配電自動(dòng)化的難點(diǎn)分析及發(fā)展現(xiàn)狀

【摘 要】配電是輸電與用電兩個(gè)環(huán)節(jié)的中間連接樞紐，對(duì)于整個(gè)電網(wǎng)有著非常重要的作用。文中主要對(duì)配電自動(dòng)化的難點(diǎn)和發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了分析法。

【關(guān)鍵詞】配電自動(dòng)化；難點(diǎn)分析；發(fā)展現(xiàn)狀

一、配電自動(dòng)化難點(diǎn)分析

近十年來(lái)，輸電網(wǎng)的自動(dòng)化程度已有很大的提高，地區(qū)電網(wǎng)自動(dòng)化調(diào)度系統(tǒng)已基本普及，縣級(jí)電網(wǎng)自動(dòng)化調(diào)度系統(tǒng)、無(wú)人值班變電站和變電站綜合自動(dòng)化的建設(shè)和改造也發(fā)展很快。但是，配電網(wǎng)的自動(dòng)化程度卻仍然很低。

人們通常形成一個(gè)錯(cuò)覺(jué)，配電自動(dòng)化系統(tǒng)比輸電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)簡(jiǎn)單，而且投資少，其實(shí)正好相反。配電自動(dòng)化系統(tǒng)不但比輸電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)于設(shè)備的要求高，而且規(guī)模也要大得多，因而建設(shè)費(fèi)用也要高很多。配電自動(dòng)化系統(tǒng)的難點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1.輸電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的測(cè)控對(duì)象一般都是較大型的ll 0kv以上變電站以及少數(shù)35kV和10kV變電站，因此站點(diǎn)少。通常小型調(diào)具有1—7個(gè)站，中型縣調(diào)具有7—16個(gè)站，大型縣調(diào)具有16—24個(gè)站，小型地調(diào)只有24—32個(gè)站，中型地調(diào)具有32—48個(gè)站，大型地調(diào)具有16—24個(gè)站。而配電自動(dòng)化系統(tǒng)的測(cè)控對(duì)象為進(jìn)線變電站、10kv開(kāi)閉所、小區(qū)變電所、配電變電所、分段開(kāi)關(guān)、并補(bǔ)電容器、用戶電能表和重要負(fù)荷等，因此站點(diǎn)非常多、通常要有成百上千甚至上萬(wàn)點(diǎn)之多。它不僅給系統(tǒng)組織帶來(lái)較大的因難，而且在控制中心的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上、要處理這么大量的信息，特別是在圖形工作站上。要想較清晰地展現(xiàn)配電網(wǎng)的運(yùn)行方式．困難將大。因此，對(duì)于配電自動(dòng)化系統(tǒng)的后臺(tái)控制主機(jī)，無(wú)論是硬件還是軟件，較輸電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)，都有更高的要求。

2.輸電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的站端設(shè)備一般都可安放在所測(cè)控的變電站內(nèi)，因此行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)這類(lèi)設(shè)備按戶內(nèi)設(shè)備對(duì)待，只要求其在10一55℃環(huán)境溫度下工作即可。而配電自動(dòng)化系統(tǒng)中的大量的站端設(shè)備卻不能安置在室內(nèi)，如測(cè)控饋線分段開(kāi)關(guān)的饋線RTU，就必須安放在戶外，我們稱(chēng)這類(lèi)安放于戶外的遠(yuǎn)方終端為現(xiàn)場(chǎng)RTU。對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)RTU，因?yàn)槠涔ぷ鳝h(huán)境惡劣。通常要求在一25—75℃”，濕度高達(dá)95％的環(huán)境下工作，這樣設(shè)備的關(guān)鍵部分就必須采用工業(yè)級(jí)的芯片、還要考慮防雨、散熱、防雷等因素，因此不僅設(shè)備制造難度大，造價(jià)也較戶內(nèi)設(shè)備高。因經(jīng)常需要調(diào)整配電網(wǎng)的運(yùn)行方式，對(duì)配電自動(dòng)化系統(tǒng)中的站端設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)方控制的頻繁程度比輸電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)要高得多，這更要求配電自動(dòng)化系統(tǒng)中的站端設(shè)備具有較高的可靠性。

3.由于配電自動(dòng)化系統(tǒng)的站端設(shè)備數(shù)量非常多，會(huì)大大增加通信系統(tǒng)建設(shè)的復(fù)雜性。從目前成熟的通信手段看，沒(méi)有一種方式能夠單獨(dú)滿足要求，因此，往往綜合采用多種通信方式，通常采取多層集結(jié)的方式，以減少通道數(shù)量和充分發(fā)揮高速信道的能力，這樣就更加增加了通信系統(tǒng)的建設(shè)難度。此外，在配電自動(dòng)化系統(tǒng)中，眾多的站端設(shè)備中既有容量較大的開(kāi)閉所RTU和變電站RTU，又有容量小的現(xiàn)場(chǎng)RTU、而且對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)RTU往往還有設(shè)置定值、故障錄波等更復(fù)雜的要求，這使得它們難以采用統(tǒng)一的通信規(guī)約，進(jìn)一步使問(wèn)題復(fù)雜化。

