縣級城市配網(wǎng)自動化供電系統(tǒng)方案探討

摘 要 我國配電自動化發(fā)展較為落后，為了提升我國供電質(zhì)量水平，滿足用戶的用電需求，需提出有效可行的配網(wǎng)自動化供電系統(tǒng)方案，實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)自動化。本文將針對縣級城市，淺述我國配電自動化發(fā)展現(xiàn)狀，提出其中存在的主要問題，并對其系統(tǒng)方案進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞 配網(wǎng)自動化；供電系統(tǒng)；方案

中圖分類號 TN914 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1673-9671-（2012）112-0103-01

1 國內(nèi)配電自動化現(xiàn)狀

歐美等發(fā)達(dá)國家從20世紀(jì)70年代起就開始了配電自動化，而我國的配電自動化則起始于20世紀(jì)90年代，比國外落后了20年，同時(shí)由于計(jì)算機(jī)技術(shù)條件落后，資金不足等原因，我國的配電自動化發(fā)展一直處于緩慢狀態(tài)。近年來，通過我國進(jìn)行的大面積城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造，配電自動化工作終于取得了跨越性發(fā)展，許多制造商與科研開發(fā)企業(yè)研制出了一二次設(shè)備、配電系統(tǒng)自動化集成技術(shù)和應(yīng)用軟件，大多數(shù)地方的供電企業(yè)實(shí)行了不同規(guī)模、不同層次的試點(diǎn)，這些都為我國配電自動化發(fā)展創(chuàng)造了有利條件，積累了可貴的經(jīng)驗(yàn)，為供電單位提升供電質(zhì)量、設(shè)備安全、現(xiàn)代管理水平、供電可靠率起到了一定的作用。

2 國內(nèi)配電自動化的主要問題

初期的配電自動化試點(diǎn)方案又因缺乏先進(jìn)的通信和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及資金的約束，同時(shí)受到當(dāng)時(shí)的認(rèn)識水平所限，因而直至今日，我國成功的工程并不多見。其主要問題有三個(gè)方面：1）應(yīng)用層次方面，因認(rèn)識水平和技術(shù)上的不成熟，我國配電系統(tǒng)自動化目前還停留在初級應(yīng)用階段，缺少高級應(yīng)用。像自動無功電壓調(diào)整、網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)仍處于理論分析階段，無法應(yīng)用于實(shí)際；2）系統(tǒng)功能方面，功能簡單，實(shí)用性差。試點(diǎn)工程以饋線自動化居多，所采用的國外重合器、分段器建設(shè)就地控制模式不能監(jiān)測出中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)內(nèi)的單相接地故障，而只能處理簡單的故障，然而目前我國大部分城市多為單相接地故障，發(fā)生故障的機(jī)率較小，故此系統(tǒng)功能較為雞肋；3）系統(tǒng)集成方面，缺少統(tǒng)一的規(guī)劃。因各區(qū)域?qū)ε潆娮詣踊恼J(rèn)識不盡相同，投入各項(xiàng)功能時(shí)也未有過統(tǒng)一的考慮，導(dǎo)致各地區(qū)在標(biāo)準(zhǔn)上存在差異，軟硬件不能兼容并用，信息資源無法共享。

3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的探討

1）因配網(wǎng)本身所擁有的物理物質(zhì)，使其自動化系統(tǒng)內(nèi)的全部子系統(tǒng)都必須依靠地理信息支持。該方案并非是獨(dú)立構(gòu)成的配網(wǎng)地理信息系統(tǒng)，而是采用性能優(yōu)秀的地理信息系統(tǒng)作為支撐平臺供整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)，將包含配電SCADA在內(nèi)的全部DMS子系統(tǒng)構(gòu)建在此平臺上，從而使所有系統(tǒng)都可共享及共用統(tǒng)一的圖形數(shù)據(jù)和非圖形數(shù)據(jù)。

2）數(shù)據(jù)庫與操作系統(tǒng)應(yīng)達(dá)到指定安全等級，并根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)操作等級的不同進(jìn)行配合，保證系統(tǒng)滿足安全等級的要求。硬件系統(tǒng)使用雙電源、雙網(wǎng)、雙機(jī)與可接入雙通道等冗余設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，以便在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)可執(zhí)行自動切換，確保系統(tǒng)可連續(xù)不間斷地運(yùn)行。

3）從每一個(gè)環(huán)節(jié)上確保配電網(wǎng)遠(yuǎn)期規(guī)劃與整個(gè)系統(tǒng)的適用性，軟硬件系統(tǒng)使用層次化的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，確保系統(tǒng)的實(shí)用性、擴(kuò)展性以及維護(hù)性，謹(jǐn)防出現(xiàn)瓶頸效應(yīng)，并保持一定的先進(jìn)性與穩(wěn)定性。

4）運(yùn)用系統(tǒng)工程的設(shè)計(jì)思想，對整個(gè)配電系統(tǒng)自動化進(jìn)行統(tǒng)一綜合的規(guī)劃及設(shè)計(jì)，保證信息資源及數(shù)據(jù)的完全共享，分布與集中相互結(jié)合，科學(xué)合理的分布數(shù)據(jù)與功能設(shè)置，從整體角度掌握系統(tǒng)性能，避免多余的重復(fù)及資源浪費(fèi)，確保各地區(qū)配電自動化的兼容及數(shù)據(jù)的一致性，采取統(tǒng)一的電網(wǎng)描述數(shù)據(jù)庫，避免出現(xiàn)需要用戶重復(fù)輸入數(shù)據(jù)的情況，爭取獲得最大投資效益。

