通过低压电力线以高于现在ISDN 20 倍的速率在因特网上传输和浏览数据。 1999年 4 月，一家以色列公司和一家美国公司也宣布，他们也在联合开发借助公共电力网传送因特网数据的新技术，1999 内使因特网传输速率由50Kb/s 提高到 1.5Mb/s ，之后的一两年内提高到10Mb/s。DPLM术是针对能够加强本地、区域性以至全球范围的家庭和中小型公司的数据访问性能和响应性能，采用改进的因特网规约 (IP) 以

23、及复杂的专用电子装置来沿低压配电电缆网络传输MH激的数字高频信号，同时监视导致信息失真的脉冲信号以及其他形式的电干扰，从而实现了利用配电网络为家庭和中小公司提供数字、及因特网通信效劳的手段。该项技术的优越性表达在：对于电力公司来说，配电网络是现成的，因而应用DPL技术的投资远小于其他宽带通信系统；由于配电系统连至千家万户，通过该网络可为用户提供极方便的因特网效劳；该技术使得由调制的低压网络传送的因特网和数据访问的速度比目前最快的综合数字效劳网络ISDN的速度提高了 10倍，比与普通线连接的高速调制解调器快20 倍；效劳容量极易扩展；对电力公司来说，提供了开拓新市场的时机；这些信息效劳的提供，可

24、为电力公司提高效率、增强电力市场中竞争力，加深与用户的关系方面起到重要作用。但目前推广应用DPL技术存在一些困难：将变电站转化为与因特网相连的网关，还需要在变电站中安装开关以及异端高速回馈光纤网络以承载变电站和因特网之间的数据传输；DPL&项技术，还需要进一步开展和证实，而其他技术，如低能无线(low-power radio) 、电缆调制解调器或不对称数字用户线 (asymmetric digital subscriber line) 等高速通信系统都已商业化或即将商业化，因而至少在最近两年内，DPLK术是一项相比照拟贵的选择方案。用户电力 (Custom Power) 技术是 Narain

25、G.Hingorani 任职于美国电力科学研究院(EPRI)时和柔性输电(FACTS赎术一起提出的。其核心内容是电力电子设备的应用。该项技术可以解决电压突升、突降和瞬时断电等配电系统扰动所引起的种种问题，可补偿电压下降及短时断电，对谐波进行有效滤波，补偿相电流的不平衡，改进功率因素。其对提高供电质量方面，有广阔的前景，值得研究。用固态断路器(Solid-State Transfer Switch SSTS)( 动作非常快的电子开关 ) 控制双电源馈线向重要用户供电时，固态断路器可在1/4Hz 内完成备用馈电线切换，向用户提供不间断电源。除此之外，与静态电容器配合起来使用时，可提供优质电力，同限

26、流电抗器或电阻器组合在一起，可在配电系统中迅速插入限流装置以防止来自大 短路容量的过大故障电流。静态电容器(Static Condenser STATCOM) 或静态补偿器(Static CompensatorSTATCOMM)快速响应的固态电力控制器，它能向4.1669kV配电馈线连接处提供灵活的电压控制以改进电力质量；同时也是一个交流同期电压源，通过一个联络电抗和 配电系统相关联，并能用改变电压源的幅值和相角的方法和配电系统交换无功和有功功率，其结果就可通过以STATCOM配电线之间的联络电抗来控制电流。这样可调节 无功电流和抑制电压波动。STATCOM通过一个先进电力半导体装置组成的固态

27、的直 流到交流的变流器来实现的。它能有效地替代配电系统采用常规电压和无功控制元件、有载分接开关、电压调整器和自动投切电容器。一台多功能的STATCO血括的功能有电压控制、动态滤波、低损控制无功和有功功率。动态电压恢复器(Dynamic Voltage Restorer DVR) 有一个变压器、一个换流器和一个储能装置，只不过变压器是串接在母线上向敏感负荷供电。补偿是双向的，既能升高已下跌的电压，也能降低过高的电压，其响应时间只需几个毫秒。当电源侧电压质量明显不符合敏感负荷要求时，DVR!过用接的注入变压器向馈线注入可控幅值、 相角和频率( 谐波 ) 的电压，来校正负荷侧电压波形的畸变，包括由于

28、邻近线路发生故障或负荷时而引起的电压波动。无论是固态补偿器 STATCOM是动态电压恢复器(Dynamic Voltage RestorerDVR)ft流储能装置的容量决定了对每次电压下跌进行调节的持续时间，可以从几个Hz到几秒钟。假设应用超导储能器(Micro Super-conducting Magnetic EnergyStoragy-SMES) ，可适用于短时间大功率的存储和释放场所。有了用户电力设施，用电的质量和可靠性仍需供电方和用电方合作解决，所以双方的信息畅通和工况变化的透明度是十分重要的，这有赖于供电信息化程度的提高。用户和供电者合作可以共同把扰动减少到几乎没有。不管是雷击、开

