【摘 要】随着智能电网技术迅速发展，为解决配电系统中自动化管理问题，本文以本公司为例，对其配电自动化系统关键技术应用进行深入分析。通过相关案例的阐述，对具体自动化技术应用进行概括总结，包括通信技术、监测与数据采集技术、控制策略与算法、信息管理系统等。旨在提高系统可靠性、效率和经济性，以适应未来电网需求，提高其经济效益。

【关键词】配电系统；配电自动化；技术应用

引言

当今能源行业不断发展，配电系统作为电力网络重要组成部分，其效率和可靠性直接影响到整个社会经济活动和居民生活。随着技术进步特别是信息技术飞速发展，配电自动化技术已成为提升配电系统性能的关键手段，配电自动化技术能够利用集成先进通信、监控和控制技术，实现对配电网实时监控、故障快速处理、资源优化调度及客户服务的显著改善。以往配电系统多依赖于人工操作和基本机械设备，不仅效率低下，而且容易出错，难以应对大规模或急速变化的负荷需求。而随着智能电网推广与发展，配电自动化技术已经被广泛应用于城市与乡村的配电网中，它使得电网更加智能、高效和稳定，极大提升了电网自动化水平和管理能力。

一、案例分析

以济南鲁源电气集团有限公司所参与的一项某市配电自动化升级项目为例，该市拥有一个复杂地形结构，由此导致电力分布极不均匀，以往常有局部过载或供电不稳定情况发生，特别在夏季高温时段，月平均故障率达到0.32 次/ 台变压器，造成约600 小时的用户停电时间。整个升级工程包括安装500 个智能电子设备，覆盖100 个配电网节点，以及部署先进数据采集与监控系统，经过整合先进通信技术，如利用5G LTE 网络实现远程数据传输，配电系统实时响应速度提高40%。在具体数据方面，更新后系统将配电网平均故障诊断时间从15 分钟缩短至3 分钟，实现了95% 的故障自动隔离和恢复功能，将用户平均停电时间减少至180 小时/ 年。另外通过优化负载管理，系统成功降低了高峰期间电力损耗5%，节省约200 万千瓦时电能，为当地政府每年节约超过300 万元的电费。该项目完成后，根据2023 年夏季统计数据，当地月平均故障率降至0.08 次/ 台变压器，有效提高了配电网络可靠性和供电质量，同时显著降低了维护成本。

二、自动化技术在配电系统中具体的应用

（一）通信技术

1. 有线通信技术

目前在有线通信技术应用中，光纤通信技术由于其巨大带宽优势和抗电磁干扰能力，已成为连接控制中心与变电站的理想选择。

光纤通信技术能提供高达数十甚至上百Gbps 的数据传输速率，比如单模光纤配合波分复用技术可以实现每秒高达100 Gbps 传输速率，而且这样配置支持长距离传输，可达数十公里不衰减，极大满足自动化系统对高速数据传输需求，根据IEEE 802.3 ba 标准400 G 光纤以太网技术可进一步扩展传输能力，支撑更加密集的数据流量和更高效的网络运作。同时光纤通信噪声容限要高于同轴电缆或双绞线，意味着在高压环境下光纤通信能够保持更稳定性能，减少误码率。比如在配电线路旁实际应用中，光纤误码率可以控制在每千亿比特仅错误一个以下，进一步确保通信质量，因此采用光纤通信技术能够使得配电自动化系统获得更高数据完整性和系统可靠性。在具体实施方面，光纤通信需要配备适当发射器和接收器，常见构件包括1550 纳米激光器和光检测器，如雪崩光电二极管，这两种构件的组合能实现长距离、高灵敏度的光纤通信链路[1]。

2. 无线通信技术

无线通信技术允许系统组件在没有物理连接的情况下进行数据交换，以无线传感器网络为例，主要采用IEEE802.15.4 标准，该标准专为低速率、低功耗和低成本的无线个人区域网设计，传感器节点利用这种方式部署在配电网络中，可实时收集数据并通过无线信道发送到中央控制系统。其中Friis 传输公式是计算无线通信中接收功率的基础公式，具体表达如式（1）所示：

式（1）中， r P 是接收功率（%）， t P是发射功率（%），t G 和r G 分别是发射和接收天线增益，λ 是信号波长（m），d 是发射机和接收机之间的距离（m），L 是系统损耗因子。