縣級農(nóng)網(wǎng)智能化建設(shè)探討

田寶林

摘 要： 隨著我國全面推進(jìn)智能化電網(wǎng)建設(shè)，“十二五”期間將基本建成安全可靠、節(jié)能環(huán)保、技術(shù)先進(jìn)、管理規(guī)范的新型農(nóng)村電網(wǎng)。文章闡述了智能化農(nóng)網(wǎng)的基本概念，以及西部地區(qū)縣級電網(wǎng)的現(xiàn)狀和存在的問題，分析了配網(wǎng)自動化建設(shè)中需要注意的問題，并提出了適用于縣級電網(wǎng)智能化升級改造的建設(shè)方案。

關(guān)鍵詞： 智能化 縣級農(nóng)網(wǎng) 配網(wǎng) 升級

“十二五”期間，國家將安排4100億元用于農(nóng)網(wǎng)改造，這是繼上世紀(jì)末農(nóng)網(wǎng)改造之后的又一次大規(guī)模升級改造，對農(nóng)網(wǎng)發(fā)展是一個極好的機(jī)遇，如何抓住這次電網(wǎng)改造升級的機(jī)遇，徹底解決目前存在的問題，建設(shè)一個堅(jiān)強(qiáng)的縣級電網(wǎng)，為區(qū)域政治、經(jīng)濟(jì)發(fā)展打好基礎(chǔ)，是我們必須認(rèn)真思考的問題。

一、農(nóng)網(wǎng)智能化的含義

農(nóng)網(wǎng)智能化的基本特征是技術(shù)上體現(xiàn)信息化、自動化、互動化，管理上體現(xiàn)集團(tuán)化、集約化、精益化、標(biāo)準(zhǔn)化。

信息化是指在農(nóng)網(wǎng)中體現(xiàn)為有效整合農(nóng)電管理信息資源，消除信息孤島，依靠農(nóng)網(wǎng)智能通信手段，利用信息集成技術(shù)解決方案，為農(nóng)電業(yè)務(wù)一體化管理提供智能決策支持。自動化是指為適應(yīng)農(nóng)網(wǎng)特點(diǎn)和運(yùn)行環(huán)境，適度提高農(nóng)網(wǎng)智能裝備水平，依靠面向多點(diǎn)分散數(shù)據(jù)的低成本高可靠通信系統(tǒng)、實(shí)用化高效信息采集傳輸及集成應(yīng)用自動化與優(yōu)化運(yùn)行系統(tǒng)?；踊侵竿ㄟ^信息實(shí)時溝通分析，為用戶提供透明、便捷、安全的服務(wù)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)村分布式電源和儲能裝置的靈活接入，促進(jìn)電能的安全、高效、環(huán)保應(yīng)用。

二、西部縣級電網(wǎng)現(xiàn)狀

在上世紀(jì)末全國農(nóng)網(wǎng)改造時，對縣級電網(wǎng)的供電設(shè)施進(jìn)行了全面升級。以某縣供電分公司為例，在中壓配網(wǎng)線路分段和分支上采用了真空開關(guān)，建成了地區(qū)農(nóng)網(wǎng)首個環(huán)網(wǎng)供電線路，并取得了線路損耗明顯下降，電壓質(zhì)量和供電可靠性顯著提高的良好效果。但是隨著城鎮(zhèn)建設(shè)的發(fā)展需求，這些老舊的電網(wǎng)構(gòu)架、配變臺區(qū)的布點(diǎn)、設(shè)備的功能已不能滿足目前用戶的要求。

1.中低壓配網(wǎng)構(gòu)架布置不合理?？h城配網(wǎng)饋路供電輻射半徑遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過承受能力數(shù)倍，電源單一，10kV配網(wǎng)線路N-1比例過低，發(fā)生故障后引起大范圍停電的風(fēng)險較大。配電臺區(qū)布置供電半徑遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過250M，配變?nèi)萘坎蛔悖蛪簩?dǎo)線截面制約貪荷發(fā)展裕度。

2.設(shè)備落后，電網(wǎng)升級發(fā)展基礎(chǔ)薄弱。在聯(lián)絡(luò)、分段、分支的開關(guān)選型上，10kV真空開關(guān)沒有檢測、保護(hù)、控制測量接口，保護(hù)的整定不能按負(fù)荷階梯形整定。配變沒有監(jiān)測、保護(hù)、遠(yuǎn)抄接口，中壓配網(wǎng)一旦出現(xiàn)備障，仍然采用全線人工逐段排查，工作效率低，停電時間長，經(jīng)濟(jì)損失大。

3.低壓配網(wǎng)導(dǎo)線截面偏小，集裝表箱安裝方式缺陷多。隨著居民生活水平提高，負(fù)荷的自然增率以每年20%遞增，每戶居民最高負(fù)荷可達(dá)7kW，之前選用的電纜已無法承擔(dān)目前的負(fù)荷。加之低壓供電半徑偏長，電壓質(zhì)量無法保證。

4.電網(wǎng)規(guī)劃缺乏前瞻性。由于西部的發(fā)展相對其他地區(qū)而言較為滯后，因此，電網(wǎng)的規(guī)劃水平受經(jīng)濟(jì)、信息、技術(shù)、人才等因素的制約，缺乏與發(fā)達(dá)地區(qū)的技術(shù)交流及專業(yè)的技術(shù)人才管理和維護(hù)引入的先進(jìn)系統(tǒng)。