4.在配電自動(dòng)化系統(tǒng)中，還將面臨輸電網(wǎng)自動(dòng)化中難以遇到的一些問(wèn)題，其中最重要的是控制電源和工作電源的提取問(wèn)題。故障位置判斷、隔離故障區(qū)段、恢復(fù)正常區(qū)域供電，是配電自動(dòng)化最重要的功能之一。為實(shí)現(xiàn)這項(xiàng)功能必須確保在故障期間，能夠獲取停電區(qū)域的信息，并通過(guò)遠(yuǎn)方控制跳開(kāi)一部分開(kāi)關(guān)，再合上另一些開(kāi)關(guān)?？墒怯捎谠搮^(qū)域停電，無(wú)論是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)工作所需的電源或者是通信系統(tǒng)所需的電源，以及跳閘或合閘所需的操作電源，都成了問(wèn)題。對(duì)于輸電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)，可以通過(guò)所在變電站的直流電池屏獲取電源，這個(gè)辦法同樣也適用于配電自動(dòng)化系統(tǒng)中，當(dāng)?shù)赜兄绷麟姵仄恋倪h(yuǎn)方站點(diǎn)，但對(duì)于諸如現(xiàn)場(chǎng)RTU的情形，就不行了，此時(shí)往往不得不安放足夠容量的蓄電池以維持停電時(shí)的電力。

二、配電自動(dòng)化的發(fā)展和現(xiàn)狀

目前使用較多的配電線信號(hào)傳送方式：音頻控制方式，音頻電流傳送方式和位相脈沖方式。利用專(zhuān)用電話線或CATV有線電視電纜，采用屏蔽雙絞線、光導(dǎo)纖維等方式，也是廣泛采用的配電自動(dòng)化通信方式。UHF和VHF電臺(tái)、調(diào)頻廣播（FM）和調(diào)幅廣播（AM）多用來(lái)用作負(fù)荷監(jiān)控的信道，無(wú)線擴(kuò)頻和一點(diǎn)多址微波通信大多用于配網(wǎng)自動(dòng)化的通信主干線。

第一階段是基于自動(dòng)化開(kāi)關(guān)設(shè)備相互配合的配電自動(dòng)化階段。其主要設(shè)備為重合器和分段器，不需要建設(shè)通信網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其主要功能是在故障時(shí)通過(guò)自動(dòng)化。這類(lèi)系統(tǒng)的自動(dòng)化程度較低，具體表現(xiàn)在：僅在故障時(shí)起作用，正常運(yùn)行時(shí)不能起監(jiān)控作用，因而不能優(yōu)化運(yùn)行方式；調(diào)整運(yùn)行方式后。需要到現(xiàn)場(chǎng)修改定值；恢復(fù)健全區(qū)域供電時(shí)，無(wú)法采取安全和最佳措施；隔離故障時(shí)需要經(jīng)過(guò)多次重合，對(duì)設(shè)備的沖擊大等。

第二階段的配電自動(dòng)化系統(tǒng)是基于通信網(wǎng)絡(luò)、饋線終端單元(FTU)和后臺(tái)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的配電自動(dòng)化系統(tǒng)，它在配電網(wǎng)正常運(yùn)行時(shí)，也能起到監(jiān)視配電網(wǎng)運(yùn)行狀況和遙控改變運(yùn)行方式的作用，故障時(shí)能夠及時(shí)察覺(jué)，并由調(diào)度員通過(guò)遙控隔離故障區(qū)域和恢復(fù)健全區(qū)域供電。

從設(shè)備制造水平的角度看，國(guó)內(nèi)不少企業(yè)已成功地研制出能夠滿足配電自動(dòng)化要求的產(chǎn)品，比如可靠的柱上真空開(kāi)關(guān)、重合器、饋線開(kāi)關(guān)遠(yuǎn)程式終端(FTU)、變壓器測(cè)控單元(TTU)、開(kāi)閉所、小區(qū)變遠(yuǎn)程終端(RTU)、配電網(wǎng)地理信息系統(tǒng)((GIS)、負(fù)荷監(jiān)控系統(tǒng)、配電網(wǎng)管理信息計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、智能式電能表及遠(yuǎn)方抄表計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，以及各種數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備(DCE)等。因此，從技術(shù)上講實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化已沒(méi)有任何困難，但仍面臨兩個(gè)問(wèn)題：其一是供電企業(yè)應(yīng)根據(jù)自己實(shí)際情況。恰當(dāng)?shù)剡x用各種的功能，尋求—種“性能價(jià)格比”較好，符合當(dāng)代技術(shù)發(fā)展方向，能夠“統(tǒng)一規(guī)劃、分步實(shí)施”，不致因系統(tǒng)發(fā)展或技術(shù)進(jìn)步而“推倒重來(lái)”的系統(tǒng)；其二是輸電網(wǎng)自功化的許多成熟技術(shù)雖然可以借鑒，但配電自動(dòng)化存在本身的特點(diǎn)，如容量大、故障記錄信息、定位遠(yuǎn)傳、遠(yuǎn)方抄表等，傳統(tǒng)的通信規(guī)約不能夠很好地滿足使用要求，因此要盡早提出滿足配電網(wǎng)要求的標(biāo)準(zhǔn)化的通信規(guī)約，以免造成各制造廠家自行設(shè)置的混亂局面。

參考文獻(xiàn)

[1]劉劍.10kV配電網(wǎng)饋線自動(dòng)化發(fā)展與現(xiàn)狀分析[J].企業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā)，2010年11期