29、关切换还是负荷大变动等，都不使其干扰电力用户的运作。3.6 技术和经济手段综合利用，改善对用户的效劳面对剧烈的市场竞争，改进对用户的效劳，是增强电力公司竞争能力的重要手段之一。利用各种技术和经济手段，改进对用户的效劳，满足不同用户的需求，指导用户合理、经济用电，鼓励用户参与和配合电力企业对供用电进行管理和控制，提供用户用电选择权等是当前配电自动化开展值得注意的一个动向。意大利ENE心司在电费上采取以下措施，使负荷曲线更加合理化：(1)向所有需量超过或等于400kW勺用户推广分时电价。（2）对增容到25kW使用电炉的食品工业用户和至少 6kW需量的家庭用户中试行两 时段分时电价。（3）对需量大于

30、3000kW且应电力公司的请求可至少减少负荷 1000kW的用户，实 行可停电供电电价。（4）带暂停需量的可停电供电电价。对在同意的月份 （冬季最多四个月，夏季可能 有一个月）中全国电力系统发生紧急情况的小时内减少需量（至少为一天相应时间内签 约需量的50%）的用户实行可停电供电电价。改革电费系统，使之变得更为灵活，其目的在于更准确反映全部时间内的电力本 钱，鼓励用户将他们的用电负荷需求调整到一条改进过的负荷曲线。止匕外，改革电费 系统，不仅包含电量，还包括与供电质量关联的新参数，如停电次数和持续时间，使 电费更趋于合理，促进效率和生产率以及向用户提供满足他们单独要求的合同条件。法国正在进行用

31、户通信接口方案的试验，称为ICC。其主要功能不但引入了实时读表、停电控制和远方管理，并使用户能了解自己用电的实时电价（全日变动的实时电价对用户是透明的）。从而能优化自己用电的管理，优化用电是根据电价制度的规 定，选择自己用电设备和时间，停用一局部设备如热水器，甚至电冰箱或空调机。 ICC能使用户使用几条简单的指令控制用电，并和供电人员通信，规划用户自己的最 正确用电方案。西班牙的Iberdrola 电力公司正和法国 EDF一起进行OPENMAN （optimal energy management configurable system 最优能量管理的可组合系统）的试验。在西班牙装 设五套，法

32、国也装设五套。主要制造商为 Schlumberger lndustriesOPENMAN主要目标是家庭能量应用的优化与管理，有两个局部，一局部是一台咨询配置机，可以 用来为用户提出最优配置的咨询建议。这台咨询机设置在电力公司的售电业务室内。 另一局部是进行用电时的能量管理系统，有一台主控器和假设干智能插头。智能插头 的作用是通过PLC（电力线载波）和用户通信，实现削峰填谷等管理操作，并根据用户 提示的舒适性要求和生活习惯，提供既优化经济又舒适满意的用电。意大利ENE心司正在开发家庭用电智能助理，能加到用户的电视机上以便实现 强有力的显示，确保供电效劳信息能方便地表达出来。通过这个窗口，可向用户

33、通知 各种事件，并帮助用户从事一些节能工作。改进对用户的效劳，是增强电力公司竞争能力的重要手段，同时须改进其自己的信息 系统。德国西门子公司推行一种公司信息集成化系统，把配电管理系统 （包括SCADA自动化 及MIS）及网络规划统一在一起，一体化了，并和地方 （市或州）的地理信息系统（GIS , 包括、水、交通及市政等）也取得一致。这是信息化的大趋势。4 我国配电自动化的开展趋势 配电网自动化与通信系统是密切相关的。为了贯彻功能下放、分级分层、提高事故响应速度的原那么，配电网自动化系统一般分三层：主站、子站、馈线。依据配电网规模的大小，主站层还可再分为主站和区域站两层。目前在主站与子站之间一般

34、采用光纤通信，分两种：光纤以太网、光纤环网，这两种光纤通信方式的造价相近，光纤环网更成熟一些，但光纤以太网是开展方向，光纤以太网目前技术实现及相关设备已得到实践检验，正在推广应用。子站与馈线之间目前一般采用光纤、双绞线、电力线载波和无线等多种通信手段混合的方式。常见的结构为：以光纤构建干线通信网络；通过双绞线，采用现场总线技术(如Lonworks,Can,Pro巾bus) 等方式，将干线 TTU 支线的FTUTTU!接至U干线FTU 由其通过高速光纤通道，将信息上传到子站、主站，干线应具有这种集中转发的能力。馈线通信采用光纤通信，也可分为两种：光纤以太网、光纤环网，这两种光纤通信方式的造价相近

