1.6 配电自动化的难点

现代电力系统是由发电网、输电网、配电网和负荷中心组成的庞大的能力系统，需要一个高度信息化和自动化的系统来监控和调度，这是一个由数据的采集、控制、通信和分析决策功能于一身的计算机系统。近年来，输电网的国调、网调、省调、地调和县调的调度计算机系统自动化程度已经得到了很大的发展，然而配电网的自动化系统发展仍然很低。人们通常形成一个错觉，配电网自动化系统比输电网自动化系统简单，而且投资少，其实正好相反。配电网自动化系统不但比输电网自动化系统对于设备的要求高，而且规模也要大得多，因而建设费用也要高很多，究其原因主要有如下几点。

（1）测控对象非常多——系统组织困难、信息量巨大、处理困难

输电网自动化系统的测控对象一般都是较大型的110kV以上变电站以及少数35kV和10kV变电站，因此站点少。一般小型县调具有1~7个站，中型县调具有7~16个站，大型县调有16~24个站；小型地调只有24~32个站，中型地调有32~48个站，大型地调也只有48~64个站。

而配电自动化系统的测控对象为进线变电站、10kV开闭所、小区变电所、配电变压器、分段开关、并补电容器、用户电能表、重要负荷等，站点非常多，通常有成百上千甚至上万点之多。因此，不仅对于系统组织会带来较大的困难，而且在控制中心的计算机网络上也必须下更大的功夫，特别是在图形工作站上，要想较清晰地展现配电网的运行方式，困难将更大，因此，对于配电自动化主站系统，无论是硬件还是软件，较输电网自动化系统都有更高的要求。此外，由于配电自动化系统的站端设备极多，因此要求设备的可靠性和可维护性一定要高，否则电力公司会陷入繁琐的维修工作中，但是每台设备的造价却受到限制，否则整个系统造价会过高，影响配电自动化潜在效益的发挥。

（2）大量终端设备安放在户外——工作环境恶劣、可靠性要求高

输电网自动化系统的站端设备一般都可安放在所测控的变电站内，因此行业标准中这类设备按照户内设备对待，即只要求其在0~55℃环境温度下工作。而配电自动化系统中的却有大量的站端设备必须安放在户外，由于它们的工作环境恶劣，通常要能够在-25~65℃环境下工作，因此必须考虑雷击、过电压、低温和高温工作、雨淋和潮湿、风沙、振动、电磁干扰等因素的影响，从而导致不仅设备制造难度大，造价也较户内设备高。此外，配电自动化系统中的站端设备进行远方控制的频繁程度比输电自动化系统要高得多，因此要求配电自动化系统中的站端设备具有更高的可靠性。

（3）通信系统复杂——综合采用

由于配电自动化系统的站端设备数量非常多，会大大增加通信系统的建设复杂性，从目前成熟的通信手段看，没有一种方式能够单独满足要求，因此往往综合采用多种通信方式，并且通常采取多层集结的方式，减少通道数量和充分发挥高速信道的能力。此外，在配电自动化系统内，对于开闭所RTU和柱上FTU往往要求还不一样，这使得它们难以采用统一的通信规约，使问题更加复杂。

（4）工作电源和操作电源提取困难

在配电自动化系统中，必须面临许多输电网自动化中不会遇到的问题，其中最重要的是控制电源和工作电源的提取问题。故障位置判断、隔离故障区段、恢复正常区域供电是配电自动化最重要的功能之一，为实现这一功能，必须确保故障期间能够获取停电区域的信息，并通过远方控制跳开一部分开关，再合上另外一些开关。可是由于该区域停电，无论计算机系统工作所需的电源和通信系统所需的电源，还是跳闸或合闸所需的操作电源，都成了问题。对于输电网自动化系统，可以通过所在变电站的直流电源屏获取电源，这个办法同样也适用于配电网自动化系统中当地有直接电源屏的远方站点，但对于诸如现场FTU的情形，就往往不得不安放足够容量的蓄电池以维持停电时供电，与之配套还需要有充电器和逆变器。但问题绝不这样简单，长期未进行充放电的蓄电池的性能往往会受到较大的影响，而对于蓄电池的充放电，通常是不便进行控制的。

（5）我国目前配电网现状落后——需对配网拓扑结构改造

我国目前配电网的现状仍十分落后，首先要对配网的拓扑结构进行改造，使之适合于自动化的要求，如馈线分段化、配网环网化等，分段开关也需更换成为能进行电动操作的真空开关，并且应具有必要的互感器。开闭所和配电变电所中的保护装置，应能提供一对信号接点，以作为事故信号，区分事故跳闸和人工正常操作，开关柜的操作机构应该具有防跳跃机构等。但是我国现在的配电网和上述要求尚存在较大的差距。因此为了实现配电自动化，往往必须把对传统配网的改造纳入工程之中，从而进一步增加了实施的困难。