配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)對供電可靠性影響

楊學(xué)礎(chǔ)

1 引言

生產(chǎn)生活用電量的增加對于傳統(tǒng)配電網(wǎng)的運(yùn)行提出了更高的要求，若傳統(tǒng)配電網(wǎng)不進(jìn)行改革，意味著其不能滿足時(shí)代的發(fā)展需求，且和當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)發(fā)展現(xiàn)狀不相適應(yīng)。同時(shí)，當(dāng)配電網(wǎng)長期處于超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)，其供電質(zhì)量得不到應(yīng)有的保障，也會(huì)對配電網(wǎng)的運(yùn)行造成負(fù)面影響。若配電網(wǎng)在運(yùn)行過程中出現(xiàn)了故障，在短時(shí)間內(nèi)很難修復(fù)，也會(huì)給人們的日常生活帶來影響，對此，需要提高配電網(wǎng)運(yùn)行質(zhì)量，找出其存在的問題，及時(shí)改善。

2 配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)的主要系統(tǒng)

2.1 故障定位系統(tǒng)模式

所謂配電網(wǎng)故障定位系統(tǒng)，就是指通過安裝故障指示器以及故障報(bào)警器等裝置，當(dāng)配電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)，可以立即發(fā)現(xiàn)并上報(bào)，工作人員也可以即刻發(fā)現(xiàn)，確認(rèn)故障發(fā)生的具體位置并將其解除。故障定位系統(tǒng)模式通常都可以指出故障，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步也使其功能更加多樣化，當(dāng)前故障定位系統(tǒng)模式已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了對故障信息的分析處理，也可以對配網(wǎng)進(jìn)行全面監(jiān)控。一般情況下，配電網(wǎng)故障指示系統(tǒng)的基本模式組成如圖1 所示。圖中，圖形圓圈表示的是柱上的開關(guān)，實(shí)心圓圈則代表的是合閘，空心圓圈表示的是分閘；矩形表示的是變電站中壓出線的開關(guān)；ID 代表的是故障指示器，其主要作用為在故障電流靈活時(shí)，其顏色會(huì)有所變化，但是其自身不具備數(shù)據(jù)的傳輸功能。若在開關(guān)J 以及K 之間有運(yùn)行故障發(fā)生，那么開關(guān)B、C 和J 處的故障指示器（ID）變色，而其余開關(guān)處的故障指示器（ID）不變色，從這類變化可以對故障發(fā)生的位置進(jìn)行初步的判斷。

圖1 配電網(wǎng)故障指示系統(tǒng)基本模式

2.2 就地饋線自動(dòng)化系統(tǒng)模式

就地饋線自動(dòng)化系統(tǒng)，就是借助自動(dòng)化的開關(guān)設(shè)備，并結(jié)合光纖“網(wǎng)絡(luò)式”等措施，對配電網(wǎng)發(fā)生的故障位置進(jìn)行定位，并將其與其他部分分離開來，同時(shí)會(huì)恢復(fù)故障區(qū)域的供電系統(tǒng)。該系統(tǒng)的突出優(yōu)勢體現(xiàn)在可以自行對發(fā)生的故障進(jìn)行處理分析，也可以將發(fā)生故障的相關(guān)情況上報(bào)。另外，還可以對監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行適當(dāng)?shù)耐卣?，使其覆蓋范圍更為廣泛。該系統(tǒng)監(jiān)控的主要功能有：遙信、遙測、遙控以及對時(shí)。該系統(tǒng)有兩種比較典型的經(jīng)營模式：一為在配電網(wǎng)自動(dòng)化開關(guān)的基礎(chǔ)上，和“重合器”饋線自動(dòng)化模式以及智能分布模式相結(jié)合，如圖2 所示，圖中，矩形框代表的是開關(guān)，實(shí)心矩形表示的是合閘，而空心的矩形表示的是分閘，每個(gè)開關(guān)都會(huì)連接一個(gè)終端設(shè)備，簡稱為FTU，圖中下方的數(shù)字表示的是開關(guān)的編號(hào)，虛線則表示通信的線路，字母“A”、“B”表示的是終端設(shè)備的上游、下游方向。

