關(guān)于配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的建設(shè)與應(yīng)用探討

【摘要】本文通過工作時間并接受相關(guān)資料，分析了配網(wǎng)自動化的體系結(jié)構(gòu)、新技術(shù)應(yīng)用以及實(shí)施情況等。并對配網(wǎng)自動化的實(shí)現(xiàn)技術(shù)以及未來發(fā)展方向等方面進(jìn)行了探討，指出檢測和控制是實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)自動化的關(guān)鍵所在。

【關(guān)鍵詞】配電網(wǎng)；配網(wǎng)自動化；新技術(shù)應(yīng)用

隨著國民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，人們生活水平不斷提高，傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)已逐漸不能滿足現(xiàn)代社會對電力需求。建設(shè)堅強(qiáng)電網(wǎng)是是電力系統(tǒng)走向現(xiàn)代化的必經(jīng)之路，而配網(wǎng)自動化是順應(yīng)時代要求的產(chǎn)物，是利用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和電子技術(shù)來保證配件系統(tǒng)的正常運(yùn)行。實(shí)現(xiàn)配電自動化，用以提高配電網(wǎng)的管理水平是當(dāng)前電網(wǎng)改造的必經(jīng)之路，只有通過這種方式才能為各用戶提供優(yōu)質(zhì)可靠的電力。

一、配網(wǎng)自動化系統(tǒng)概述和實(shí)現(xiàn)技術(shù)

1.配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的基本內(nèi)容

配電自動化作為智能電網(wǎng)在配電領(lǐng)域的支撐系統(tǒng)，作為一種集成自動化的系統(tǒng)，配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)在運(yùn)行中能夠結(jié)合監(jiān)控、協(xié)調(diào)以及管理與整個電網(wǎng)，從而實(shí)現(xiàn)運(yùn)行的優(yōu)化。該系統(tǒng)的子系統(tǒng)包括：測控終端系統(tǒng)、通信網(wǎng)絡(luò)、配調(diào)自動化SCADA主站等等。在實(shí)際運(yùn)行中，有很多因素會制約配網(wǎng)自動化的發(fā)展。比如：在一些供電區(qū)域設(shè)備比較落后，電控能力有限，有的區(qū)域沒有對線路進(jìn)行整體的規(guī)劃，使得該區(qū)域不具備轉(zhuǎn)供電的能力，所以這些地方都不能很好地實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)的自動化；同時，在進(jìn)行配網(wǎng)自動化改造的過程中，無法避免地要對很多的線路進(jìn)行整改，需要大量的資金；配電網(wǎng)絡(luò)分布于城鄉(xiāng)的各個角落，點(diǎn)多面廣，因此需要的測控設(shè)備數(shù)量多，對技術(shù)要求嚴(yán)格。

2.配網(wǎng)自動化的實(shí)現(xiàn)技術(shù)

（1）一次設(shè)備及供電方式

我國在配電網(wǎng)的管理上將電網(wǎng)劃分為城市電網(wǎng)和農(nóng)村電網(wǎng)兩大部分。電網(wǎng)供電需要線路、開關(guān)、電源點(diǎn)和網(wǎng)架幾部分的設(shè)備。其中，電源點(diǎn)和網(wǎng)架可以有多樣組合形式，不同的形式可以產(chǎn)生不一樣的供電方式。操作中，如何合理地采用供電配合方案呢？需要按照實(shí)際的情況和需求來確定，比如就一個線路的開關(guān)設(shè)備就有重合器、分段器、環(huán)網(wǎng)柜、負(fù)荷開關(guān)、斷路器等多種類型，它們的功能也各不相同。在城市中，一般是采用環(huán)網(wǎng)柜作為主要設(shè)備。而在農(nóng)村中，則更多地用分段器、斷路器、重合器等。本文針對一次設(shè)備及供電方式，特提出以下幾個重點(diǎn)問題：

1）在架空線路故障中，80%以上都是瞬間故障。在這種情況下，比較實(shí)際的是采用重合器方案來隔離瞬間故障，保證供電的穩(wěn)定性。再加上該方案可以在不依賴通信系統(tǒng)的前提下獨(dú)立運(yùn)行，具有較高的智能化程度。同時，規(guī)劃和實(shí)施也比較方便。

