10 kV配網(wǎng)線路信息快速檢索方法

陳飛，吳春洋

（國網(wǎng)蚌埠供電公司，安徽蚌埠 233000）

隨著國民經(jīng)濟的迅猛發(fā)展和各行各業(yè)現(xiàn)代化程度的不斷提升，社會對電能的依賴性越來越大，對供電可靠性及電能質量的要求越來越高。但長期以來，我國電網(wǎng)建設呈現(xiàn)“重輸電、輕配電”的格局，與發(fā)展日新月異的輸電網(wǎng)相比，配電網(wǎng)設備陳舊、老化嚴重，網(wǎng)架結構薄弱，惡劣氣象條件下設備跳閘、斷線、接地等事故時有發(fā)生，供電可靠性一直處于較低水平[1-5]。

近年來，國網(wǎng)公司加大了配電網(wǎng)的建設力度，不斷進行市區(qū)配電網(wǎng)新建、改造、增容、大修等，配網(wǎng)規(guī)模越來越大。但由于10 kV配電網(wǎng)具有線路長、分支線多、用戶情況復雜、線路型號不一、走向復雜、網(wǎng)絡接線較亂[6-7]等特點，使得配電網(wǎng)線路型號、用戶、負載情況等重要信息難以被工作人員全面掌握，配網(wǎng)規(guī)劃人員、調(diào)度人員及配網(wǎng)相關工作人員在日常工作及事故處理時，需要翻閱紙質配網(wǎng)地理接線圖、詢問現(xiàn)場人員等，對工作經(jīng)驗的依賴性較大，增加了日常工作、事故處理的工作量和難度。一直以來，對10 kV線路信息不能及時掌握的缺憾，嚴重影響著配電網(wǎng)事故處理的迅速開展及配網(wǎng)方式的進一步優(yōu)化，成為提高配網(wǎng)供電可靠性的瓶頸[8]。

基于這一問題，以提高10 kV配網(wǎng)線路檢索效率為目標，提出基于國電南瑞科技股份有限公司開發(fā)的OPEN3000調(diào)度自動化系統(tǒng)平臺，將10 kV配網(wǎng)線路按照基于線路物理屬性的直接法進行分段，對每一段線路的保護配置、線路型號及載流量、用戶情況、供電容量、供電區(qū)域、同桿線路和操作注意事項等信息分別進行收集和整理，建立線路信息數(shù)據(jù)庫，通過設置鏈接的方式在調(diào)度自動化系統(tǒng)配網(wǎng)線路聯(lián)絡圖和線路信息數(shù)據(jù)庫之間建立聯(lián)系，只要鼠標單擊對應線路的鏈接標識，就可打開線路信息圖形框，操作方便、快捷，解決了長期以來困擾配網(wǎng)運行人員的“難以及時掌握配網(wǎng)信息”的難題。

1 10 kV配網(wǎng)線路簡介

典型的配電網(wǎng)絡[9-10]如圖1所示。甲站01線、02線、03線為聯(lián)絡線路，分別與丙站03線、丙站04線、乙站01線聯(lián)絡。乙站03線和丙站01線、02線為饋電線路。

圖1 10 kV配網(wǎng)線路示意圖Fig.1 Diagram of a 10 kV distribution network

從電氣角度看，一條配電聯(lián)絡線路通常包含聯(lián)絡開關、環(huán)網(wǎng)柜、支線開關、柱變、高分箱等電氣元件。聯(lián)絡開關的閉合與斷開決定了配網(wǎng)聯(lián)絡線路的運行方式；環(huán)網(wǎng)柜中起聯(lián)絡作用的進線開關也是聯(lián)絡開關，其余出線開關引出的線路直接為用戶供電；支線開關為支線線路與主干線路連接的分斷點；柱變相當于一個用戶負荷；高分箱，即高壓電纜分支線，從功能上可視為10 kV母線的延伸。圖1給出了常見的10 kV配網(wǎng)線路示意圖。

