配網(wǎng)自動化發(fā)展模式探討

楊東海

(云南電網(wǎng)公司通海供電有限公司，云南 玉溪 652700)

1 前言

10 kV配電網(wǎng)網(wǎng)絡復雜，供電線路點多面廣，有必要通過不斷完善網(wǎng)架結(jié)構和加強配網(wǎng)自動化、智能化建設，以提高供電可靠性和配網(wǎng)管理水平，為廣大電力用戶不間斷地提供優(yōu)質(zhì)電能。配網(wǎng)自動化各功能的實現(xiàn)，必須依靠強大的一次網(wǎng)架和二次管理信息系統(tǒng)做保障。某縣電網(wǎng)負荷管理系統(tǒng)是集信息采集、監(jiān)控、分析和計量管理于一體的計量自動化系統(tǒng)。

2 電網(wǎng)現(xiàn)狀

主城區(qū)共有7回10 kV線路能實現(xiàn)手拉手環(huán)網(wǎng)供電，基本覆蓋縣城主要區(qū)域。

農(nóng)村10 kV線路主要采用輻射型供電方式，線路供電半徑長、線徑小、過載嚴重等問題突出。從歷年線路跳閘的統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看，線路由于過載引起的跳閘占到70%。整體看來，電網(wǎng)配網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構還比較薄弱，存在以下幾方面的問題:

1)配網(wǎng)建設投入不足，歷史欠賬較多，導致配網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構較薄弱。

2)配網(wǎng)的供電可靠性較低，其中故障性停電所占比例較小，以計劃停電 (包括限電和檢修等)為主。通過對以往停電數(shù)據(jù)分析后不難發(fā)現(xiàn)，目前，影響供電可靠性的主要因素不是配電網(wǎng)的故障性停電，83.09%是由于檢修或限電等進行的計劃性停電。

3)用電負荷常年保持快速增長，目前還存在一次網(wǎng)架不合理、供電不足現(xiàn)象。

4)配電網(wǎng)運行人員素質(zhì)參差不齊，總體的運行管理水平還不高。

5)原始資料和數(shù)據(jù)不全，基礎管理工作水平不高。

3 分階段建設配網(wǎng)自動化系統(tǒng)

第一階段，建成基于就地檢測和控制技術的簡易型配網(wǎng)自動化系統(tǒng)。

通過安裝故障指示器獲取線路上的故障信息，由人工巡視故障指示器翻牌信號，獲取故障定位，也可以利用GSM等無線通信方式將故障指示信號發(fā)送到主站，由主站來判斷故障位置;在一次設備條件具備的情況下，采用重合器或配電自動開關，通過開關間的時序配合就地實現(xiàn)故障的隔離和供電的恢復。這種模式結(jié)構簡單，成本較低、容易實施，在通?，F(xiàn)有網(wǎng)架結(jié)構下見效較快。

同時，由于現(xiàn)階段計劃停電多于故障停電。從提高供電可靠性的角度出發(fā)，由于饋線自動化的主要作用是減少故障停電時間，對于計劃停電無能為力，而通海電網(wǎng)計劃停電時間所占比例達到83.09%，饋線自動化對提高供電可靠性的效果可能并不明顯。因此，需及時開展以“二遙”(遙測和遙信)實時檢測為基礎的綜合管理信息系統(tǒng)建設。

第二階段，建成以“兩遙” (遙信、遙測)為主，兼具簡單遙控功能的實時監(jiān)測系統(tǒng)。

這一階段，配網(wǎng)自動化系統(tǒng)要以“兩遙”(遙信、遙測)建設為主，同時具有饋線自動化功能 (即FA:故障定位、隔離、恢復非故障區(qū)供電)和簡單的遙控功能。主站具備基本的SCADA功能，利用多種通信手段 (如光纖、無線公網(wǎng)/專網(wǎng)、載波等)，對開閉所、配電線路、環(huán)網(wǎng)柜等的斷路器、開關以及重要的配變等實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和監(jiān)測，對具備條件的部分一次設備可實行遙控。根據(jù)通信方式和配電終端數(shù)量的多少，系統(tǒng)可以增加通信匯接站 (或配電子站)。在一些沒有條件或沒有必要實時監(jiān)測的地方，仍然可以采用簡易型配網(wǎng)自動化模式。該系統(tǒng)既可以是獨立的配電監(jiān)控系統(tǒng)，也可做成調(diào)度/配電監(jiān)控一體化系統(tǒng)。

這種系統(tǒng)結(jié)構簡單、以監(jiān)測為主、具備簡單的控制功能，對通信系統(tǒng)要求不高，投資比較節(jié)約，有較強的實用性。

圖1 系統(tǒng)結(jié)構圖 (實用型)

