（CS10 北京奥德威特电力科技股份有限公司）

1.概述

随着社会技术的进步和经济的发展，我国对电力系统的要求也在不断提升，供电可靠性、电压质量都已经成为用户对于供电系统的最基本的要求。而智能电网的发展，对建设智能配电网，又提出了进一步的更高的要求。

2.我国配网自动化的现状

配电系统自动化涉及范围主要是指10kV或6kV中压系统，一般是从变电站的主变低压侧和低压母线开始，直至电力用户为止。配电自动化系统主要对系统一次设备（开闭所、环网柜、柱上开关、变压器）的监测与控制及管理。

我国长期以来对配电网的建设未给予应有的重视，建设资金短缺，设备技术性能落后，事故频繁发生，严重影响了人民生活和经济建设的发展，随着电力的发展和电力市场的建立，配电网的薄弱环节显得越来越突出，形成电力需求与电网设施不协调的局面。

自国家颁布电力法以来，电力作为一种商品进入市场，接受用户的监督和选择，甚至于对电力供应中的停电影响追究电力经营者的责任。另一方面，高精密的技术和装备对电能质量要求，配电网供电可靠性已是电力经营者必须考虑的主要问题。

随着我国经济建设的不断开展，城市化规模的不断扩大，各个行业的发展都离不开电能的驱动，对于电力的需求不断的上升，同时对于电网供电的安全性和可靠性都提出了较高的要求。当前我国的配电网还存在很多的问题，主要表现在以下几个方面：第一，随着城市人口的不断地增加，城市建筑的密度也随之不断的上升，极大地限制了电力的输出，妨碍了配电线路的通道；第二，建立基础设施的建设远远之后于城市的发展速度，以前的基础设施比较薄弱，严重地制约了经济的发展，出现了短板效应；第三，由于城市规划的影响，极大地增加了线路设计的复杂性，给电网增加了很多不确定的因素。

综上所述，配电网的建设改造，已经到了迫在眉睫的时刻。我国目前配网的情况，要达到智能配电网的要求，还有着很远的距离。因此，作为电力工作者，更应该考虑大力引进先进技术，利用好有限的资源，为我国的经济发展做出应有的贡献。

3.智能配电网功能特点

与传统配电网相比，智能配电网要求具有更高的安全性、提供更高的电能质量以及很好的自愈能力，同时在配电网的管理、资源利用等多方面也提出了更高的要求。

要达到智能配电网提出的更高要求，必然需要采用更多、更先进的技术，应用于智能配电网的主要技术内容包括：配电数据通信网络、先进的传感测量技术、先进的保护控制技术、高级配电自动化技术等。其中，光电传感技术是提高配网基础数据性能的关键技术之一。

4.光电传感技术对配网自动化带来的影响

科学技术的发展推动社会的发展，光电技术进入电力行业，是对于传统电磁式互感器的一种革命性的改变。

1）光电式互感器

先进的光电传感测量技术，如光电互感器，是智能电网大力推广的主要技术之一。相对于传统互感器，光电式互感器在技术上有着明显的优势，此项技术的推广应用对于智能电网的建设必然有着无法替代的积极作用。而传统配电终端受到传统互感器技术上无法解决的缺点的禁锢，在某些方面无法与光电式智能配电终端相比。其性能比较见表1。

表1 传统互感器与光电式互感器性能比较

2）光电式互感器原理

目前应用的光学传感技术中，光电电流互感器主要应用法拉第磁光效应原理；光电电压互感器则采用逆压电效应原理。

① 法拉第磁光效应原理：当一束线偏振光在介质中传播时，若在平行于光的传播方向上加一强磁场，则光振动方向将发生偏转，偏转角度β与磁感应强度B和光穿越介质的长度d的乘积成正比，即β＝V×B×d，比例系数V称为费尔德常数，与介质性质及光波频率有关。偏转方向取决于介质性质和磁场方向。上述现象称为法拉第效应（见图1）。

② 逆压电效应：逆压电效应是指对晶体施加交变电场引起晶体机械变形的现象。向压电晶体施加电压，然后通过检测压电晶体的形变来得到被测电压。

5.光电式智能配电终端

1）智能配电终端硬件结构

整套光电式智能配电终端由以下几部分组成：组合式传感器（含光电电流互感器及电压互感器）、光电处理模块、电压接口模块、RTU模块及GPRS模块组成（见图2）。

图1 法拉第效应示意图(www.daowen.com)

图2 智能配电终端硬件结构

2）光电式智能配电终端与传统FTU的比较

光电式智能配电终端与传统FTU相比，具有表2中一些优点。

表2 传统FTU与光电式智能配电终端的比较

从表中比较可以看出，光电式智能配电终端在各方面都有着传统FTU无法比拟的优势，更适合在智能配电网中推广应用。

6.配电自动化系统的组成

通过配电自动化终端、通信设备、采集10kV配电开关（柱上开关、环网柜、开闭所、配电变压器）的电流、电压及开关状态等信息，并上传到配电主站（或子站）的完整的系统（见图3）。

配合光电式智能配电终端，系统可实现短路故障测距、单相接地监测报警以及开关寿命诊断等多项功能，可对实时数据进行准确可靠的处理，具备基于配网拓扑的分析应用和实用功能，能够为配网系统带来更高的安全性，满足时代发展带来的对电力供电的更高要求。

图3 配网自动化系统结构图

7.配电自动化系统的通信方式

配电自动化系统中通信占有相当大的比重，通信质量的好坏，对于整个系统能否正常运行十分关键。目前常用的通信方式有以下几类：

1）无线通信方式

① 一点多址数字微波：可靠性好、传送率高、抗干扰能力强、投资高。

② 无线数传电台/模块：体积小、重量轻、投资小，但是传输速率较低。

③ 无线扩频：组网快速灵活，建网周期短、抗干扰、抗衰减能力强、通信质量高、保密性好、覆盖面广、天线小巧、安装简捷、免维护、无须申请频率许可证件、可靠性较好、传送速率一般、投资少、接口方式单一。

④ GPRS/CDMA：实时性强，系统的传输容量大、投资大、运营费用高。

2）有线通信方式

① 专线：此种通信方式的通道仅为电力部门专用，通常采用双绞线或音频电缆。该方式的系统容量较小、可靠性高、传送速率较低、抗干扰能力一般、投资小、接口方式单一。

② 电力载波：这利用已有的架空电力线路进行信号传输，该方式的系统容量较小、可靠性较差、传送速率低、抗干扰能力差、投资小、接口方式单一。

③ 邮电本地网：此种方式是利用当地邮电通信网（市内电话网），组成配电网通信系统。其特点是无需专项投资建设专用通信网、开通费用低、系统容量一般、可靠性比较好、传送速率一般、抗干扰能力一般、接口方式单一、运行费用昂贵。

④光纤通信：传送速率高、稳定性好、抗干扰能力强、组网方式灵活、可以实现综合数据传输、系统容量大、可靠性高、接口方式丰富、投资大。

8.结束语

随着现代技术的不断前进，发展智能电网已在世界范围内形成共识。2009年5月，在北京召开的“2009特高压输电技术国际会议”上，国家电网公司正式发布了“坚强智能电网”发展战略。智能配电网作为智能电网的重要组成部分，在有着良好发展前景的同时，也肩负着重要的责任。北京奥德威特电力科技股份有限公司愿与广大用户携手，根据不同用户的不同需求，为您量身定制不同的组网方案，打造最适合您的配网自动化系统方案。

（作者：北京奥德威特电力科技股份有限公司 徐秋凤、陶文华、张晓彦）