鄭州配電自動(dòng)化的實(shí)踐與探討

俞 力 劉 菲

（鄭州祥和集團(tuán)有限公司,河南 鄭州 450000）

一、引言

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，用戶對(duì)供電可靠性的要求也越來越高。長(zhǎng)期以來配電網(wǎng)的建設(shè)未得到應(yīng)有的重視，建設(shè)資金短缺，設(shè)備技術(shù)落后，事故頻發(fā)。停電不但給生活造成不便、經(jīng)濟(jì)損失，而且對(duì)社會(huì)造成很大的負(fù)面影響。相關(guān)研究表明每停一度電平均會(huì)給用戶帶來40元的經(jīng)濟(jì)損失,我國(guó)每年因停電造成的經(jīng)濟(jì)損失達(dá)數(shù)千億元。隨著電力的發(fā)展和電力市場(chǎng)的建立，配電網(wǎng)的薄弱環(huán)節(jié)顯得越來越突出，供電可靠性急需提高,解決配電網(wǎng)的故障處理問題是提高供電可靠性的關(guān)鍵。2009 年，國(guó)家電網(wǎng)公司公布“智能電網(wǎng)”發(fā)展計(jì)劃，給配電自動(dòng)化帶來了蓬勃生機(jī)并注入了新的內(nèi)涵，針對(duì)智能電網(wǎng)建設(shè)的需求，結(jié)合以往工作的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，提出以堅(jiān)強(qiáng)靈活配電網(wǎng)架為實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)，配網(wǎng)調(diào)度／生產(chǎn)指揮為應(yīng)用主體，可靠多樣通信方式為傳輸保障，信息交互和資源整合為重要手段，全面提升配網(wǎng)管理為主要目的的技術(shù)路線。確立了新一輪配電自動(dòng)化工作的建設(shè)目標(biāo)，積極探索和實(shí)踐智能電網(wǎng)建設(shè)新形勢(shì)下的配電自動(dòng)化發(fā)展理念和實(shí)現(xiàn)模式，開展試點(diǎn)工程建設(shè)，為配電自動(dòng)化的全面推廣和應(yīng)用積累經(jīng)驗(yàn)和提供示范。

圖1 網(wǎng)架完善項(xiàng)目實(shí)施前后配網(wǎng)主要指標(biāo)變化情況

圖2 配網(wǎng)生產(chǎn)指揮平臺(tái)功能框架圖

二、主要做法

（1）健全網(wǎng)架結(jié)構(gòu)

綜合考慮負(fù)荷發(fā)展需求，負(fù)荷密度及供電可靠性需求等因素，結(jié)合區(qū)域配電網(wǎng)規(guī)劃，按照差異化發(fā)展原則，制定網(wǎng)架完善方案。通過網(wǎng)架完善，實(shí)現(xiàn)建設(shè)改造區(qū)域線路絕緣化率100%，線路聯(lián)絡(luò)率100%，電纜環(huán)網(wǎng)率100%，配電線路“N-1”比例達(dá)到100%，徹底消除配網(wǎng)“卡脖子”和供電能力不足的問題。

（2）完善配電自動(dòng)化建設(shè)

鄭州作為試點(diǎn)城市，配電自動(dòng)化從2011年開始建設(shè)，已覆蓋124條線路，采用主站+配電終端的模式。對(duì)實(shí)施區(qū)域內(nèi)開閉所、環(huán)網(wǎng)柜進(jìn)行改造、配置“三遙”終端，實(shí)現(xiàn)集中型饋線自動(dòng)化；建設(shè)以EPON光纖專網(wǎng)為主、寬帶載波為輔的中壓通信網(wǎng)。同時(shí)，鄭州公司也積極探索新型的故障處理模式，安裝HP9000開閉所故障處理系統(tǒng)用于環(huán)網(wǎng)級(jí)聯(lián)開閉所的時(shí)間級(jí)差保護(hù)，目前已投運(yùn)120個(gè)開閉所，正在安裝調(diào)試有80個(gè)。該系統(tǒng)無通訊時(shí)僅采用開閉所內(nèi)部或所間的故障電流、電壓間的邏輯關(guān)系，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)四級(jí)聯(lián)開閉所間的故障隔離及非故障區(qū)域的供電恢復(fù)，一次性隔離故障區(qū)域，有效縮小停電范圍。

（3）配網(wǎng)生產(chǎn)搶修指揮平臺(tái)完善

2012年，國(guó)網(wǎng)公司下發(fā)了《配網(wǎng)生產(chǎn)搶修指揮平臺(tái)功能規(guī)范》，河南公司根據(jù)文件要求，結(jié)合地區(qū)實(shí)際開展配網(wǎng)搶修指揮平臺(tái)建設(shè)，在完成國(guó)網(wǎng)公司要求的功能基礎(chǔ)上開展配網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)測(cè)模塊設(shè)置，為配網(wǎng)搶修提供準(zhǔn)確的運(yùn)行數(shù)據(jù)支持。

