探討城市配網(wǎng)自動(dòng)化及其配網(wǎng)規(guī)劃的應(yīng)用

莫從元

（重慶市永川區(qū)供電有限責(zé)任公司，重慶 402160）

1 城市配網(wǎng)自動(dòng)化現(xiàn)狀

實(shí)施配電自動(dòng)化的目的是提高供電質(zhì)量和可靠性，優(yōu)化經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，有效地進(jìn)行負(fù)荷控制，改進(jìn)配電管理效率，將配電系統(tǒng)的運(yùn)行及管理提高到一個(gè)新的水平。對配網(wǎng)自動(dòng)化的試點(diǎn)較早，對一次設(shè)備的新建和改造都考慮了配電自動(dòng)化的接口，具備較好的基礎(chǔ)和實(shí)施條件。但多數(shù)供電企業(yè)由于設(shè)備水平及管理認(rèn)識(shí)上存在的問題，試點(diǎn)系統(tǒng)大都處于停用和廢棄狀態(tài)。

1.1 配電網(wǎng)絡(luò)及設(shè)備現(xiàn)狀

目前，城市配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)狀況基本處于良好狀態(tài)，城市配電線路以架空、地埋電纜混合線路結(jié)構(gòu)居多，農(nóng)村配電線路以架空線路為主。城市配電線路逐漸向地埋電纜過渡，在大中城市的配電網(wǎng)絡(luò)平均電纜化率不斷提高，配電線路平均環(huán)網(wǎng)率也在不斷提高，為進(jìn)一步開展配電自動(dòng)化提供了較好的基礎(chǔ)。但由于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、層次不清、聯(lián)絡(luò)混亂，多電源線路分段情況不理想，網(wǎng)絡(luò)或負(fù)荷增長快，線路不能滿足負(fù)荷增長需求等原因，配網(wǎng)的負(fù)荷轉(zhuǎn)供能力普遍較差。因此，在近幾年各供電單位逐步對網(wǎng)架結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整改造，一供一備線路的比重在逐步加大。

配電自動(dòng)化終端與一次設(shè)備開關(guān)是分不開的，配電終端實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和控制要求與一次設(shè)備開關(guān)的接口相匹配。不少單位在前期已經(jīng)在每年的大修技改項(xiàng)目中將原來殘舊的設(shè)備換成預(yù)留自動(dòng)化接口的設(shè)備，改造難度降低，因此一次設(shè)備可采用以改造為主，整體更換為輔的方案。

1.2 配電信息化系統(tǒng)建設(shè)

配電地理信息系統(tǒng)(簡稱GIS)是利用地理信息系統(tǒng)技術(shù)和配電網(wǎng)規(guī)劃技術(shù)、生產(chǎn)運(yùn)行管理技術(shù)等，實(shí)現(xiàn)配電管理的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。其目的是解決配電網(wǎng)設(shè)備類型眾多、設(shè)備數(shù)量巨大、分布地域廣闊、設(shè)備安裝位置與地理信息緊密度高、配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜并伴隨著地域地理信息、電力負(fù)荷信息變化而變化等。

GIS系統(tǒng)對生產(chǎn)運(yùn)行和管理具有很大幫助，但在使用中也存在一些問題，比如系統(tǒng)采用外包形式開發(fā)，對電力企業(yè)生產(chǎn)管理、經(jīng)營管理和客戶服務(wù)等方面理解不深，以致總體規(guī)劃或設(shè)計(jì)方案不全面、系統(tǒng)實(shí)用性不強(qiáng)。一體化數(shù)據(jù)圖模方案解決不好，與SCADA及配電MIS等自動(dòng)化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)圖模不能共享，致使運(yùn)行和維護(hù)工作量甚大，應(yīng)用受到限制。

1.3 配電自動(dòng)化體系結(jié)構(gòu)

目前，國家電網(wǎng)內(nèi)采取的配電自動(dòng)化體系結(jié)構(gòu)主要有四種模式：主站、子站和終端三層結(jié)構(gòu)，集中采集、集中監(jiān)控模式；主站、子站和終端三層結(jié)構(gòu)，集中采集、分散監(jiān)控模式；主站和終端兩層結(jié)構(gòu)，集中采集、集中監(jiān)控模式；基于自動(dòng)化開關(guān)設(shè)備相互配合的配電自動(dòng)化模式。四種模式各有優(yōu)缺點(diǎn)，根據(jù)各地區(qū)城市配電網(wǎng)現(xiàn)狀選擇合適的模式建設(shè)。

