配电自动化调研报告

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配电自动化是当前国内外电力行业前沿技术之一，特别是电力走向市场和信息技术快速发展的今天，逐步开发建设配电自动化系统(指广义的配电自动化系统，它包括实时监控的DA和基于GIS的配电管理DMS，下同)已是大势所趋。供电分会1999年曾组织专题小组，开展了配电自动化系统的第一次调研，对供电企业开展好这项工作和科研、开发企业研究开发适合现场需要的技术和产品起到了很好的引导作用。为总结四年来的经验教训，更好的引导供电、科研和开发企业开展好这项工作，供电分会决定，由分会技术管理专委会组织开展配电自动化系统建设运行情况的第二次调研。调研小组开展了问卷调查、现场走访并组织了建设运行研讨会。现就如何正确总结我国城市配电自动化系统建设的经验和问题，给合我国配网实际明确建设配电自动化系统的目的和作用，进一步推动其发展策略等问题提出一些意见，供各会员单位研究参考。

1成效和主要经验

1．1成效

1．1．1配电自动化系统有了很大发展。问卷调查显示，己开展了各种形式的配电自动化系统的单位约占全国地级城市供电企业25％－30％，覆盖线路长度约占其全部中压线路长度8％，有的企业如贵阳市北、济宁、镇江、青岛等局，其配电自动化系统的实时监控已覆盖所在城市全部中压线路的50％以上，有的接近全覆盖；按《规范》[1]己基本实现其实时功能和部分的管理功能，还有不少实施了覆盖城区大范围的基于配电AH／PM／CIS的离线配电管理。

1．1．2实用化水平有了很大提高。多数配电自动化系统已经实现配电SCADA和馈线PA功能，其中部分的还实现了与配电GIS集成一体的配电管理功能，为改变我国配电管理极其落后的现状，提高配电生产管理水平、劳动和管理效率、供电可靠率、多售电量、改善电能质量和为客户服务、降低配电线损等方面都显现了极大的实用性、实效性。不少单位己成为配电调度、运行、工程、为客户服务以及其他多种管理中离不开的实用化的工具。

1．1．3由引进为主到自我开发。配电自动化系统开发建设初期，多为引进设备和技术，近年来国内自我开发的设备技术已有相当大的比例，如各种型式的国产配电自动开关己达45％；FTU、DTU和TTU国产化率已分别达到70％、90％和几乎100％；配变监测与配变低压无功自动补偿一体化、配电终端的网络通信以及基于网络通信的FTU快速隔离故障区段技术、SCADA与GIS一体化以及基于GIS的诸多应用功能几乎都是国内自主开发。

1．1．4由不够规范到逐步规范。经过近几年的努力，现已由国家经贸委相继批准颁发的《配网自动化系统远方终端》、《配电自动化系统功能规范》以及国电公司发输电运营部制订的《10千伏配网自动化发展规划要点(试行)》、《10千伏及以下配电地理信息系统规划建设的若干意见(试行）》使配电自动化系统的规划建设逐步的有了些规范可依。

1．2主要经验

——在对成功和挫折的总结中统一了8个重要问题的认识

1．2．1统一了基本功能模式的认识，即由多种基本功能模式探索试点到统一为DA与DMS一体化的基本功能模式。城市配电自化系统的初期试点工程存在着就地控制(重合器、重合闸＋自动分段器)的PA、有通信和主站集中控制(配电SCADA＋FA)的DA、基于GIS的离线配电管理、实时监控的配电自动化与基于CIS的配电管理相集成的DA／DMS等多种基本功能模式。近两三年来建设的系统几乎都是DA与DMS集成为一体的基本功能模式；原有非这种基本功能模式的系统已经或正在向这种模式改造过渡；本次问卷调查显示，现有系统86．7％是DA与基于GIS的配电管理一体化系统模式。

1．2．2统一了配电自动化系统中实时监控功能与管理功能关系的认识，即由重以实时监控为主到实时与管理并重甚至更注重管理。

■由于我国在影响中压用户供电可靠率的对用户年均停电户时中，故障停电还不到25％[2]，其中还包括35千伏及以上输变电系统故障引起的10千伏用户停电；城网中多数对供电可靠性要求很高的用户，客观上都己装设了双电源甚至多电源；本次问卷调查要求填报1999年至2002年上半年配电自动化实际减少的停电户时数，在16个已开展配电自动化的填报单位中，仅有两个单位分别报出了2002年上半年减少停电86、60户时，与其同期全部停电户时数3710、626．8比，何其微不足道；问卷调查也显示，认为当前配电自动化对提高供电可靠性有很好作用的仅为15．38％；国外发达国家供电可靠率达到五个9时，其故障停电一般都在75％以上[3]。因此，就总体上讲，近几年还不能指望配电自动化在提高供电可靠率上发挥多大作用，故只有单一故障处理功能的就地控制模式的FA实效性很小，有的还有其他多种技术上的局限性，前期开发的这种自动化，多数又进行了补设通信、主站及终端的改造，故这种方式不宜在城网中继续发展使用。

