縣級(jí)配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)及其應(yīng)用

趙永昌

（河南省平頂山市華辰供電有限公司 467021）

0 引言

配電網(wǎng)作為電力分配和輸送的最后環(huán)節(jié)，直接影響著電能輸送的質(zhì)量、電網(wǎng)的運(yùn)行效率和供電的可靠性，筆者從配電網(wǎng)自動(dòng)化現(xiàn)狀入手，簡(jiǎn)要分析了配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用、要求和存在的問(wèn)題及對(duì)策。

1 配電網(wǎng)自動(dòng)化的現(xiàn)狀

配電網(wǎng)自動(dòng)化是一個(gè)極為龐大、復(fù)雜的、綜合性較高的系統(tǒng)工程，包括了電力企業(yè)和配電系統(tǒng)中的全部數(shù)據(jù)功能和控制。在我國(guó)，配電網(wǎng)自動(dòng)化的發(fā)展是電力市場(chǎng)和經(jīng)濟(jì)建設(shè)的必然結(jié)果，由于長(zhǎng)期以來(lái)電網(wǎng)建設(shè)未得到政府有關(guān)部門的重視，導(dǎo)致了財(cái)政部門資金短缺，設(shè)備技術(shù)性能得不到完善，事故頻繁發(fā)生，已嚴(yán)重危害到人們的生活和經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展。

配電網(wǎng)改造可順利實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)的自動(dòng)化,由于早期的縣級(jí)電網(wǎng)已經(jīng)基本形成，只能在原有配電網(wǎng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改造，難度大，要力爭(zhēng)達(dá)到高自動(dòng)化的目的，應(yīng)做好統(tǒng)籌規(guī)劃，從裝備上符合現(xiàn)代城市的發(fā)展要求，因此，城市配電網(wǎng)電力裝備的基本要求是：技術(shù)上先進(jìn)、運(yùn)行安全可靠、操作維護(hù)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)合理、節(jié)約能源及符合環(huán)境保護(hù)要求。

2 配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)

配電網(wǎng)系統(tǒng)利用現(xiàn)代電子、計(jì)算機(jī)和通訊等設(shè)備對(duì)供配電進(jìn)行現(xiàn)代化管理，在保證成本足夠低的條件下，滿足用戶的要求。目前，配電系統(tǒng)采用分層式結(jié)構(gòu)，相互建立良好的信息聯(lián)系和交換，達(dá)到最優(yōu)化的配電管理。

配電自動(dòng)化系統(tǒng)由4個(gè)系統(tǒng)構(gòu)成：(1).變電站自動(dòng)化系統(tǒng)，以自動(dòng)裝置和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)為基礎(chǔ)，采用信息處理、自動(dòng)控制等技術(shù)，達(dá)到變電站的操作、測(cè)量和控制機(jī)械化。它可對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行搜集和處理，對(duì)開(kāi)關(guān)和閉鎖進(jìn)行自動(dòng)控制，在整個(gè)配電自動(dòng)化系統(tǒng)中有著極為重要的作用。(2)配電管理系統(tǒng)，以相關(guān)設(shè)備為基礎(chǔ)，采用計(jì)算機(jī)和信息處理等技術(shù)，對(duì)配電網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控和管理。它可以搜集數(shù)據(jù)，對(duì)電力用戶進(jìn)行管理控制，監(jiān)控配電網(wǎng)的運(yùn)行情況。(3)用戶自動(dòng)化系統(tǒng),以一定的經(jīng)濟(jì)技術(shù)和措施為基礎(chǔ)，對(duì)需求方發(fā)電、用電和負(fù)荷進(jìn)行管理。電力供需雙方間存在電力買賣和合作的關(guān)系，二者根據(jù)自身利益達(dá)到雙贏。（4）饋線自動(dòng)化系統(tǒng)，它可以對(duì)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，進(jìn)行遠(yuǎn)方和就地控制，轉(zhuǎn)移負(fù)荷和隔離故障，進(jìn)而檢測(cè)和控制饋電線路，對(duì)饋電線路出現(xiàn)的故障進(jìn)行診斷和隔離。

3 配電網(wǎng)自動(dòng)化的應(yīng)用

3.1 逐步完善的原則

配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)較為復(fù)雜,具備較完善的多路電源的配電網(wǎng)點(diǎn)，主要以配電網(wǎng)規(guī)劃、設(shè)備的選擇和城市建設(shè)工程為主，內(nèi)容豐富，技術(shù)性較強(qiáng)。對(duì)配電網(wǎng)自動(dòng)化的發(fā)展應(yīng)實(shí)行分期、分階段進(jìn)行。（1）初級(jí)階段，建立電壓的控制系統(tǒng)，為變電站的出線以自動(dòng)重合閘作保護(hù)。（2）增添通信和控制設(shè)備，協(xié)調(diào)配合負(fù)荷工作，實(shí)現(xiàn)各分支線自動(dòng)配電開(kāi)關(guān)的控制。（3）建設(shè)通訊系統(tǒng)和配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)，對(duì)各點(diǎn)信息進(jìn)行傳送，實(shí)現(xiàn)微機(jī)控制和信息的自動(dòng)化處理，進(jìn)而完善配電網(wǎng)自動(dòng)化

