近年來，智能電網(Smart Power Grids)已成為電力界的熱門話題，被認為是改變未來電力系統面貌的電網發展模式。智能電網包括智能輸電網和智能配電網(Smart Distribution Grid, SDG)，其中SDG具有新技術內容多、與傳統電網區別大的特點，對于實現智能電網建設的整體目標有著舉足輕重的作用[1]。

       基于SDG的智能小區(Intelligent Residential District)是采用光纖復合低壓電纜或電力線載波等先進技術，構建覆蓋小區的通信網絡，通過用電信息采集、雙向互動服務、小區配電、分布式電源運行控制等技術，對用戶供用電設備、分布式電源、公共用電設施等進行監測、分析、控制，提高能源的終端利用效率，為用戶提供優質便捷的雙向互動服務，并支持“三網融合”業務的開展，以及實現對小區安防設備和系統的協調控制。自動化

       配電系統是智能小區的重要組成部分，配電系統的可靠性、安全性與居民的生活息息相關[2]。配電自動化(Distribution Automation, DA)是智能小區配電系統的核心部分，配電系統的自動化水平直接影響到小區的智能化程度，配電自動化系統的健康運行是小區安全穩定的基礎和保障[3]。

       按照智能電網的要求，充實提高配電自動化技術，對于推動配電自動化技術以及智能小區的建設發展具有十分重要的意義。

       一、智能小區的主要技術支撐

       1.智能小區的定義

       智能小區，是在智能建筑的基本含義中擴展和延伸出來的，它通過對社區建筑群四個基本要素(結構、系統、服務、管理以及它們之間的內在關聯)的優化考慮，提供一個投資合理，又擁有高效、舒適、便利以及安全的居住環境。智能小區是指以一套先進、可靠的網絡系統為基礎設施，將住戶和公共設施建成網絡并實現住戶、社區的生活設施、服務設施的計算機化管理的社區。

       智能小區建設涵蓋了高速實時通信、智能電表、智能采集、雙向交互和需方相應等多方面的技術，是計算機應用技術、現代通信技術、高級測量技術、控制理論和圖形可視化等學科交叉的技術集群。

       2.智能小區的主要傳輸載體

       以太無源光網絡(EP[FS:PAGE]ON)技術為智能小區的主要傳輸載體。EPON是一種新型的光纖接入網技術，它采用點到多點結構、無源光纖傳輸，在以太網之上提供多種業務。它在物理層采用了PON技術，在鏈路層使用以太網協議，利用PON的拓撲結構實現了以太網的接入。因此，它綜合了PON技術和以太網技術的優點：低成本;高帶寬;擴展性強，靈活快速的服務重組;與現有以太網的兼容性;方便的管理等等。

       3.智能小區的配電系統

       智能化的配電系統是智能小區建設的重要組成部分。它以靈活、可靠、高效的配電網網架結構和高可靠性、高安全性的通信網絡為基礎，支持靈活自適應的故障處理和自愈，可滿足高滲透率的分布式電源和儲能元件接入的要求，滿足用戶提高電能質量的要求。智能配電系統有機集成和融合現代計算機與通信、高級傳感和測控等技術，滿足未來配電系統集成、互動、自愈、兼容、優化的要求。

       二、配電自動化在智能小區中的應用

       1.配電自動化

       配電網自動化(Distribution Automation, DA)指利用現代計算機、通信與信息技術，將配電網的實時運行、電網結構、設備、用戶以及地理圖形等信息集成，構成完整的自動化系統，實現配電網運行監控及管理的自動化、信息化[4]。其作用主要是提高供電質量、用戶服務質量和配電網管理效率。

       配電自動化以一次網架和設備為基礎，以配電自動化系統為核心，綜合利用多種通信方式，實現對配電系統的監測與控制，并通過與相關應用系統的信息集成，實現配電系統的科學管理。

       實現配電網的運行監視和控制的自動化系統，具備配電SCADA、饋線自動化(FA)、電網分析應用及與相關應用系統互連等功能，主要由配電主站、配電終端、配電子站(可選)和通信通道等部分組成。

       停電給社會帶來的經濟損失十分可觀，據報道，美國每年的停電損失超過1500億美元。我國電科院專家對某沿海城市研究結果表明：停電每少供一度電帶來的經濟損失近50元。粗略估計，我國每年的停電損失在2000億元以上，而90%以上的停電事件是中低壓配電網的原因。