三、縣級配網(wǎng)自動化建設(shè)需要注意的問題

1.一般縣級電網(wǎng)的規(guī)模不大，在開展配網(wǎng)自動化建設(shè)時，應(yīng)該遵循穩(wěn)定、可靠、實(shí)用、先進(jìn)相結(jié)合的原則，避免大而全及盲目建設(shè)。

2.從經(jīng)濟(jì)方面考慮，縣級電網(wǎng)配網(wǎng)自動化建設(shè)要有針對性，避免建設(shè)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的自動化系統(tǒng)。

3.根據(jù)以往配網(wǎng)自動化建設(shè)的經(jīng)驗(yàn)，通信是配網(wǎng)自動化的瓶頸。已有的配電自動化系統(tǒng)中，往往由于通信通道故障，導(dǎo)致已有的系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)果不理想，甚至癱瘓。

4.在方案選擇上，要注重故障處理的效果，如單一的主站集中控制的處理模式需要同時滿足以下條件：通信信道完好；主站計(jì)算機(jī)軟硬件系統(tǒng)穩(wěn)定正常；故障處理基于計(jì)算機(jī)上的配網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與現(xiàn)場一致；現(xiàn)場FTU設(shè)備和通信裝置運(yùn)行正常。因此，在方案選擇時要深入分析，選擇適合自身?xiàng)l件的建設(shè)方案。

5.在配網(wǎng)自動化建設(shè)中，要注重專業(yè)技術(shù)人才的培養(yǎng)和隊(duì)伍組建，為后期的技術(shù)維護(hù)奠定基礎(chǔ)。

四、適用于縣級配網(wǎng)的自動化建設(shè)方案

1.基于故障指示器的故障定位系統(tǒng)。故障指示器通過檢測短路電流的特征判別短路故障。通過在分支點(diǎn)和用戶進(jìn)線等處安裝短路故障指示器，迅速確定故障分支和區(qū)段，快速排除故障，恢復(fù)正常供電。近年來具有同時檢測單相接地故障和相間短路故障的二合一故障指示器，使得指示器功能進(jìn)一步擴(kuò)展，而且它的通信可以采用GSM短信方式、GPRS/CDMA等通信方式，所以在此基礎(chǔ)上配合安裝一定數(shù)量的通信終端，可以將故障指示器的動作狀態(tài)發(fā)送到控制中心，在控制中心的計(jì)算機(jī)地理圖上或單線圖上直接定位故障點(diǎn)，大大提高故障處理效率。

2.在故障定位系統(tǒng)基礎(chǔ)上升級的二遙方案。這種方案是在第一種方案的基礎(chǔ)上增加監(jiān)測終端，除了具有第一種方案的功能外，還可以實(shí)時監(jiān)測電流和開關(guān)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對電網(wǎng)的基本監(jiān)測。在故障自動定位系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加線路電流的測量和監(jiān)測，可以更進(jìn)一步地達(dá)到我們對配網(wǎng)的基本監(jiān)測要求，提高該自動化方案的實(shí)用性，實(shí)現(xiàn)對配網(wǎng)的兩遙監(jiān)測（遙測、遙信）。對于縣級電網(wǎng)而言，這種方案采用GPRS/CDMA等通信方式基本就能滿足需要。

3.分布式智能控制方案。這種方案主要是用智能控制器配合電動開關(guān)，實(shí)現(xiàn)故障自動隔離和自動轉(zhuǎn)供電，是在原來的電壓分?jǐn)嗥?、電流分?jǐn)嗥鳌⒅睾掀骷夹g(shù)基礎(chǔ)之上發(fā)展出的一種技術(shù)。通過給電動負(fù)荷開關(guān)、斷路器配置一臺智能自動化裝置，綜合監(jiān)測線路電流、開關(guān)兩側(cè)電壓、結(jié)合開關(guān)狀態(tài)的檢測，在故障情況下可以自主判斷故障位置，自動跳開故障區(qū)段的兩側(cè)開關(guān)，自動合上聯(lián)絡(luò)開關(guān)，實(shí)現(xiàn)故障區(qū)段的自動隔離和非故障區(qū)域的恢復(fù)供電。如果在這種方案的基礎(chǔ)上增加通信裝置，就可以自動升級為標(biāo)準(zhǔn)的FTU，實(shí)現(xiàn)三遙（遙測、遙信、遙控）功能，適合手拉手供電的環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)使用。

4.具有通信功能的分布式智能控制方案。這種方案是在第三種方案的基礎(chǔ)上，增加局部光纖通信，環(huán)網(wǎng)內(nèi)的各FTU互相交互信息，在故障后毫秒級的時間內(nèi)直接跳開離故障點(diǎn)最近的兩側(cè)開關(guān)，而變電站出線開關(guān)并不需要跳閘，使停電區(qū)域最小，同時聯(lián)絡(luò)開關(guān)自動合閘轉(zhuǎn)供，保證停電時間最短，而且這種方案即使在網(wǎng)絡(luò)通信失效的情況下，該環(huán)網(wǎng)中的設(shè)備也會自動轉(zhuǎn)為第三種方案工作，保證故障處理的功能不會喪失。適合具有光纖通信通道的場合，對供電可靠性要求較高的電網(wǎng)可以考慮使用這種方案。

對于縣級電網(wǎng)而言，必須本著經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的原則，統(tǒng)籌規(guī)劃、綜合考慮配網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、設(shè)備情況、資金規(guī)模等因素，選擇效果最佳的方案，實(shí)現(xiàn)縣級農(nóng)網(wǎng)智能化，為地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供強(qiáng)有力的保障。