圖2 智能分布式模式工作原理示意圖

例如，如果在開關(guān)2、3 之間有故障發(fā)生，那么終端設(shè)備1、2就會(huì)檢測到故障電流，并迅速開啟速斷保護(hù)。假設(shè)故障發(fā)生在開關(guān)2 和3 之間，則終端設(shè)備1、2 檢測到故障電流而啟動(dòng)速斷保護(hù)。同時(shí)，終端設(shè)備2 向與其會(huì)向上游的終端設(shè)備1 傳送分閘閉鎖報(bào)文，并向下游終端設(shè)備3 傳送分閘報(bào)文；終端設(shè)備1 會(huì)跟下游的終端設(shè)備2 傳送分閘報(bào)文。終端設(shè)備2、3 會(huì)立即開啟和指示相應(yīng)的開關(guān)分閘，終端設(shè)備1 會(huì)猶豫收到了分閘閉鎖報(bào)文，將開關(guān)一直保持為合閘狀態(tài)，在等待了一段時(shí)間后，終端設(shè)備4 會(huì)發(fā)現(xiàn)因?yàn)檫@邊的壓力失衡使得延時(shí)合閘計(jì)數(shù)器開啟，此時(shí)在延時(shí)過后，開關(guān)合閘也會(huì)啟動(dòng)。經(jīng)過上述過程之后，故障區(qū)域被隔離，受故障影響的區(qū)域也會(huì)恢復(fù)供電。

2.3 集中饋線自動(dòng)化系統(tǒng)模式

集中式饋線自動(dòng)化是借助數(shù)據(jù)采集終端設(shè)備以及主站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，在通信技術(shù)的支持下實(shí)現(xiàn)對配電網(wǎng)運(yùn)行的監(jiān)控管理。在配電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)，可以對故障的發(fā)生區(qū)域進(jìn)行判斷，并通過遙控對其進(jìn)行處理，使得短時(shí)間內(nèi)受故障影響的區(qū)域可以恢復(fù)正常供電。

集中饋線自動(dòng)化模式的主要功能體現(xiàn)在：故障信息上報(bào)以及故障處理；配網(wǎng)的監(jiān)控功能主要是指遙信、遙測、電量以及事件的順序記錄；功能擴(kuò)展可以實(shí)現(xiàn)對于故障的指示、變電站饋線遙控功能、web 瀏覽功能、地理信息系統(tǒng)、高級(jí)應(yīng)用功能。主要體現(xiàn)方式可以分為兩種：①全自動(dòng)；②半自動(dòng)，下面進(jìn)行具體分析：①全自動(dòng)方式。配電主站或者是子站可以對區(qū)域內(nèi)的配電終端信息進(jìn)行收集，從而對當(dāng)前配電網(wǎng)的運(yùn)行情況進(jìn)行分析，以實(shí)現(xiàn)對故障的準(zhǔn)確識(shí)別和故障區(qū)域的定位，然后通過遙控或者是人工完成故障的隔離以及非故障區(qū)域的供電恢復(fù)。②半自動(dòng)方式。和上述內(nèi)容基本一致，但是處理速度會(huì)更緩慢。

2.4 調(diào)/配一體化平臺(tái)的自動(dòng)化系統(tǒng)模式

調(diào)/配一體化平臺(tái)的自動(dòng)化系統(tǒng)主要作用就是將調(diào)度自動(dòng)化以及配網(wǎng)自動(dòng)化融為一體，使其具有生產(chǎn)信息管理、集約化調(diào)度等功能，也能夠借助GIS 系統(tǒng)、計(jì)量自動(dòng)化、營配一體化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的共享，這樣可以保證生產(chǎn)經(jīng)營管理的實(shí)效性。調(diào)/配一體化平臺(tái)的自動(dòng)化系統(tǒng)模式具有故障處理功能（故障信息上報(bào)、故障處理）；配網(wǎng)正常運(yùn)行監(jiān)控功能（遙信、遙測、遙控、對時(shí)、事件順序記錄）；變電站監(jiān)控功能（遙信、遙測、遙控、遙調(diào)、電量、對時(shí)、事件順序記錄）。也可選擇實(shí)現(xiàn)故障指示、Web 瀏覽、地理信息系統(tǒng)、高級(jí)應(yīng)用。調(diào)/配一體化平臺(tái)的自動(dòng)化系統(tǒng)可以集成縣級(jí)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)、無人值班變電站集控系統(tǒng)、城區(qū)配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)和配電地理信息系統(tǒng)（GIS）等功能，縮減了設(shè)備的數(shù)量，使得數(shù)據(jù)更為準(zhǔn)確。