■带通信和主站的配电自动化DA，除故障处理功能外还具有配电SCADA动能，一举改变了没有自动化前对配电网各结点、设备运行工况和状态由基本不知到方便可知、配电网开关倒闸由就地操作到遥控操作的历史。但要到达一定规模才能在配电网安全生产、经济运行、监控电能质量、提高劳动效率和供电可靠率等方面显现其实效性，由于其工程量和资金投入量较大，对多数城市特别是大城市需要多年分期实施，短期内难以体现规模效应；在没与GIS相集成前，SCADA采集的大量实时信息又不便于充分应用。

■基于GIS的离线配电管理，不仅为众多管理部门应用，更适宜生产车间、班组应用，与实时监控系统比投入少见效块、易于体现规模效应，是优化配电管理，迅速改变我国“技术落后管理更落后”“供电管理落后配电管理更落后”局面的最快捷适宜的技术手段，不少企业都有了很好的、大量的使用经验和体会，越发得到供电企业的青睐。但在没有实时信息支持前，其应用特别高层次的分析应用，将受到很大制约。

■DA与基于GIS的DMS一体化系统，将给我们构建一个完整的、时间与空间、电网与用户、监控与管理一体的现代化数字配电系统的模型，在配电调度、运行、规划、设计、施工、业扩、抢修、营销、客户服务以及三大指标的统计分析等许多方面都能发挥重要的作用。问卷调查显示，在提高综合管理、为客户服务和劳动生产率等方面，认为有很好和较好作用者都超过75％，还必将是数字化供电企业重要的组成部份，是当今配电管理现代化的发展方向。

■不少大局，如北京、沈阳、上海市区、武汉、鞍山等，因配电自动系统的实时监控部分鉴于工程量、资金以及必须分若干年才能实现的现实，均已开展了大覆盖范围的离线GIS，先行开展有相当规模效应的离线配电管理，而实时监控的DA，则分年度建成一片与GIS连成一片，不乏明智之举。

1．2．3统一了配电自动化系统与其它多种信息系统关系的认识，即由“孤岛”自动化到资源、信息集成共享。前几年建设的配电自动化多为“孤岛”，且在配用电系统中还有负荷管理、远方抄表、营销管理、配电变压器监测、离线GIS等多个独立存在的系统，致使一个企业内配用电信息不能共享、资源不能共用、信息不能唯一、重复投资、重复开发、维护管理复杂。近年来开发建设的系统不仅做到了DA与GIS一体化，多数还做到与上述各系统以及区调SCADA、MIS等系统的整合集成，并使其逐步成为全局信息一体化的重要组成部分，达到资源共用、信息共享且唯一。

1．2．4统一了基本通信方式的认识，即由多种试点到以光纤为主、多种通信方式相辅相结合。经过几年来的实践和反复的经济技术考量，配电自动化的通信方式以光纤为主己成为共识，因地制宜的选用其他多种通信方式相辅相结合也是客观之举。本次问卷调查的16个局统计显示，主站至子站和子站至干线开关终端100％的选用了光纤；子站至开闭所93．75％的选用了光纤；开关终端至配变监测终端选用光纤、双绞线、通信电缆者约各占三分之一；配变至低压用户的抄表系统多数选用低压电力载波，也有用双绞线或公用电话线的。

1．2．5统一了要统筹规划分步实施的认识，即由孤立试点到整体统筹规划分步实施。初期开发的系统多为小范围的试点，缺乏统筹规划，往往由于基本功能选用过于简单、软硬件缺乏开放性、一次电网变更较大、通信系统不可靠等，不是久久不能实用，就是多次重复改造、重复升级甚至瘫痪停用。近年来开发建设成功的系统，都是事先进行了统筹规划和分步实施规划，不仅使开发建设有序、分步见效、及时发挥投资效益，还能最大程度的实现资源共用、信息唯一且共享、更利于再开发利用。

1．2．6统一了要强化运行管理的认识，即由只重视开发建设到开发建设与运行管理并重。前几年多数只重视开发建设，忽视建设后以岗位责任为核心的运行管理，是造成系统不能很快实用甚至瘫痪的重要原因之一。近年来应用较好的企业都是因为重视了建设后的运行管理，建起了诸如岗位定编、责任制度、操作规程、维护制度、定期试(检)验制度、奖罚规定等等。

