配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展中存在的問題及發(fā)展趨勢(shì)

【摘要】配電自動(dòng)化是指將現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與電力設(shè)備相結(jié)合，將配電網(wǎng)在正常及事故情況下的監(jiān)測(cè)、保護(hù)、控制、計(jì)量和供電部門的工作管理有機(jī)地融合，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)設(shè)備半自動(dòng)或全自動(dòng)運(yùn)行。實(shí)踐表明，配電自動(dòng)化是電網(wǎng)現(xiàn)代化的必然趨勢(shì)，是優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、簡(jiǎn)化保護(hù)和運(yùn)行管理程序、提高供電可靠性和電能質(zhì)量的有效措施，還能全方位提高整個(gè)配電網(wǎng)絡(luò)技術(shù)水平與管理水平。

【關(guān)鍵詞】配網(wǎng)自動(dòng)化；發(fā)展趨勢(shì)；配網(wǎng)建設(shè)

我國(guó)配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)經(jīng)過十幾年的發(fā)展已取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，但許多早期建設(shè)的配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)沒有在生產(chǎn)中發(fā)揮應(yīng)有的作用，還存在一些問題，主要表現(xiàn)為以下幾點(diǎn)：

1.對(duì)配網(wǎng)自動(dòng)化應(yīng)用的認(rèn)識(shí)不足

各電力公司在十幾年前對(duì)配網(wǎng)自動(dòng)化的理解和認(rèn)識(shí)還不夠清晰，對(duì)配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)的了解不夠，過高估計(jì)了其對(duì)提高供電可靠性的作用，從而造成投入時(shí)只考慮了配網(wǎng)自動(dòng)化設(shè)備，未能充分考慮配電網(wǎng)改造的投入。實(shí)際上，提高供電可靠性首先要從改造網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、提升一次設(shè)備可靠性、減小故障率、提高檢修工藝和采取配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)等多個(gè)方面進(jìn)行考慮。主站系統(tǒng)設(shè)備過于豪華，功能過于繁多，而試點(diǎn)線路數(shù)量比較少，造成“頭大身子小”的現(xiàn)象，無(wú)法發(fā)揮配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的規(guī)模效應(yīng)，只具備觀賞性而不具備推廣價(jià)值。此外，配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)功能種類繁多，追求過高的技術(shù)指標(biāo)，不僅增加了不必要的麻煩還影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性，且運(yùn)行維護(hù)工作量巨大。花高代價(jià)采集而來(lái)的數(shù)據(jù)不能突出所關(guān)心的主要指標(biāo)，而且許多數(shù)據(jù)由于長(zhǎng)期不維護(hù)和不更新而與實(shí)際發(fā)展不符失去了利用價(jià)值。僅僅認(rèn)識(shí)到配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)在故障處理方面的作用，而沒有認(rèn)識(shí)到對(duì)擴(kuò)大供電能力和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行等方面的作用。

2.技術(shù)與設(shè)備的不成熟

與較為普遍推廣應(yīng)用的輸變電自動(dòng)化技術(shù)相比，配網(wǎng)自動(dòng)化需要解決許多實(shí)際面臨的問題。例如：自動(dòng)化終端需要在戶外惡劣環(huán)境下可靠地運(yùn)行，系統(tǒng)測(cè)控對(duì)象更加分散且數(shù)量規(guī)模大，需要妥善地解決故障處理過程中配電開關(guān)和自動(dòng)化終端設(shè)備的操作電源與工作電源問題等。因此，將比較成熟的輸變電自動(dòng)化技術(shù)簡(jiǎn)單移植到配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)中，無(wú)論從可靠性、有效性還是建設(shè)費(fèi)用上來(lái)說都是不可行的，而當(dāng)時(shí)專門研制配網(wǎng)自動(dòng)化成套設(shè)備的科研單位和企業(yè)才剛起步，產(chǎn)品尚未經(jīng)過實(shí)踐檢驗(yàn)和完善定型。此外，當(dāng)時(shí)配電一次設(shè)備的制造工藝水平也遠(yuǎn)不如輸變電系統(tǒng)的一次設(shè)備，更沒有很好地考慮配網(wǎng)自動(dòng)化所需要的量測(cè)和電動(dòng)控制等需要。

3.配電網(wǎng)架存在的問題

十幾年前，我國(guó)的配電網(wǎng)架構(gòu)十分薄弱，輻射狀的配電網(wǎng)架比較普遍，饋線分段數(shù)量少且不夠合理。隨著城鄉(xiāng)電網(wǎng)建設(shè)與改造的開展，許多地區(qū)建設(shè)帶來(lái)有聯(lián)絡(luò)開關(guān)的、“手拉手”型饋線，但由于饋線的冗余容量不足，有時(shí)不能在故障處理過程中切倒大負(fù)荷，而且有些帶聯(lián)絡(luò)開關(guān)的兩條饋線同時(shí)出自一座主變電站的同一段10kV母線，影響了其切倒負(fù)荷能力。這些問題使得配網(wǎng)運(yùn)行方式不夠靈活、緊急應(yīng)對(duì)能力弱，削弱了配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的作用。

4.指導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的缺乏

當(dāng)時(shí)國(guó)家并沒有統(tǒng)一的有關(guān)配網(wǎng)自動(dòng)化規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)行與維護(hù)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，各個(gè)電力公司和制造廠家都根據(jù)自己的理解應(yīng)用和研制配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)，造成功能和指標(biāo)的差異很大、數(shù)據(jù)接口標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，給系統(tǒng)性能評(píng)價(jià)、功能擴(kuò)展和升級(jí)，設(shè)備選型、運(yùn)行和維護(hù)帶來(lái)困難。