三、效果分析

鄭州配電網(wǎng)建設(shè)改造與管理提升工程建設(shè)完成后，區(qū)域內(nèi)配網(wǎng)運(yùn)行與經(jīng)濟(jì)指標(biāo)均得到明顯改善，取得了良好的社會(huì)效應(yīng)。通過配電網(wǎng)改造及配電自動(dòng)化建設(shè)，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、合理調(diào)整負(fù)荷，縮短供電半徑等措施，降低了配電網(wǎng)電能損耗，有效改善配電一次設(shè)備的整體運(yùn)行環(huán)境；試點(diǎn)區(qū)域線路N-1 比例均達(dá)到或接近100%，線損率和自動(dòng)化覆蓋率等指標(biāo)均達(dá)到了方案設(shè)計(jì)要求；通過“三遙”等SCADA 基本功能的實(shí)現(xiàn)，大部分負(fù)荷測(cè)量、倒負(fù)荷等工作都不再需要人員到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行；當(dāng)中壓配電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)，快速、準(zhǔn)確地判斷故障區(qū)段，及時(shí)派出搶修人員；安裝配電故障處理系統(tǒng)（HP9000）的線路可以在更短時(shí)間內(nèi)自動(dòng)隔離故障并向非故障區(qū)域恢復(fù)供電。將集中型饋線自動(dòng)化與配電故障處理系統(tǒng)相結(jié)合,提高了鄭州高新區(qū)配電網(wǎng)的供電可靠性。平均故障停電時(shí)間由1.1小時(shí)縮短到5分鐘，故障搶修半徑由5.5公里縮短為4.5公里，縮短18.2%；到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)時(shí)間由40分鐘縮短為35分鐘，縮短12.5%；配網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)更加堅(jiān)強(qiáng)。區(qū)域內(nèi)線路聯(lián)絡(luò)率100%，電纜環(huán)網(wǎng)率100%，配電線路“N-1”比例達(dá)到100%，徹底消除配網(wǎng)“卡脖子”和供電能力不足的問題；生產(chǎn)信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)更加扎實(shí)。區(qū)域內(nèi)配網(wǎng)生產(chǎn)搶修指揮平臺(tái)信息業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)完成準(zhǔn)確率100%，配網(wǎng)PMS、GIS系統(tǒng)數(shù)據(jù)完整率與準(zhǔn)確率均100%，PMS、GIS、配電自動(dòng)化等系統(tǒng)間信息集成率100%。區(qū)域內(nèi)中壓用戶供電可靠率達(dá)到了99.999%，D類電壓合格率由原來的99.43%提升為100%。

四、存在問題及解決辦法

（1）光纖敷設(shè)施工難度大

按照國(guó)網(wǎng)公司對(duì)配電自動(dòng)化通訊方式的建設(shè)原則，建議采用無線專網(wǎng)及光纖通訊方式實(shí)現(xiàn)“三遙”。但在實(shí)際建設(shè)中，存在著光纖施工破路難，成本高的問題，特別是在中心城區(qū)內(nèi)難以辦理破路手續(xù)進(jìn)行光纖敷設(shè)；根據(jù)實(shí)際情況，采用多種終端技術(shù)、通訊手段，如采用配電故障處理終端（HP9000），減小對(duì)光纖的依賴。

（2）配電網(wǎng)網(wǎng)架和設(shè)備改造要考慮配電自動(dòng)化的實(shí)施需要

由于以往配電網(wǎng)改造資金緊張，一次設(shè)備的設(shè)計(jì)與自動(dòng)化裝備脫節(jié)，造成在實(shí)施配電自動(dòng)化過程中有部分線路和設(shè)備需要改造或更換。因此，今后應(yīng)注意將配電自動(dòng)化建設(shè)與配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)和改造相結(jié)合，在建設(shè)過程中引入 “同步設(shè)計(jì)、同步施工、同步驗(yàn)收、同步投運(yùn)” 的四同步原則，確保配電自動(dòng)化工作的可持續(xù)發(fā)展。

（3）維護(hù)力量有待提高

配電自動(dòng)化的實(shí)施涉及一次設(shè)備改造和配電主站、終端及通信系統(tǒng)的建設(shè)，涵蓋多個(gè)部門和專業(yè)，缺乏專業(yè)運(yùn)維人員及專項(xiàng)維護(hù)費(fèi)用，系統(tǒng)的實(shí)用化及可靠運(yùn)行無法得到有力保障。應(yīng)采用“分層漸入法”，對(duì)相關(guān)專業(yè)人員進(jìn)行分專業(yè)、分階段的技術(shù)培訓(xùn)，培養(yǎng)專業(yè)骨干人才，更快適應(yīng)需求，更高效的推進(jìn)工作開展。

結(jié)語

本文總結(jié)了鄭州城市配電自動(dòng)化試點(diǎn)工程的經(jīng)驗(yàn)，提出了一些解決建議，按照國(guó)網(wǎng)公司下一步得工作部署要求，擴(kuò)大配電自動(dòng)化覆蓋范圍。制定統(tǒng)一配電網(wǎng)規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)，在配電網(wǎng)規(guī)劃、可研設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)充分考慮并滿足配電自動(dòng)化的需求，編制完善工作配網(wǎng)規(guī)劃，使配網(wǎng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)改造相結(jié)合，以“四同步”為原則確保配電自動(dòng)化工作的持續(xù)開展，同時(shí)不斷引入新技術(shù)豐富配電自動(dòng)化，使配電自動(dòng)化更加完善、實(shí)用。

[1]沈兵兵.配電自動(dòng)化試點(diǎn)工程技術(shù)特點(diǎn)及應(yīng)用成效分析[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2012 ，36:18 － 27.

[2]趙江河.基于智能電網(wǎng)的配電自動(dòng)化建設(shè)[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2012，36：18－33.