1．2．7由过多的依赖开发厂商到广泛的合作开发。前几年建设开发的系统往往是少数技术人员与开发厂商商订功能需求或由开发厂商调研确定功能设置后即由厂商负责开发，是功能不实用、不易用、不愿用、维护不方便、使用单位不会再开发的重要原因之一。近几年开发建设比较成功的单位大多在功能调研方案论证阶段就广泛吸收由配电调度、运行、生产技术、营销管理、远动通信、信息管理等部门参加；工程一开始就明确谁安装(含参于安装)、谁使用、谁维护、谁验收、谁负责；使用者和维护者广泛的参予工程设计、安装调试、功能开发和验收，与开发单位形成广泛的合作机制，不仅使责任、压力到位，保证了工程质量，还培养锻炼了人才，还做到了会使用、更实用、便维护、利(再)开发。

1．2．8统一了要加强统一组织领导的认识。由于配电自动化系统的开发建设和实际应用不仅技术复杂、工作量大，还涉及多部门、多专业的协作配合，更牵动诸多作业流程、专业分工、工作习惯甚至组织机构的变革，必须有实实在在的、统一的组织领导机制和强有力的日常协调机制。

2存在的主要问题

在交流研讨中，尽管共同总结出了以上(1．2节)的经验，但相当多的供电企业在对配电自动化系统的认识和组织实施中，仍然存在不少问题。

2．1几个认识的误区

2．1．1建设配电自动化系统就是为了或主要为了提高供电可靠率。正如1．2．2节所述，近几年配电自动化在提高供电可靠率方面的作用远不及改造网络结构、更新设备、开展配电带电作业、加强综合管理有效，再加上我国对用户还没推行故障停电奖罚制度，不少领导者认为搞配电自动化只不过是“锦上添花”，是认识的第一个误区。以下第3．2节的分析将看到，配电自动化系统的强大生命力在于全面提高配电管理水平，尽快改变我国配电管理极其落后的现状，实现供电企业经济效益与社会效益的统一，绝不是仅仅为了或主要为了提高供电可靠率。

2．1．2建设配电自动化系统资金投入量巨大。我国开展配电自动化几乎是与城市电网改造同时甚至超前提出的，为了开展配电自动化，要求一次电网“N—1”、“手拉手”、“分段连接”、“负荷转移能力”、“自动开关”改造等，其投资都加到了配电自动化工程上，确显投资巨大，使人望而生畏，是认识的又一误区。这是对我国长期存在的缺电和配电网络的放射型、不(或少)分段、不连接、不互供、满(甚至过)负荷为主的落后局面已习以为常，因而对那些本应列入一次电网投资的线路设备改造都计入了配电自动化“名”下，还有配电自动化所需的通信系统，大多是可以与其他应用系统共用甚至还可以为社会提供服务的，也全计入了配电自动化系统的投入。

2．1．3把DA／DMS的开发建设等同于一般工程。要求DA／DMS一次开发建设后像一般输变电工程、一座桥梁工程等一样，竣工后就是个定型的实物，不允许改来改去，就能达到预期的全部功能要求，是认识的第三个误区。因为DA／DMS特别是配电管理部分的开发应用，涉及诸多部门、诸多生产业务管理方法、管理流程和评价标准，而这些方法、流程、标准在各企业又不尽相同且有相当的不确定性；市埸化改革中的电力体制，正在且必将进一步牵动配用电管理方法、流程和评价标准的改革，这些改革是渐进的、各具体企业也是不尽相同的；最熟悉配用电生产业务管理的部门和人员是系统的使用者，他们不仅有个适应过程，更有在实际使用的体验中会逐步提出更新、更实用、更高的需求；就是国外先进的管理方法也有与我国国情逐步相结合的过程等等。这都决定了配电管理系统的应用功能(含管理流程和工序评价标准等)设置，不可能是个一步到位的定型产品或定型设计，而必然是在应用的实践中不断开发、不断改进、循序渐进、不断完善的过程。管理优化，只有开始，只有不断完善，没有终了。

2．1．4配电自动化系统内各自子系统间以及与其他应用系统间，信息交换量越多越全越好。不管需求程度如何，把配电自动化及配电管理系统的全部信息向所有单位和个人开放，更要求本系统最大程度的接受其他系统信息，是认识的第四个误区。其结果是信息难以净化、容量大幅增加、投资加大、重复开发、系统安全难以保障，致使决策者不是决心难下就是大大推迟开发建设进度。诚然，信息共享是所有信息系统建设应共同遵守的原则，但必须是确实需要共享的才给予共享；需要部分共享的只给部分共享；个别需要由本系统提供信息再加工的，应由其自行加工处理；不属于配用电系统的信息，也不得进入本系统。