35、。有些问题是光纤环网难于解决而只能用光纤以太网的，例如子站管理的范围会发生变化，换言之，有些FTU本属于A子站管理，由A子站负责与之通信，运行方式发生变化之后，变为 B 子站管理，由 B 子站负责与之通信，这种情况光纤环网是处理不了的；再比方馈线保护功能，要求FTU之间、与子站之间快速的交换信息在100Mbps之内，也只有光纤以太网才能到达这种要求。电力线载波是一种很理想的通信方式。最初的电力线载波是为传输高频保护信号和话音信号设计的，它是基于线路两端阻波器的点对点的通信。配电网节点众多，这种点对点的通信方式不能满足配电自动化的要求，因此配电载波将不再使用阻波器。第二代的载波技术基于扩频原理，

36、能够在很低的信噪比情况下工作，具有很强的通行能力。最新一代的载波技术基于数字信号处理芯片DSP ,由于DSP具有强大的实时解码 功能，这种载波技术具有非常理想的通信能力。如今，基于DSP码的载波技术已经可以利用配电线路作为计算机总线构成总线式网络，称为网络化配电载波NDLC。采用NDLCK术，在10KV配电网中的任一位置注入信号，可以在同一10KV网络中任意位置的节点正确接受。目前已有集成了这种载波技术的芯片问世，其发射功率=1W,典型的接收能力为-80dB。理论研究与试验说明：该技术是一项完全可行的， 很有开展前途的新技术。配电环节的保护集中在馈线保护上，配电网不存在稳定问题，一般认为馈线故

37、障的切除并不严格要求是快速的。但是，随着我国经济的开展，电力用户用电的依赖性越来越强，供电可靠性和供电电能质量成为配电网的工作重点，而配电网馈线保护的主要作用也变为提高供电可靠性和提高电能质量，具体包括馈线故障切除、故障隔离和恢复供电。配电自动化包括馈线自动化和配电管理系统，其中馈线自动化实现对馈线信息的采集和控制，同时也实现了馈线保护。馈线自动化的核心是通信，以通信为根底可实现配电网全局性的数据采集与控制，从而实现配电SCADA配电高级应用(PAS);同时以地理信息系统(GIS) 为平台实现了配电网的设备管理、图资管理；而SCAD、AGIS和PAS的一体化那么促使配电网自动化成为提供配电保护

38、与监控、配电网管理的全方位自动化运行管理系统。这种基于通信的馈线自动化方案以集中控制为核心，综合了电流保护、RTUS控及重合闸的多种方式，能够快速切除故障，在几秒到几十秒的时间内实现故障隔离；在几十秒到几分钟内实现恢复供电。该方案是目前配电网自动化的主流方案，能够将馈线保护集成与一体化的配电网监控系统中，从故障切除、故障隔离、恢复供电方面都有效地提高了供电可靠性；同时，在整个配电自动化中，可以加装电能质量监控和补偿装置，从而在全局上实现改善电能质量的控制。我国的配电网大多是小电流接地系统。现在的小电流接地选线装置的传感环节仅仅是零序电流传感器CCT因只有零序电流可以得到。小电流接地系统的零序电

39、流是全网的电容电流，一旦这个电容电流数值较大时往往又采用消弧线圈补偿，因此选择的特征量很小；另一方面现有的装置的测量精度不高。而对于配电自动化的小电流接地保护问题，目前条件已有极大的改善。FTU的丰富的测量功能使得线路上开关处的三相 电流、三相电压可以方便得到，导致电气特征量的选取不再依赖于零序电流；FTU具有很高的测量精度，这将有利于特征提取；配电自动化的通信系统使得新一代小电流接地保护能够获取任意FTU处的特征量并进行综合比较。现有的原理都利用配电网的零序电流进行故障选线。由于在变电站母线处，零序网不接地或经消弧线圈接地，高压系统零序网折算到母线处的对地等值阻抗远远大于各出线的零序阻抗。因

40、此，零序电流经故障线路在母线处被分流到各非故障线上。如果某站全线的零序阻抗较小，就可能是故障线的零序电流大小与某条非故障线的零序电流相近，造成识别上的困难。如果系统有消弧线圈补偿，只能使用 5 次谐波，而5 次谐波数值很小，且很容易受系统内的 5 次谐波噪声的干扰，这些都是利用零序电流选线的不利因素。研究说明对于小电流系统的接地故障，负序分量比零序分量具有更大的优越性。高压侧折算到变电站母线处的负序等值阻抗远远小于各出线的负序阻抗。这点导致负序分量与零序分量相比在处理故障选线上存在着本质的不同，负序电流分量由故障点流入系统，流经故障线于母线处入地，几乎没有被分流到非故障线路上去。这大大方便了选线，并且也无需计算5 次谐波。利用完全分布的FTU很容易得到整个配电网的电流负序分量分布情况，为了进一步提高识别的灵敏度和可靠