       提升電網自動化水平，保證小區可靠供電是智能小區的一個重要建設目標，也是[FS:PAGE]DA的最主要任務。

       2.目前應用

       配電網自動化的重要應用饋線自動化(Fault Automation，FA)主要實現故障自動處理功能，包括故障的定位，隔離和恢復。當智能小區配電網中某一點發生故障時，配電站向故障點供電的出口斷路器就會動作(跳閘)，線路另外一側配電站如果存在備自投會在很短時間合閘。此時無論瞬時還是永久故障都可能不成功，如果成功則故障消失，如果不成功則原來供電側開關會重合閘。如果是瞬時故障則重合閘成功，如果是永久性故障則重合閘失敗。當主站收到線路開關FTU的過流和失壓信號后，開始處理故障信息。其中最重要的信息就是各個DTU報故障電流的情況，主站就是通過DTU報故障電流的信息再結合網絡拓撲結構來定位故障點。

       智能小區里，饋線通常采用環網設計，開環運行方式，物理上的一次接線方式為：配電變壓器出線后、手拉手連接饋線上的所有斷路器，然后回到另外一個配電變壓器的出線。環網柜和配電柜里有配網斷路器，在環網柜配有DTU，配電柜有智能儀表可以采集到保護信號，在饋線上的各個配電柜的信號通過光纖環網通道實現互享，結合DTU就可以在小區里實現故障的隔離和供電恢復，而無需將故障信號發送到調度中心，直接由小區的DTU處理，下發到配電柜或者環網柜的斷路器執行。

       而如果通過采用環形的光纖通道，對小區的相關斷路器，采用上游和下游設備方式建模，然后把環網柜或者配電柜的保護信號傳送到小區環網柜的DTU上，在眾多DTU上選擇一個中心位置的MAIN_DTU，由MAIN_DTU分析保護信號后，發出故障隔離指令或者故障恢復指令，則可以解決調度中心實現饋線自動化的準確性和時效性問題。

       3.智能型DA方式

       智能型DA方式是在標準型的基礎上，通過擴展配電網分布式電源/儲能裝置/微電網的接入及應用功能，在快速仿真和預警分析的基礎上進行配電網自愈控制，并通過配電網絡優化和提高供電能力實現配電網的經濟優化運行，以及與其它智能應用系統的互動，實現智能化應用。

       三、未來發展趨勢

       1.新能源接入

       人類正面臨化石能源枯竭問題，全球變暖成為制約化石能源應用新的制約[FS:PAGE]因數、碳稅征收不可避免，發展新能源保證能源安全、應對全球變暖迫在眉睫。

       但同時新能源也會帶來新的問題：

       (1)新能源指還沒有大規模開發利用的新型能演形式，包括核電、風電、太陽能、生物質、大水電。

       (2)核電不能調峰，只能充電基礎負荷。

       (3)風電、太陽能發電的間歇性、隨機性特點給電力系統功率平衡、電壓無功控制帶來了困難。

       (4)可再生能源發電、分布式發電大量接入配電網使其成為功率雙向流動的有源網絡，傳統的保護控制、運行管理方式需要做出根本性地改變。

       2.發展高級配電網自動化

       高級配電自動化包括運行自動化、管理自動化。

       高級配電運行自動化包括高級配電運行監視與控制、自動故障隔離與配電網自愈等內容，是本體自動化、現場設備遠程監控與成熟應用分析軟件的有效結合。除實現傳統配電運行自動化功能(如配電SCADA、故障定位、隔離和供電恢復、多重網絡重構等)外，高級配電運行自動化還實現含分布式電源的配電網監視與控制故障應急處理、安全預警和自愈控制等功能。

       高級配電管理自動化是利用現代計算機技術、自動控制技術、數據通信技術和信息管理技術，將配電網的實時運行狀態、電網結構、設備、用戶以及地理圖形等信息進行集成，實現配電網管理的自動化、信息化。其主要內容包括設備管理、停電管理等。

       四、結語

       對智能小區配電自動化系統技術研究具有現實及長遠的意義。其主要意義在于：在正常運行的情況下，通過監視配電系統的運行狀況,優化小區配電運行方式;當配電系統發生故障或異常運行時，能夠迅速排查和處理，最大限度的減少停電對居民生活的影響;合理控制無功負荷和電壓水平，改善供電質策，達到經濟運行的目的;合理控制用電負荷，提高設備利用率;自動抄表計費，保證抄表計費及時和準確，提高工作效率，能夠為用戶提供自動化的用電信息服務。