5）系統(tǒng)內(nèi)的分布式體系與分層式體系結(jié)構(gòu)使系統(tǒng)具備良好的靈活性、可擴(kuò)展性及伸縮性，確保了配電自動化的每項(xiàng)功能都可依據(jù)實(shí)際狀況分階段的逐步推進(jìn)實(shí)行。靈活性：應(yīng)用軟件的務(wù)功能模塊，除去少數(shù)與硬件有關(guān)的模塊外，大部分都能以數(shù)據(jù)庫作為核心分布于網(wǎng)絡(luò)上的每個(gè)節(jié)點(diǎn)并可在任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)機(jī)上運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)“即裝即用”；擴(kuò)充性：隨著系統(tǒng)使用壽命的增長，對系統(tǒng)功能的要求可能越來越高，為此，系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)應(yīng)擁有擴(kuò)充性以適應(yīng)該需求，應(yīng)用軟件應(yīng)使用模塊組裝式結(jié)構(gòu)，以便擴(kuò)充相應(yīng)的應(yīng)用模塊；伸縮性：配電自動化應(yīng)用系統(tǒng)的規(guī)模包括有單機(jī)、單種機(jī)型、多機(jī)、混合機(jī)型等，同時(shí)還擁有跨多硬件平臺，應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)的投資情況以及實(shí)際需要，對系統(tǒng)的軟硬件配置進(jìn)行針對性的選擇。

4 總體方案的探討

配電管理系統(tǒng)的輸、變電系統(tǒng)設(shè)備及操作信息大多集中于變電站；而配電網(wǎng)設(shè)備數(shù)量巨大，多數(shù)設(shè)置在戶外電桿上，其測控點(diǎn)數(shù)量比輸、變電網(wǎng)多了一個(gè)等級。另外，配電網(wǎng)10kV配電線路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，分支眾多，直接伸展至用戶，而對于配電網(wǎng)的運(yùn)行及管理則涉及到多方部門。綜合上述，配電自動化系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)應(yīng)適應(yīng)配電網(wǎng)自身的物理特點(diǎn)，采用橫向分布、縱向分層的方式，一可確保系統(tǒng)的擴(kuò)展性及維護(hù)性能，滿足系統(tǒng)可延續(xù)發(fā)展的需求；二是可防止信息傳輸過程中出現(xiàn)瓶頸效應(yīng)；三是將合理功能分布于各個(gè)不同層次上，減少系統(tǒng)復(fù)雜程度。

4.1 橫向分布

配電網(wǎng)主站自動化管理系統(tǒng)所涵蓋的內(nèi)容十分廣泛，隨著電力市場化運(yùn)營的發(fā)展，自動化管理系統(tǒng)的各項(xiàng)功能與改善的重要性必然得到體現(xiàn)。因由配電網(wǎng)運(yùn)營管理的職能部門較多，自動化管理系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)各部門職責(zé)的不同實(shí)行分布式功能設(shè)置，可分為：1）對用電及用戶的管理，包含投訴電話的管理、用戶查詢系統(tǒng)、用電運(yùn)營管理等；2）配電網(wǎng)工作的管理，包含設(shè)施與配電設(shè)備的管理等；3）配網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)控功能，包含高級應(yīng)用與配電SCADA等。

4.2 縱向分層

配電自動化系統(tǒng)在縱向分為三個(gè)層次：1）主站，系統(tǒng)的最高層是主站，主站作為整個(gè)配電網(wǎng)監(jiān)控及管理系統(tǒng)的核心，有效管理了整個(gè)配電網(wǎng)絡(luò)，對配電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行解析，保證電子網(wǎng)間關(guān)系的和諧性，完成配電網(wǎng)的控制與監(jiān)測，確保配電系統(tǒng)一直處于最完美的運(yùn)行狀態(tài)。主站可執(zhí)行報(bào)表打印、設(shè)備管理、顯示圖形、系統(tǒng)維護(hù)、系統(tǒng)間交換信息等功能，還擁有調(diào)節(jié)及控制可控裝置的功能，是人機(jī)交互的平臺；2）變電站分站，因配網(wǎng)監(jiān)控設(shè)備點(diǎn)覆蓋面寬廣復(fù)雜，配電主站無法直接與全部的站端監(jiān)控設(shè)備相連，因此必須在兩者之間增加一層，即變電站分站。站控終端設(shè)置于大型開閉所或變電站內(nèi)，可采取多項(xiàng)通信方法將收集到的各種現(xiàn)場信息以上傳下達(dá)的方式提供位于配網(wǎng)控制中心的通信處理機(jī)，向下與饋線監(jiān)控終端通信，向上與配網(wǎng)自動化主站通信，監(jiān)控子站還具備恢復(fù)、隔離、診斷故障其所屬轄區(qū)的功能；3）終端測控設(shè)備，終端測控設(shè)備作為系統(tǒng)的最底層，擔(dān)任采集環(huán)網(wǎng)開關(guān)、集抄系統(tǒng)、配電變壓器、開閉所、箱式變、柱上開關(guān)等現(xiàn)場信息進(jìn)行處理和監(jiān)控的職責(zé)。

5 結(jié)束語

綜合上述，不論是面對最終用戶的電力技術(shù)，還是優(yōu)化運(yùn)行配電網(wǎng)，都應(yīng)構(gòu)建配電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，即配電自動化系統(tǒng)。目前，隨著我國電力電子技術(shù)、計(jì)算技術(shù)以及通訊技術(shù)的發(fā)展，配電自動化系統(tǒng)將日益完善起來，在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中擔(dān)任越發(fā)重要的角色。

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