3.2 適用性原則

由于我省農(nóng)村經(jīng)濟(jì)相對(duì)落后，設(shè)施還不完善，因而不能依照發(fā)達(dá)省份的配電網(wǎng)自動(dòng)化模式，我們應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，適應(yīng)城鄉(xiāng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展條件，來(lái)解決配電網(wǎng)的實(shí)際問(wèn)題和供電的可靠性，符合用戶的要求，做到資金的最優(yōu)化，使資金有效的投入配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)中。

隨著電網(wǎng)建設(shè)改造的不斷進(jìn)行，配電網(wǎng)在設(shè)備容量和線路長(zhǎng)度上不斷發(fā)展，配電網(wǎng)應(yīng)能適應(yīng)電網(wǎng)的不斷發(fā)展，不斷實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化向智能化的過(guò)度。采用定時(shí)限保護(hù)的方式，對(duì)電流階梯和時(shí)間階梯重合，使上下級(jí)的保護(hù)配合更為方便、協(xié)調(diào)。對(duì)于反時(shí)限保護(hù)而言，由于設(shè)備產(chǎn)品實(shí)際保護(hù)性能有差異，導(dǎo)致了上下級(jí)保護(hù)的配合不協(xié)調(diào)、不方便。

3.3 電流控制的原則

自動(dòng)配電開(kāi)關(guān)有合閘延時(shí)的時(shí)間，由于故障時(shí)，線路并聯(lián)組數(shù)較多，而最末級(jí)完成的時(shí)間達(dá)幾十分鐘，導(dǎo)致故障判斷時(shí)間明顯小于合閘時(shí)間，影響供電的連續(xù)性。再者，由于重合斷路器有合分操作和瞬時(shí)性故障時(shí)自動(dòng)重合，使得配電開(kāi)關(guān)頻率增大，導(dǎo)致設(shè)備可靠性降低，影響配電設(shè)備的使用壽命。

4 配電網(wǎng)自動(dòng)化的要求

配電網(wǎng)自動(dòng)化通過(guò)計(jì)算機(jī)和網(wǎng)路技術(shù)，以實(shí)時(shí)方式就地或遠(yuǎn)方對(duì)配電網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)收集、控制和調(diào)節(jié)，保證配電網(wǎng)系統(tǒng)的安全運(yùn)行，降低電能的損耗，提高供電的可靠性。（1）通過(guò)配電網(wǎng)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)功能，可有效的對(duì)計(jì)量表進(jìn)行測(cè)量，及時(shí)的發(fā)現(xiàn)用戶計(jì)量表的故障，采取必要的補(bǔ)救措施，對(duì)竊電行為進(jìn)行制止，避免用電量的損失。配電網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)具備完善的、能識(shí)別故障電流的和滿足室外環(huán)境的故障控制器，對(duì)斷路器進(jìn)行遠(yuǎn)方操作控制。（2）通過(guò)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)功能，可及時(shí)對(duì)線路線損情況進(jìn)行計(jì)算，確保線路的正常運(yùn)行。配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)電量和功率的控制，可促進(jìn)電費(fèi)的回收；主站系統(tǒng)應(yīng)具備開(kāi)放性和擴(kuò)充性的功能，完善主站軟件功能，加大對(duì)硬件的處理力度。（3）通過(guò)實(shí)時(shí)配電網(wǎng)自動(dòng)化的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可對(duì)每條線路上的負(fù)荷運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)不安全的因素，采取相應(yīng)的措施，消除事故隱患，保證配電網(wǎng)的安全運(yùn)行。

5 通信

通信系統(tǒng)是配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)中的重要組成部分，由子站之間、子站對(duì)現(xiàn)場(chǎng)終端、主站對(duì)現(xiàn)場(chǎng)終端和現(xiàn)場(chǎng)終端組成通信，它可以實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)的采集，對(duì)主站下發(fā)指令，對(duì)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)、控制和管理，由于通信區(qū)域不同、條件不同、通訊方案也不同，因此在配電網(wǎng)自動(dòng)化實(shí)施中會(huì)有一定的難度，目前，配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)還不夠成熟，設(shè)備不完善，一般采用混合通信的方案。

6 配電網(wǎng)自動(dòng)化應(yīng)用中存在的問(wèn)題

（1）控制端主站功能不匹配：目前，配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)備不完善，技術(shù)不先進(jìn)，缺乏設(shè)計(jì)理念，在進(jìn)行設(shè)備選擇時(shí)缺乏長(zhǎng)遠(yuǎn)眼光，盲目求新，過(guò)于追求現(xiàn)代化，導(dǎo)致出現(xiàn)設(shè)備新舊交叉的問(wèn)題，忽略了基礎(chǔ)的建設(shè)，缺少具體的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，無(wú)法體現(xiàn)整體的效果。原因是電力系統(tǒng)存在不匹配不協(xié)調(diào)的控制端與主站的通信通道堵塞，把現(xiàn)代化配電裝置與陳舊的配電網(wǎng)結(jié)合，無(wú)法發(fā)揮自動(dòng)化系統(tǒng)的作用。