饋電線路與聯(lián)絡線路的區(qū)別在于與其他線路無電氣上的聯(lián)系，當線路停電時，非故障部分不能倒電[9]，供電可靠性較低。

2 配網(wǎng)線路分段方案及分段編號原則

2.1 配網(wǎng)線路分段方案

采用基于線路物理屬性的直接法分段方案。

具體內(nèi)容為：對于10 kV饋電線路，直接將其視為一個線路段；對于10 kV聯(lián)絡線路，以線路聯(lián)絡開關或環(huán)網(wǎng)柜為分界點進行分段，將環(huán)網(wǎng)柜視為一個分段，含電氣交叉點的線路視為一段。

以某地區(qū)西郊變和勝利變之間10 kV聯(lián)絡線西勝11線（或勝西12線）為例，如圖2所示。

圖2 10 kV配網(wǎng)聯(lián)絡線路分段示意圖Fig.2 Division of the 10 kV distribution network tie-line

該線路上有3個聯(lián)絡開關和1個環(huán)網(wǎng)柜，根據(jù)分段方案可將線路分為6段，其中SHWG1環(huán)網(wǎng)柜也是獨立的一個分段。即

第①段：西郊變11出線開關-西勝1112A聯(lián)絡開關。

第②段：西勝1112A聯(lián)絡開關-西勝1112B聯(lián)絡開關。

第③段：西勝1112B聯(lián)絡開關-西勝1112C聯(lián)絡開關。

第④段：西勝1112C聯(lián)絡開關-SHWG1環(huán)網(wǎng)柜內(nèi)111開關。

第⑤段：SHWG1環(huán)網(wǎng)柜。

第⑥段：SHWG1環(huán)網(wǎng)柜內(nèi)121開關-勝利變12開關。

對于城區(qū)配網(wǎng)聯(lián)絡線路來說，當1條線路同時與2條及以上線路聯(lián)絡時，會存在電氣交叉點。對于有電氣交叉點的聯(lián)絡線路，交叉點不作為線路分段的分界點，即將交叉點引出的線路作為單獨的一段，如圖3第④段。

圖3 含電氣交叉點的10 kV聯(lián)絡線路Fig.3 The 10 kV tie-line including electrical cross point

該分段方法簡便、直觀，易于被配網(wǎng)調(diào)度運行及現(xiàn)場人員掌握，實用性強。

2.2 分段編號原則

為使每一線路段編號唯一、方便理解，采取的編號原則是：首端變電站首漢字+末端變電站首漢字+首端變電站線路開關編號+末端變電站開關編號+2位分段序號。

以圖2所示西勝11線為例，分段編號如表1所示。

表1 西勝11線分段編號Tab.1 Segment numbers of the Xisheng 11 line

3 10 kV配網(wǎng)線路信息數(shù)據(jù)庫

線路分段方案及編號原則確定之后，對每一條10 kV配網(wǎng)線路按段進行信息收集、整理，建立線路信息數(shù)據(jù)庫。所需收集的線路信息包括：線路出線開關保護配置、線路型號及載流量、供電容量、重要用戶、雙電源用戶、同桿架設情況、操作注意事項等。

仍以圖1中西勝11線為例，第①段～第③段線路信息數(shù)據(jù)庫如表2所示。

表2 西勝11線路信息數(shù)據(jù)庫Tab.2 Information data base of the Xisheng 11 line

4 將配網(wǎng)線路信息嵌入調(diào)度自動化系統(tǒng)

在OPEN3000系統(tǒng)10 kV線路聯(lián)絡圖中，為每一線路段設置標記調(diào)用功能，并制作對應的圖形框，圖形框中的內(nèi)容與線路信息數(shù)據(jù)庫保持一致。為了保持10 kV聯(lián)絡線環(huán)網(wǎng)圖畫面清晰，圖形上只顯示調(diào)用標記，例如①、②、③、④、⑤或小圓點等，此處采用數(shù)字序號進行標記。反映該線路段的各類信息則采用制作圖形框來實現(xiàn)，每個圖形框就是一個線路段的數(shù)據(jù)庫，其中包括線路出線開關保護配置、線路型號及載流量、供電容量、重要用戶、雙電源用戶、同桿架設情況、操作注意事項等重要信息，每個圖形的命名規(guī)則與線路段名稱保持一致。