第三階段，建成基于主站控制的饋線自動化控制系統(tǒng)。

在第二階段的基礎上增加基于主站控制功能，條件成熟的部分區(qū)域還可實現(xiàn)網(wǎng)絡重構。但它對通信系統(tǒng)要求較高，一般需要采用光纖通信，同時，還需要比較完善的配電一次網(wǎng)架且相關的配電設備需要具備電動操作機構和受控功能。這種系統(tǒng)的主站已具備完整的SCADA功能和FA功能，當配電線路發(fā)生故障時，通過主站和終端的配合實現(xiàn)故障區(qū)段的快速切除與自動恢復供電。它與上級調(diào)度自動化系統(tǒng)和配電GIS應用系統(tǒng)實現(xiàn)互聯(lián)互通，具備完整的配網(wǎng)模型和豐富的配電數(shù)據(jù)。因此可以支持基于全網(wǎng)拓撲的配電應用功能。它主要為配網(wǎng)調(diào)度服務，同時兼顧配電生產(chǎn)和運行管理部門的應用。該系統(tǒng)結(jié)構完整、自動化程度高，但成本也較高。

圖2 系統(tǒng)結(jié)構圖 (標準型)

第四階段，通過對各系統(tǒng)進行整合，建成具備高級應用功能的配網(wǎng)自動化系統(tǒng)。在前一階段的基礎上擴展配電管理功能和綜合應用功能，通過信息集成實現(xiàn)對各類相關實時系統(tǒng)和管理系統(tǒng)(如:配網(wǎng)生產(chǎn)管理系統(tǒng)、營銷管理系統(tǒng)、負荷管理系統(tǒng)等)進行整合，使之具有配電網(wǎng)的高級應用分析軟件功能。

該階段，系統(tǒng)結(jié)構完整、運行方式靈活、自動化程度高、管理功能完善，系統(tǒng)建設投資也較大。

圖3 系統(tǒng)結(jié)構圖 (集中型)

第五階段，建成智能型配網(wǎng)自動化系統(tǒng)。

智能型配網(wǎng)自動化系統(tǒng)是在網(wǎng)架結(jié)構比較完善、配電自動化系統(tǒng)建設水平比較高的基礎上擴展對于微網(wǎng)、分布式電源以及儲能裝置等設備的接入功能，建立實時全維數(shù)字信息采集平臺，基于這一平臺，實現(xiàn)調(diào)度/控制一體化系統(tǒng)、廣域/自適應保護、電能質(zhì)量在線監(jiān)測、小電流選線、負荷控制和管理、節(jié)能管理等系統(tǒng)的互連。實現(xiàn)智能自愈的饋線自動化功能以及與智能用電系統(tǒng)的互動功能，并具有與輸電網(wǎng)的協(xié)同調(diào)度功能，以及多能源互補的智能能量管理網(wǎng)分析軟件功能。

配網(wǎng)自動化是實現(xiàn)配網(wǎng)智能化的重要基礎之一，通過配網(wǎng)自動化系統(tǒng)采集盡可能多的配電網(wǎng)信息，并向下延伸至低壓用電信息的匯集。配電自動化和用電營銷自動化的有機結(jié)合，直接面向最終電力用戶，是智能配電網(wǎng)的具體體現(xiàn)，它將極大地提高客戶服務質(zhì)量。

智能配電網(wǎng)最終體現(xiàn)在配電和用電營銷方面，通過智能家用電器，人們能從日常生活中直接感受到它帶來的好處。用戶可以通過家里的電力智能控制終端 (ICT)與電力公司之間進行互動，實時了解電網(wǎng)的供電情況，及時調(diào)整家用電器的設置參數(shù)和用電行為;用戶還可以通過互聯(lián)網(wǎng)登陸電力公司網(wǎng)站，方便直觀地了解和查詢電網(wǎng)供電/停電情況和事故處理進度等信息。

該類型系統(tǒng)結(jié)構完整、功能完善、智能化程度高、運行方式靈活，管理相對較復雜、投資大，建成后綜合效益好，是今后電網(wǎng)發(fā)展的主要趨勢。

圖4 系統(tǒng)結(jié)構圖 (智能型)

4 結(jié)束語

為了提高供電可靠性、提高供電企業(yè)的配網(wǎng)運行管理水平，必須積極創(chuàng)造條件，分階段推進配網(wǎng)自動化技術，最終建成靈活經(jīng)濟、安全可靠、具有自愈能力、結(jié)構完善的智能型配網(wǎng)自動化管理系統(tǒng)。

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［4］李金安，崔愛國.城市配網(wǎng)綜合自動化應用技術初探［J］.現(xiàn)代電力，2001，18(1):41－42.