2．2缺乏规划或规划不周

2．2．1一次电网规划不周。网架缺乏一定年限的转移负荷的能力，自动化系统试点工程选点欠妥。刚刚建成了配电自动化，一次电网就失去负荷转移能力；大规模网架改造或一次电缆入地，自动化系统被迫停用；刚刚改造的城网，又要更换自动化开关等。

2．2．2自动化系统规划不周又缺乏开放性。有的配电实时监控系统甚至没考虑与配电GIS相集成，更没考虑与负荷管理、配变监测、自动抄表、区调SCADA、MIS等系统集成连接，再作连接时，又缺乏真正的开放性。以致不是资源不共用、信息不共享、“孤岛”亦然，就是重复投资、重复开发甚至推倒重来。

2．2功能规划不周。有的功能单一或过于简单；有的偏面追求多(功能越多越好)、高(高级应用)、新(技术越“新”越好)；有的功能设置完全交给了开发商等，这都是系统不能很快实用的重要原因。

2．3管理不够有力

主要有前期调研方案论证和功能设计，不注意吸收使用部门、使用人员参与，以致实施方案、功能、流程设计脱离实际；建设期牵头部门不力，相关生产运营、营销管理部门没有积极介入，致使建设中协调困难，建成后难以推动使用；建设和运行后的运行维护管理部门责任制度不明确、不落实、运行维护人员不到位；由配电自动化系统的使用必然带来的生产、管理工作流程、规章制度的改革严重滞后；过分依赖开发商，使投运后的维护工作和功能扩展不能正常开展。

2．4部分产品质量有待提高

据电科院配用电自动化设备检测实验室的统计，截止到去年9月在对送检的38个厂家的终端设备检测中，一次通过率仅有20％，其余的均经过改进设计后通过；去年在对11个厂家的配电自动化终端抽查中，合格率也只有20％左右[4]。这次问卷回答也反映有些设备可靠性不高，如FTU、DTU的电池、光电转换单元，室外PT、电源变压器绝缘、少数国产柱上开关的操作机构等。

2．5实时自动化系统的出厂和现场试验验收方法标准不完善

到目前为止，只有个别的开发集成商能做现场安装前的系统模拟联机出厂试验(PAT)，现场安装调试后的验收试验(SAT)更是多种多样，其试验验收方法标准更待统一、完善。

3正确认识建设配电自动化系统目的和作用

3．1目的

建设配电自动化系统的目的，应是利用现代技术构建一个完整的、时间与空间、实时监控与管理一体的现代化配电网数字信息系统，全面提高配电系统的安全、效益、效率、供电质量以及为客户服务水平，尽快改变我国配电系统管理极其落后的现状，以适应供电企业市场化改革、提高竞争能力、自我发展和推进现代化管理的要求。

3．2作用

配电自动化系统的实际应用范围很广，且会在应用中逐步扩展，以下举出些在安全生产、提高效益和效率、供电质量和为客户服务方面主要应用的例子。

3．2．1提高安全生产水平

■为各应用部门提供及时、正确、一致的图形资料。而传统的手工纸质管理无法做到，以至于误蹬杆、误蹬变台、误操作、误停电、误接线时有发生。

■及时、准确、便于查询的缺陷全流程管理和设备档案管理。而传统的缺陷记录本、缺陷通知单和设备档案、往往传递不及时、有遗漏、有掉失。

■监测配电设备运行工况和状态，及时发现危及安全(也包括经济运行、电能质量)的问题。而传统的管理是要现场巡视测量才能发现，由于配电设备面广量大，巡视周期长，现场测量周期更长或本来就做不到定期测量，往往心中无数。

■正确、快捷的远方倒闸操作。避免传统现场操作时的交通、蹬杆、雷雨、大风、接近高压等可能出现的不安全因素。如镇江局仅2002年6至11月就执行远方倒闸操作1113次，100％安全正确。

3．2．2提高经济效益

■在满足一定的可靠性要求下，降低或推迟电网投资。

■实时线损分区、分线、分台片统计分析。及时发现窃电、计量装置故障、漏抄、漏计以及低压零线电流过大等。

■开展经济运行方式、无功装置合理分布、无功自动补偿。

■及时发现偏离经济负荷水平的设备、线路。

■节约现场操作、测量人力和交通工具。

■多售电量。

3．2．3提高效率

■快速、正确的各类统计报表、查询。如北京供电局计算，作一次配电资产年报可比原手工统计制作提高效率900倍[5]；查询配网中某设施(含设备)资料可比过去人工查找台帐图纸快100倍[5]。