四種模式中，主站建設(shè)是關(guān)鍵一環(huán)。主站是否實(shí)用化，直接關(guān)系到整個(gè)配電自動(dòng)化系統(tǒng)是否實(shí)用化。由于配電網(wǎng)饋線監(jiān)控點(diǎn)變化頻繁，業(yè)擴(kuò)幾乎每天都在進(jìn)行改線。這些改變必須及時(shí)同步到配電自動(dòng)化系統(tǒng)中，主站系統(tǒng)所展示的信息才是配網(wǎng)現(xiàn)場的實(shí)際信息。如果配網(wǎng)現(xiàn)場的改變不能及時(shí)更新到主站系統(tǒng)中去，主站的顯示和實(shí)際的運(yùn)行方式不一致，那么整個(gè)配電自動(dòng)化系統(tǒng)是不可靠的，也就沒有使用價(jià)值。如果能夠建立剛性的配電自動(dòng)化系統(tǒng)，即把運(yùn)行、維護(hù)工作流程、工作規(guī)范和強(qiáng)制配網(wǎng)現(xiàn)場的修改同步到配電自動(dòng)化系統(tǒng)中，使現(xiàn)場設(shè)備投入運(yùn)行，這樣可以避免信息不一致導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)失敗的幾率。

1.4 配電自動(dòng)化通信方式

配電自動(dòng)化系統(tǒng)需要借助于有效的通信手段，將配網(wǎng)主站系統(tǒng)的控制命令準(zhǔn)確地傳送到為數(shù)眾多的遠(yuǎn)方配電終端，并且將反映遠(yuǎn)方配電終端設(shè)備運(yùn)行情況的數(shù)據(jù)信息收集到控制中心。應(yīng)用于配電自動(dòng)化系統(tǒng)的通信設(shè)備工作環(huán)境惡劣，分布廣泛，數(shù)量眾多，系統(tǒng)復(fù)雜，因此對通信方式主要應(yīng)考慮可靠性、實(shí)時(shí)性、安全性、可擴(kuò)展性、可管理性、設(shè)備自身的監(jiān)控性及建設(shè)費(fèi)用等多方面的因素，因地制宜，選擇合適的通信方式，保證配電自動(dòng)化的正常運(yùn)行。目前，應(yīng)用于配電自動(dòng)化的通信方式主要有光纖雙環(huán)自愈網(wǎng)、配電線路中壓載波和無線通信(CDMA／GPRS等)等三種。三種方式各有優(yōu)缺點(diǎn)，光纖穩(wěn)定可靠，主要應(yīng)用于配電自動(dòng)化系統(tǒng)中，但投資太大；無線方式主要用于配網(wǎng)信息系統(tǒng)(如負(fù)控系統(tǒng)、配變監(jiān)測系統(tǒng)等)，少數(shù)地區(qū)正在嘗試應(yīng)用于配電自動(dòng)化中，其前期投資小但后期維護(hù)費(fèi)用高；少數(shù)單位正在試點(diǎn)試驗(yàn)載波通信方式。

2 城市配網(wǎng)規(guī)劃

為了配合電網(wǎng)的發(fā)展，配電自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)的盡快啟動(dòng)是勢在必行的形式，同時(shí)也將依據(jù)本地配網(wǎng)的發(fā)展規(guī)劃分期分步實(shí)施，但建議主站系統(tǒng)按一次到位的原則配置，而子站、終端則按發(fā)展的需要，先試點(diǎn)，后推廣擴(kuò)大，配合網(wǎng)架的改造，完善配電自動(dòng)化體系，最終實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)饋線自動(dòng)化。

在配網(wǎng)規(guī)劃和建設(shè)中主要問題包括城市配網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、配電各種信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享、設(shè)計(jì)規(guī)劃、終端設(shè)備的選擇和配置及其供電電源模式、通信方式及系統(tǒng)管理維護(hù)等方面。另外，配電自動(dòng)化建設(shè)周期較長，投資較大，其資金來源也需要認(rèn)真規(guī)劃考慮。

3 結(jié)語

應(yīng)開展城市配電網(wǎng)的全面細(xì)致調(diào)研，對網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、一次設(shè)備及配電終端設(shè)備、通信網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀等方面進(jìn)行詳細(xì)調(diào)研，結(jié)合各地城市配電網(wǎng)的技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展目標(biāo)，制定配電網(wǎng)建設(shè)的規(guī)劃技術(shù)原則，以指導(dǎo)進(jìn)行配電網(wǎng)建設(shè)的前期規(guī)劃工作和項(xiàng)目實(shí)施，促進(jìn)建設(shè)流程的規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化。配網(wǎng)自動(dòng)化設(shè)備終端應(yīng)選擇性能好、少維護(hù)、低功耗的設(shè)備，提高系統(tǒng)免維護(hù)運(yùn)行時(shí)間，適當(dāng)提高終端設(shè)備的準(zhǔn)人門檻。需要盡快明確終端設(shè)備的設(shè)備選型、技術(shù)條件和性能要求，制定相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，組織必要的強(qiáng)化測試工作和入網(wǎng)測試工作。

考慮在經(jīng)濟(jì)實(shí)力和技術(shù)條件相對較好且有積極性的地區(qū)作為的配電自動(dòng)化試點(diǎn)，以獲得相關(guān)的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，并據(jù)此討論制定適合本地區(qū)的配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)的相應(yīng)管理制度、技術(shù)規(guī)范和調(diào)試驗(yàn)收導(dǎo)則。

[1]馬軍.配網(wǎng)自動(dòng)化相關(guān)技術(shù)的研究[J].西安理工大學(xué)，2004-08-01.