3 配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)對供電可靠性的影響

配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)對于電力系統(tǒng)的運(yùn)行具有諸多益處，但是也存在一些缺點(diǎn)，從整體上來說是利大于弊，具有積極的促進(jìn)作用，其主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)中的故障定位系統(tǒng)可以提高供電的可靠性，若未安裝故障定位系統(tǒng)，那么供電系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)就會(huì)出現(xiàn)故障，再加上環(huán)境因素的影響，工作人員難以開展測定工作，尤其是陰雨天氣，會(huì)導(dǎo)致部分地區(qū)長時(shí)間斷電，這樣就會(huì)影響客戶的滿意度。在應(yīng)用了故障定位系統(tǒng)之后，工作人員就無需進(jìn)入現(xiàn)場進(jìn)行勘察，只需通過遠(yuǎn)程監(jiān)控即可發(fā)現(xiàn)故障地點(diǎn)，節(jié)省維修時(shí)間。

配網(wǎng)自動(dòng)化饋線系統(tǒng)因?yàn)榭梢约皶r(shí)發(fā)現(xiàn)和反饋故障的相關(guān)情況，使得電力的經(jīng)濟(jì)損失了有了大幅度的減少。通常配電網(wǎng)中增置了配電設(shè)備，但是在實(shí)際的運(yùn)行過程中，其自動(dòng)重合閘的成功率很低，據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)調(diào)查顯示，成功率大約為45%。變電站在應(yīng)用了饋線自動(dòng)化系統(tǒng)之后，其備用電源的自動(dòng)切管率有了明顯的提高。在故障發(fā)生時(shí)，可以在短時(shí)間內(nèi)對電源以及備用電源進(jìn)行切換。

在配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)過程中，可以借助較為先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)以及電子設(shè)備實(shí)施電網(wǎng)的監(jiān)控工作，如使用電壓動(dòng)態(tài)控制閥，可以對變換器、儲(chǔ)能裝置和變壓器等進(jìn)行規(guī)劃整合，使其成為一個(gè)有機(jī)整體，在電壓不穩(wěn)定時(shí)，可以自動(dòng)補(bǔ)償，實(shí)現(xiàn)供電電壓的整合性。

配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)，能夠幫助企業(yè)了解客戶的不同需求，這樣就節(jié)省了客戶業(yè)務(wù)的辦理時(shí)間，也能夠業(yè)務(wù)人員的工作效率。同時(shí)，配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)可以提高電力企業(yè)的服務(wù)質(zhì)量，簡化了工作流程，能夠保證客戶的需求在最短時(shí)間內(nèi)得到滿足，如果客戶遇到了問題，也能夠得到回復(fù)和處理方案，企業(yè)可以安排工作人員趕赴現(xiàn)場了解情況，盡快地安排運(yùn)維人員趕赴現(xiàn)場進(jìn)行維修，提高供電質(zhì)量。另外，配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對電力系統(tǒng)的全面監(jiān)控，對負(fù)荷進(jìn)行合理分配，防止配網(wǎng)線路因?yàn)槌?fù)荷運(yùn)行出現(xiàn)各種意外情況。最為重要的是，配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)還可以為電力企業(yè)提供必要的技術(shù)數(shù)據(jù)，為決策管理奠定基礎(chǔ)，尤其是線損管理。最后，配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)可以為調(diào)配建立一個(gè)信息數(shù)據(jù)平臺(tái)，采用遙控的方式對運(yùn)行故障進(jìn)行反饋和處理，必要時(shí)可以女孩運(yùn)行模式進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，使得配網(wǎng)的生產(chǎn)管理的得到支撐，數(shù)據(jù)的共享也可以提高配網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)性。

4 結(jié)語

綜上所述，配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用在一定程度上會(huì)提高電網(wǎng)運(yùn)行的效率，使得供電質(zhì)量更高，運(yùn)行也更加穩(wěn)定，可以減少因?yàn)檫\(yùn)行故障造成的經(jīng)濟(jì)損失，從而帶動(dòng)電力行業(yè)的整體發(fā)展。

[1]李苗.芻議配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)對供電可靠性的影響[J].文摘版：工程技術(shù)，2015（16）：93.

[2]吳盛友.佛山配電網(wǎng)基于供電可靠性的配電自動(dòng)化建設(shè)研究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014，31（31）：199～200.

[3]郭琪超.基于實(shí)例對配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)的探討[J].華東科技：學(xué)術(shù)版，2014（8）：191.