■配电网中多图维护合一，即一处维护多图自动生成，且确保拓扑关系、参数一致性。

■快捷的理论线损计算和分析，北京供电局计算可比原手工收集资料、PC机计算分析，提高效率900倍[5]。

■快捷的业扩及配电工程辅助设计，且大大提高其设计施工图的规范性。

■为快捷的配网负荷预测和配网规划提供手段。

3．2．4提高供电质量

■直接或简接的提高供可靠性。

■实施真正到户的可靠率统计分析。而不是当前只到中压户和“公变”的人工统计，便于制订有针对性的措施及时控制。

■实施客户真正感受到的电压质量监测及合格率统计分析。而不是当前只是“代表”户的统计分析，便于制订有针对性的措施。

■电压无功自动调正。

■创造条件，逐步开展谐波监测。

3．2．5提高为客户服务水平

■加快业扩报装流程。

■预安排停电分析、停电通知自动生成，避免漏通知、错通知。

■为客户服务中心提供准确、及时的客户停电咨询信息。

■为开发客户需求侧管理及客户侧电力市场创造条件等。

4进一步发展配电自动化系统的策略

4．1一定要加强领导，及早明确责任

配电自动化系统的建设，资金投入、工程(作)量大、涉及面宽，更涉及许多传统观念和工作流程的变革，必须加强领导。建设开始前就要明确使用、维护、管理单位和责任人，参予工程调研、设计、建设、调试和验收。特别要组织配电生产、管理人员参予需求分析和应用开发，因为配电管理系统的应用给他们带来的观念、工作方式和工作流程变革最大。

4．2总体规划分步实施分步见效

4．2．1电网规划。根据用户客观要求和经济发展水平，高压电网和中压电缆网应满足“N－i”原则要求，中压架空网要有合理的分段和联络，其分段不宜过多、结构不宜过于复杂，要具备足够的负荷转移能力。

4．2．2功能需求规划。可依照《功能规范》，参考兄弟单位的经验和本单位的实际，本着规划要有超前性，具体实施中要遵循实用优先、易用优先、生产一线优先、循序前进、逐步完善的原则。

4．2．3自动化系统结构规划。自动化系统一般可选用三层结构，在满足功能需求、技术指标要求和经济性的前提下尽可能使功能实现分层分布。要兼顾集成性、开放性、可靠性、先进性、安全性、可维护性、易用性和实用性。在考虑与地调SCADA、负荷管理、远方抄表、营销、客户中心、MIS等系统连接和各自开发中，一定要遵循通用的、开放工程实践的产品，其中配电自动化的远方终端，还必须是通过了电科院配用电自动化设备检测实验室检测的产品；一个系统内的同样用途的硬件不宜多于两种，最好一种；应选择一家有相当工程经验和实力的开发集成商。

开发集成商应具备承接相应工程城市配电系统模拟试验能力完成设备、软件现场安装前的联机出厂试验(FAT)。

4．3要下决心推动应用

只有应用且不断扩充应用才有生命力。实践证明，推动应用、不断开发新的应用，其难度并不亚于构建一个系统框架，尤其推动一线生产班组的应用，因为配电自动化系统的应用，是一次生产和管理工具的革命，它将引发一系列生产管理流程的重组，迫使相关生产管理人员学习掌握现代化的生产管理技能，没有从生产一线作业者到高层管理者的观念转变、推动应用的决心和积极主动的行动，很难收到实效。要像镇江、北京、上海市区、厦门那样，从领导、管理人员到一线作业人员积极协调配合推动应用，使其成为管理和生产人员离不开的工具。

4．4要建立健全以岗位责任为核心的规章制度

要从组织上采取强有力的措施，建立健全并严格监督、考核、执行岗位责任制度和各项运行、信息维护、故障分析、评价制度及操作规程，特别是坚持做好信息源头维护原则下的信息维护更新制度，融信息维护于生产管理流程之中。

4．5要选好培养好用好自己的人才

无论系统的开发建设，还是运行使用以及不断开发新的应用，不仅需要一批既熟悉本单位生产管理业务又能掌握配电自动化信息技术的人才；更需要他们具有强烈的责任心、科学的态度和坚持不懈地创新意识，镇江局的说法“要吃得起辛苦、经得起挫折、耐得起寂寞”。只有选好培养好用好自己的这种人才，才能做到不过分依赖厂家，才能为系统的更好应用和不断的开发发展奠定坚实的基础。