配电自动化技术在智能配电网建设中的实践研究

关键词：配电自动化技术；智能配电网；感知层；通信层；故障处理；分布式电源；需求侧响应；数字孪生；新型电力系统；供电可靠

一、引言

随着社会经济的快速发展，电力用户对供电可靠性、电能质量以及互动服务的需求日益提升，传统配电网“人工巡检、被动抢修”的运营模式已难以满足新时代要求。智能配电网作为智能电网的关键组成部分，以“安全可靠、经济高效、清洁环保、灵活互动”为核心目标，而配电自动化技术正是实现这一目标的核心支撑。

配电自动化技术通过融合计算机技术、通信技术、传感技术与电力系统控制技术，实现对配电网设备的实时监测、远程控制和智能决策，能够有效解决传统配电网“故障定位难、隔离慢、恢复久”的痛点，同时为分布式电源（如光伏、风电）接入、电动汽车充电设施互动、需求侧响应等新型业务提供技术保障。根据国家电网公司数据，配电自动化覆盖率达到 90% 以上的区域，故障平均恢复时间（SAIDI）可缩短至 15 分钟以内，供电可靠率提升至 99.98% 以上，充分彰显了该技术在智能配电网建设中的战略价值。

二、配电自动化技术的核心体系与关键技术突破

配电自动化技术并非单一技术，而是由“感知层、通信层、控制层、应用层”构成的完整技术体系，各层级协同作用，共同支撑智能配电网的高效运行。

（一）感知层：配电网状态监测的“神经末梢”

感知层是配电自动化系统的基础，通过部署各类智能终端设备，实现对配电网运行状态的全面感知。核心设备包括馈线终端单元（FTU）、配电终端单元（DTU）、智能电表以及故障指示器等。其中，FTU 主要安装于 10kV 馈线开关处，可实时采集电流、电压、开关状态等信息，并支持远程分合闸操作；DTU 则用于配电房、环网柜等场所，实现对配电站房的无人值守监控；智能电表不仅能实现远程抄表，还能采集用户用电负荷数据，为需求侧管理提供支撑；故障指示器则能快速定位线路故障点，缩短故障排查时间。

（二）通信层：配电网数据传输的“神经网络”

通信层是连接感知层与控制层的关键，其可靠性与实时性直接影响配电自动化系统的运行效率。目前，我国智能配电网通信体系已形成“光纤为主、无线为辅”的混合通信模式：

光纤通信：作为骨干通信方式，主要用于连接配网自动化主站与重要配电终端，具有带宽大、时延小、抗干扰能力强等优势，可满足实时控制与大量数据传输需求。无线通信包括 4G/5G、LoRa、NB-IoT 等技术，主要用于覆盖光纤难以到达的偏远地区或分散式设备。其中，NB-IoT 技术以其广覆盖、低功耗、大连接的特点，成为分布式设备通信的首选方案。

（三）控制层与应用层：配电网智能决策的“大脑中枢”

控制层以配电自动化主站系统为核心，通过接收感知层上传的实时数据，进行配电网运行状态分析、故障诊断与隔离、网络重构等决策，并向终端设备下发控制指令。应用层则基于主站系统数据，拓展出供电可靠性管理、电能质量治理、分布式电源消纳、需求侧响应等增值应用。

近年来，随着人工智能与大数据技术的融入，控制层与应用层的智能化水平显著提升。例如，基于深度学习的配电网故障诊断模型，可通过分析历史故障数据与实时监测数据，实现故障类型与故障位置的精准识别，诊断准确率较传统算法提升 20% 以上；基于数字孪生的配电网仿真平台，则能模拟不同运行场景下的配电网运行状态，为调度人员制定运行策略提供决策支持[1]。

三、配电自动化技术在智能配电网建设中的典型实践场景

配电自动化技术已在智能配电网的多个领域实现规模化应用，从故障处理到日常运维，从分布式电源接入到需求侧管理，全方位提升了配电网的运行效率与智能化水平。

（一）故障快速处理：从“被动抢修”到“主动隔离”

传统配电网发生故障后，需依赖运维人员现场排查故障点，再进行停电隔离与抢修，整个过程耗时较长，严重影响用户供电。而配电自动化技术通过“三遥”功能，可实现故障的自动诊断、隔离与恢复：

故障诊断：当配电网发生故障时，FTU、DTU 等终端设备将故障电流、电压突变等信息实时上传至主站系统，主站通过故障录波分析与拓扑分析，快速定位故障区段。

故障隔离：主站系统向故障区段两侧的开关下发分闸指令，实现故障区段的自动隔离，避免故障扩大影响其他用户。

负荷转移与恢复：故障隔离后，主站系统通过网络重构算法，计算最优供电恢复路径，向相关开关下发合闸指令，将非故障区段的负荷转移至其他馈线，实现用户供电的快速恢复。

（二）分布式电源接入：助力“源网荷储”协同发展

随着“双碳”目标的推进，分布式光伏、风电等新能源在配电网中的渗透率不断提升，但由于其出力具有间歇性、波动性特点，容易导致配电网电压越限、频率波动等问题。配电自动化技术通过实时监测分布式电源出力与配电网运行状态，实现了新能源的友好接入与高效消纳：

电压调节：当分布式电源出力骤增导致配电网电压升高时，主站系统可远程控制馈线上的有载调压变压器（OLTC）或静止无功发生器（SVG），调节无功功率输出，将电压控制在合格范围内。

出力预测与调度：基于大数据分析技术，主站系统可结合气象数据与历史出力数据，预测分布式电源的短期出力，并根据配电网负荷情况，制定分布式电源与主网的协同调度策略，避免新能源出力过剩导致的弃光、弃风问题。

四、结语

配电自动化技术作为智能配电网建设的核心支撑，已在故障处理、新能源接入、需求侧响应等领域取得显著成效，为提升配电网供电可靠性、经济性与灵活性发挥了重要作用。尽管目前仍面临技术、管理、成本等方面的挑战，但随着数字技术的不断创新与应用，配电自动化技术将逐步迈向“全域感知、全场景智能”，为新型电力系统建设提供更强大的技术保障。未来，需进一步加强技术研发、完善标准体系、优化投资机制，推动配电自动化技术在城乡配电网中的全面普及，为实现“双碳”目标与能源转型贡献力量。

参考文献：

[1] 李朋朋 ， 王琨 . 配电自动化技术在智能配电网建设中的运用研究 [J].科技资讯 ，2025，23（13）：105-107.