（2）存在信息孤島現(xiàn)象： 我省配電自動(dòng)化還處于初步階段，信息孤島現(xiàn)象普遍存在，由于配電網(wǎng)自動(dòng)化、可靠性、故障搶修等系統(tǒng)功能不完善，造成了資源利用率不高，投資較大，導(dǎo)致了配電網(wǎng)信息孤島的存在。與此同時(shí)，自動(dòng)化設(shè)備數(shù)據(jù)平臺(tái)和設(shè)備分類及設(shè)備臺(tái)賬平臺(tái)不統(tǒng)一，缺乏明確的規(guī)范性，無(wú)明確的設(shè)計(jì)方向，阻礙了配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展。

（3）在配電網(wǎng)自動(dòng)化實(shí)施過(guò)程中，各部門單位應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)嘏潆娋W(wǎng)發(fā)展的實(shí)際情況,擬定詳細(xì)施工方案,完善配電網(wǎng)設(shè)備設(shè)施,進(jìn)行綜合考慮,和供電企業(yè)內(nèi)部信息化的建設(shè)相互協(xié)調(diào)。

（4）在配電自動(dòng)化系統(tǒng)中，站端設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制頻率要比輸電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)高的多，因此要求站端設(shè)備具有更高的可靠性，在戶外環(huán)境進(jìn)行配電線路設(shè)備的實(shí)施中，加大了開(kāi)關(guān)和配電終端設(shè)備的要求，應(yīng)考慮到雷電、腐蝕、電磁干擾等環(huán)境因素的影響，需要對(duì)材料進(jìn)行嚴(yán)格篩選。

（5）配電終端設(shè)備的電源可進(jìn)行開(kāi)關(guān)的控制，正常情況下從線路中取得，后備電源應(yīng)具備較高的可靠性，保證線路失電后，供電的正常運(yùn)行。在實(shí)施配電網(wǎng)自動(dòng)化后，提高了工作效率，降低了運(yùn)行人員的工作強(qiáng)度，為供電企業(yè)創(chuàng)造了更好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。配電網(wǎng)自動(dòng)化的實(shí)施，改變了配電網(wǎng)傳統(tǒng)的運(yùn)行管理方式，對(duì)運(yùn)行人員提出了較高的要求。

（6）對(duì)配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行就地和遠(yuǎn)方的控制，采用智能型負(fù)荷開(kāi)關(guān)、斷路器和各自動(dòng)化開(kāi)關(guān)的與遠(yuǎn)方通訊能力，接受遠(yuǎn)方的監(jiān)控，及時(shí)對(duì)故障問(wèn)題進(jìn)行分析、判斷和切除，恢復(fù)非故障段的供電，調(diào)度可積極參與網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化調(diào)整和非正常方式下的集中控制。

7 改進(jìn)的措施

（1）縣級(jí)供電企業(yè)必須在電網(wǎng)規(guī)劃的基礎(chǔ)上，因地制宜的制定出切實(shí)可行的縣級(jí)配電網(wǎng)自動(dòng)化規(guī)劃實(shí)施方案，注重長(zhǎng)遠(yuǎn)利益，統(tǒng)籌安排，進(jìn)行配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的規(guī)劃。

（2）在配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)中，應(yīng)重視關(guān)鍵技術(shù)，加強(qiáng)對(duì)遠(yuǎn)方的監(jiān)測(cè)控制，在研究信息一體化的同時(shí)，滿足電力二次系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全框架的順利進(jìn)行。加強(qiáng)突破遠(yuǎn)方通信的關(guān)鍵技術(shù)，降低通信誤碼率，提升通訊速度。

（3）配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)以科技技術(shù)為支撐，積極開(kāi)發(fā)先進(jìn)軟件，采用微機(jī)控制軟件系統(tǒng)的管理。我國(guó)目前配電網(wǎng)自動(dòng)化雖然實(shí)現(xiàn)了配電仿真模擬功能，但離發(fā)達(dá)國(guó)家的高級(jí)配電自動(dòng)化有一定的距離，所以，完善和提高配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)和模式，實(shí)現(xiàn)對(duì)新型電力設(shè)備的運(yùn)行控制是很有必要的。

8 總結(jié)語(yǔ)

由于目前配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)尚存在問(wèn)題，因此，加大投資力度，制定相應(yīng)技術(shù)措施，完善電力設(shè)備是十分重要的。它不僅需要各電力部門積極展開(kāi)配電網(wǎng)自動(dòng)化的產(chǎn)品研究，還需加大力度，依靠先進(jìn)的科學(xué)技能，進(jìn)行配電網(wǎng)自動(dòng)化的升級(jí)改造，符合電力發(fā)展的要求，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)自動(dòng)化的長(zhǎng)久發(fā)展。

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