5.對(duì)配電網(wǎng)建設(shè)、改造及規(guī)劃不充分

由于區(qū)域性發(fā)展差異大，用電性質(zhì)變化快，對(duì)配電網(wǎng)建設(shè)和改造的規(guī)劃建設(shè)考慮不夠充分，再加上一些市政建設(shè)項(xiàng)目的實(shí)施，經(jīng)常造成許多剛進(jìn)行配網(wǎng)自動(dòng)化改造不久的饋線又需要切改線或改為電纜線路，導(dǎo)致相應(yīng)的配網(wǎng)自動(dòng)化設(shè)施被廢棄或遷移到其他饋線，對(duì)有些配網(wǎng)自動(dòng)化設(shè)施造成一定的破壞和不影響。

6.對(duì)配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的后期維護(hù)不夠

配電網(wǎng)由于其電力設(shè)備元素多、覆蓋面大，投入使用后，為保障系統(tǒng)的正常運(yùn)行需要完善的運(yùn)維隊(duì)伍及管理機(jī)制。但是在配電網(wǎng)線路或電氣設(shè)備的施工和檢修工作中，電力運(yùn)維人員往往忽視對(duì)配網(wǎng)自動(dòng)化設(shè)施的維護(hù)，一些配電自動(dòng)化設(shè)施受到了不同程度的損壞。如果這些損壞沒有得及時(shí)的修復(fù)，日積月累，使配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)逐漸喪失了作用，甚至處于半癱瘓狀態(tài)。另外，一些設(shè)施特別是通信光纜等受到自然或人為的破壞，維護(hù)不及時(shí)，也會(huì)造成系統(tǒng)無(wú)法正常運(yùn)行。

7.管理機(jī)構(gòu)不健全、缺乏相應(yīng)的管理標(biāo)準(zhǔn)和制度

配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)工程是一項(xiàng)投資巨大、設(shè)備面廣、使用環(huán)境惡劣、技術(shù)構(gòu)成復(fù)雜、實(shí)現(xiàn)周期民的系統(tǒng)工程項(xiàng)目[1]。這種長(zhǎng)期、復(fù)雜的系統(tǒng)工程項(xiàng)目的實(shí)施，及后期的運(yùn)維管理，需要有合理的管理機(jī)構(gòu)、人員和管理標(biāo)準(zhǔn)及制度保障的支持。而個(gè)別電力公司對(duì)配網(wǎng)自動(dòng)化的管理存在脫節(jié)，過多的重建設(shè)、輕管理。造成建設(shè)在研究之前，缺乏對(duì)配網(wǎng)自動(dòng)化規(guī)劃、建設(shè)、技術(shù)應(yīng)用、運(yùn)行和維護(hù)的整體研究，甚至使人們對(duì)建設(shè)配網(wǎng)自動(dòng)化失去了信心，產(chǎn)生了質(zhì)疑，不利于配網(wǎng)自動(dòng)化工程的推進(jìn)。

盡管在發(fā)展過程中存在這樣那樣的問題，在這十幾年中，配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)經(jīng)歷了從基于自動(dòng)化開關(guān)設(shè)備相互配合的饋線自動(dòng)化系統(tǒng)（FA）到配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)（DAS）再到基于人工智能的高級(jí)應(yīng)用（DPAS）的發(fā)展過程。

在第一階段，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)和主站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其主要功能是在故障時(shí)通過自動(dòng)化開關(guān)設(shè)備相互配合實(shí)現(xiàn)故障隔離和健全區(qū)域恢復(fù)供電。后來(lái)隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展，配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)展逐漸成熟，發(fā)展出一種基于通信網(wǎng)絡(luò)、饋線終端單元和后臺(tái)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)。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，并由調(diào)度員通過遙控隔離故障區(qū)域和恢復(fù)健全區(qū)域供電[2]。后來(lái)隨著負(fù)荷密集區(qū)配電網(wǎng)規(guī)模和網(wǎng)格化程度的快速發(fā)展，僅憑借調(diào)度員的經(jīng)驗(yàn)調(diào)度配電網(wǎng)越來(lái)越困難，因此基于人工智能的高級(jí)應(yīng)用應(yīng)運(yùn)而生，并成功地應(yīng)用于一些大城市配電網(wǎng)。同時(shí)，許多電力公司對(duì)于應(yīng)用前沿的通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)比如光纖技術(shù)投入更多的關(guān)注，因?yàn)楣饫w網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的可靠性、速度及可擴(kuò)展性，光纖通信成為主導(dǎo)，光纖以太網(wǎng)及SDH等先進(jìn)通信技術(shù)得以實(shí)現(xiàn)，為研制一種全新的饋線自動(dòng)化技術(shù)創(chuàng)造了條件。在這類高端配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)中，往往還結(jié)合了配電地理信息系統(tǒng)（GIS）、需求側(cè)負(fù)荷管理（DSM）、調(diào)度員仿真調(diào)度（DTS）、故障呼叫服務(wù)系統(tǒng)（TC）和工作票管理（WMS）等管理功能，有時(shí)被稱作配電管理系統(tǒng)（DMS）[3]。

隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展及配網(wǎng)自動(dòng)化實(shí)施方式的更新，我們相信配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)必將為我國(guó)的配電網(wǎng)發(fā)展做出巨大貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

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[3]莫加杰，徐光年.縣級(jí)電網(wǎng)調(diào)控配一體化系統(tǒng)[J].農(nóng)村電氣化，2010（9）：11-12.