在10 kV聯(lián)絡線環(huán)網(wǎng)圖中為每個線路段設置好標志調(diào)用功能后，單擊編號，對應該線路段的圖形數(shù)據(jù)庫自動顯示出來，方便快速查詢，實現(xiàn)了將10 kV線路信息嵌入到調(diào)度自動化系統(tǒng)的功能，如圖4所示。

圖4為設置了標記調(diào)用功能的調(diào)度自動化系統(tǒng)10 kV線路聯(lián)絡圖，調(diào)用標記用阿拉伯數(shù)字表示。當用鼠標點擊這些阿拉伯數(shù)字時，就會彈出對應的線路段信息對話框。假如單擊圖4中西勝11線上阿拉伯數(shù)字“9”，就會彈出如圖5所示的對話框。

圖5所示的對話框中，提供了如下線路信息：分段編號、線路段名稱、開關CT/保護、線路型號及長期允許的載流量、主要用戶、雙電源用戶及供電電源、配變?nèi)萘?、同桿線路和其他注意事項。

根據(jù)這些線路信息，配網(wǎng)調(diào)度運行人員在進行事故處理時，可以掌握停電的用戶情況，優(yōu)先恢復重要用戶的供電，將雙電源用戶倒至另一路正常電源供電。并根據(jù)供電容量和開關保護定值的大小，決定是否可以對聯(lián)絡線進行倒電操作，縮短了用戶停電時間，有效降低了事故處理時引發(fā)新事故的風險，大大提高了供電可靠性，取得了較好的社會效益和經(jīng)濟效益。

圖4 嵌入線路信息的10 kV線路聯(lián)絡圖Fig.4 The 10 kV tie-line network with line information embedded

圖5 西勝11線路分段信息對話框Fig.5 The 10 kV tie-line network with line information embedded

對于配網(wǎng)規(guī)劃、決策部門的工作人員而言，可以方便地了解配網(wǎng)線路的負載情況、線路型號，從而決定線路是否需要進行增容改造，可以將用戶容量盡可能平均地分攤到各條線路，能有效解決現(xiàn)存配網(wǎng)線路負載分配嚴重不均的問題，減少了配網(wǎng)規(guī)劃的盲目性。

5 效果檢查

選取某地區(qū)的10 kV線路，對線路信息快速檢索方法實施前后的時間進行實驗、對比、分析。分4個步驟完成。

第一步：選取某地區(qū)4條10線路配網(wǎng)聯(lián)絡線，記為線路一、線路二、線路三、線路四。

第二步：組織8名熟悉該地區(qū)配網(wǎng)工作的人員，2人1組，分為4個小組，記為小組A、小組B、小組C、小組D。

第三步：每個小組隨記抽取一條線路，分別對采用新方法前后的線路信息檢索時間進行對比、記錄，如表3所示。

第四步：對比分析。由表3可以看出，采用新檢索方法之前，線路信息檢索時間平均值為18.0 min，采用新方法之后，這一時間縮減至0.2 min。

檢查結果表明，采用新方法后，線路信息檢索時間大幅縮短，證明了所提方法的有效性。

6 結論

本文針對目前10 kV配網(wǎng)線路信息檢索效率偏低的問題，提出了一種10 kV配網(wǎng)線路信息快速檢索方法，主要結論如下：

1）提出了采用基于線路物理屬性的直接法分段方案。該分段方法簡便、直觀，非常易于被配網(wǎng)調(diào)度運行及現(xiàn)場人員掌握，實用性強。

2）提出了線路分段的編號原則。首端變電站首漢字+末端變電站首漢字+首端變電站線路開關編號+末端變電站開關編號+2位分段序號。該編號原則便于理解，且能保證編號的唯一性。

表3 線路信息檢索時間對比表Tab.3 Time comparison of retrieving line information for each group

3）給出了配網(wǎng)線路信息數(shù)據(jù)庫的建立方法。

4）給出了將10 kV配網(wǎng)線路信息嵌入調(diào)度自動化系統(tǒng)的具體方法及結果。

效果檢查及運行實踐證明，所提出的10 kV配網(wǎng)線路信息快速檢索方法能大大方便配網(wǎng)調(diào)度運行、規(guī)劃、決策人員的工作，提高供電可靠性，取得了較好的社會效益和經(jīng)濟效益。

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