2）在評價架空網(wǎng)配網(wǎng)自動化供電方案的優(yōu)劣時，常以停電時間、次數(shù)和范圍以及多久恢復(fù)供電等可靠性指標(biāo)為依據(jù)。

3）在縣級供電中，建議采用三開關(guān)四分段的重合器方案雙電源環(huán)網(wǎng)供電，因為該類城市電網(wǎng)多為半徑在5km以內(nèi)的架空線網(wǎng)。

（2）配電網(wǎng)設(shè)備的介紹和選擇

1）VSR3-20WS4B多回路開閉器。VSR3-20WS4B多回路開閉器的滅弧介質(zhì)是真空，絕緣介質(zhì)是SF6氣體，具有很好的密封性，并且全部絕緣，同時它的結(jié)構(gòu)緊湊，具有非常安全可靠的性能，目前在低于10kV的城市以及多電源聯(lián)絡(luò)時應(yīng)用相對較多。

2）FZW28-12型用戶分界負(fù)荷開關(guān)和配套控制器。該開關(guān)在我國配網(wǎng)領(lǐng)域引起了廣泛的關(guān)注，其應(yīng)用場合一般是10kV及以下架空配電線路的T接用戶入口處。它能夠?qū)蜗嘟拥毓收虾拖嚅g短路故障實(shí)現(xiàn)自動化的隔離。該設(shè)備能夠很好地解決我國10kV的饋電線路上的事故問題，是配網(wǎng)自動化的關(guān)鍵設(shè)備。

3）WPZD-160系列終端。WPZD-160系列終端可以非常靈活地配置為環(huán)網(wǎng)柜控制器或者是開關(guān)站控制器，是新一代微機(jī)型配電自動化的遠(yuǎn)方終端單元，具有遙信、遙控、遙測、保護(hù)以及通信等多種功能。同時，在配網(wǎng)自動化系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)中，主站與各子站之間、子站與終端之間可以利用現(xiàn)有的自動化網(wǎng)絡(luò)連成高速的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時信息的高速傳輸。圖1為配網(wǎng)自動化系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)圖。

（3）配網(wǎng)線路接線方式

配網(wǎng)線路的接線方式需要遵循一定的原則。在大型城市中，架空線路多采用環(huán)網(wǎng)布置開環(huán)運(yùn)行的方式，它能夠從不同的變電站接入電源，充分利用柱上自動分段器。對于農(nóng)村的架空線路，相應(yīng)規(guī)定很少。一般采用三分段單聯(lián)絡(luò)接線運(yùn)用的比較多。通過分支箱或者開閉站可以實(shí)現(xiàn)電路雙射線或單環(huán)網(wǎng)布置開環(huán)的運(yùn)行。

二、配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的發(fā)展

1.配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的特點(diǎn)

與調(diào)度自動化系統(tǒng)相比，在電網(wǎng)的測控方面，配網(wǎng)自動化系統(tǒng)還有一些另外的要求，比如：需要對故障進(jìn)行檢測，并且能夠自動地將故障隔離，同時能夠快速地恢復(fù)供電，提高供電可靠性的目標(biāo)。在配電網(wǎng)中，沒有安裝繼電保護(hù)裝置。配電網(wǎng)絡(luò)的可靠性與輸電網(wǎng)絡(luò)相比要略輸一籌，只要配電線路能夠形成連接合理的供電網(wǎng)架就能基本滿足用電的可靠性要求。這樣，就能對配網(wǎng)自動化系統(tǒng)進(jìn)行簡化。由于電網(wǎng)的發(fā)展是一個歷史過程，不可避免地會由于多種原因造成配電網(wǎng)的復(fù)雜性，因此對于配電網(wǎng)電氣環(huán)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化改造是必須的，以此來簡化饋線自動化的控制難度和配電管理難度。配網(wǎng)自動化調(diào)度管理的主要特點(diǎn)包括以下幾項：

（1）在調(diào)度之前，要對該區(qū)域的供電網(wǎng)絡(luò)的電氣運(yùn)行狀況進(jìn)行充分的了解。

（2）在調(diào)度中，最主要的任務(wù)是能夠隨時掌握配電線路的載荷情況，以防線路的越線和重載現(xiàn)象，同時對具體線路的損耗也要有所關(guān)注。

（3）要弄清調(diào)度命令的對象，包括特定供電設(shè)備電氣關(guān)聯(lián)區(qū)。

（4）對于重要的供電區(qū)域要保證電能的不斷電供應(yīng)。

（5）關(guān)注具體的停電區(qū)域。

2.配電自動化系統(tǒng)的發(fā)展規(guī)律

配網(wǎng)自動化SCADA系統(tǒng)的建設(shè)是一個漫長的發(fā)展過程。目前已經(jīng)出現(xiàn)或是已經(jīng)投入運(yùn)行的系統(tǒng)僅僅是配電網(wǎng)生產(chǎn)控制過程信息化的開端。配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的建立將隨著配電網(wǎng)的發(fā)展而不斷發(fā)展和完善。在這一過程中，應(yīng)遵循以下規(guī)律：首先應(yīng)該立足于建立整個配電網(wǎng)的虛擬調(diào)度指揮信息化平臺，有全局觀念。其次，配電SCADA系統(tǒng)的統(tǒng)計分析和高級應(yīng)用的基礎(chǔ)是電氣環(huán)電氣參量的完整性測量。饋線自動化從一個或幾個條件已經(jīng)成熟的“電氣環(huán)”開始，配電測控終端布點(diǎn)需要按照一個電氣環(huán)的完整性展開。

三、關(guān)鍵問題

配網(wǎng)自動化工程相對較為復(fù)雜，所以需根據(jù)當(dāng)?shù)嘏潆娋W(wǎng)的發(fā)展規(guī)劃做好自動化實(shí)施的計劃。在此過程中，需要加強(qiáng)與供電企業(yè)信息部的配合，從整體考慮并逐步加以實(shí)施。此外，從長遠(yuǎn)的發(fā)展考慮，為了便于管理和維護(hù)，設(shè)計成配網(wǎng)調(diào)度合一，有統(tǒng)一的技術(shù)平臺是必要的。在實(shí)施過程中，要統(tǒng)一全面地考慮已有的調(diào)度自動化升級改造和建設(shè)配網(wǎng)自動化。

戶外運(yùn)行中通常會遇到很多惡劣的天氣情況、無法預(yù)料的運(yùn)行環(huán)境，這些對配電終端設(shè)備、開關(guān)設(shè)備等提出了很嚴(yán)格的要求。需要考慮多種因素對設(shè)備的影響，如雷擊過電壓、電磁干擾等。要綜合考慮設(shè)備的設(shè)計和各種性能，權(quán)衡其性價比，進(jìn)行元器件的篩選。

由于采用了配網(wǎng)自動化系統(tǒng)，工作人員的工作效率得到了提高，帶來了更高的經(jīng)濟(jì)和社會效益。但是，值得注意的是它完全改變了傳統(tǒng)配電運(yùn)行的管理方式，對于習(xí)慣原有管理模式的工作人員來說，要積極轉(zhuǎn)變思想，汲取新技術(shù)，從而更好地從事配電自動化的相關(guān)工作，這就對運(yùn)行人員提出了更高的要求。

四、結(jié)束語

當(dāng)今社會，對電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和可靠性要求越來越高，而計算機(jī)軟硬件技術(shù)的不斷發(fā)展為電力高效運(yùn)行提供了保證。要加大配網(wǎng)自動化的建設(shè)和管理力度，以期更好地服務(wù)于大眾，為我國供電事業(yè)作出巨大的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

[1]胡廣澤.貴陽市北城區(qū)配網(wǎng)自動化的通信方案[J].電力系統(tǒng)通信，2002，22（11）：7-9.

[2]王士政.電網(wǎng)調(diào)度自動化與配網(wǎng)自動化技術(shù)[M].北京：中國水利水電出版社，2003.

[3]李文偉，邱利斌.配網(wǎng)自動化及通信系統(tǒng)的規(guī)劃建設(shè)[J].電力系統(tǒng)通信，2009（10）.