配網(wǎng)自動化運行設(shè)計研究

吳斌 楊健

摘 要：隨著社會發(fā)展和人們生產(chǎn)、生活的需要，實現(xiàn)配網(wǎng)自動化勢在必行。實行這一工程是為了提升電能質(zhì)量、降低電網(wǎng)網(wǎng)損，實現(xiàn)配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)精簡，壓縮投資資金，在充分合理利用能源的基礎(chǔ)上，盡可能地實現(xiàn)相關(guān)工作人員數(shù)量的減少和工作量的降低，實現(xiàn)減員但增效。文章就配網(wǎng)自動化總體、系統(tǒng)的具體構(gòu)成和設(shè)備選擇等展開分析。

關(guān)鍵詞：配網(wǎng)自動化；遠(yuǎn)動系統(tǒng)；繼電保護(hù)；通訊系統(tǒng)

配網(wǎng)自動化涉及到配電和用電領(lǐng)域的方方面面，要想實現(xiàn)它的成功運行需要實現(xiàn)設(shè)備可靠性和設(shè)計方案的完美融合。隨著社會的發(fā)展和人們生活需要，對于配網(wǎng)自動化的水平會提出更高要求，也就是對于配網(wǎng)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)建設(shè)提出了更高標(biāo)準(zhǔn)。

1 配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的總體分析

近些年來，隨著社會發(fā)展和進(jìn)步，中、低壓配電網(wǎng)在規(guī)模和結(jié)構(gòu)上都出現(xiàn)了很大變化，實現(xiàn)了較大突破，但是在供電可靠性和自動化技術(shù)方面，與一些發(fā)達(dá)國家相比還有著較大的差距。當(dāng)前，在我國開展配電自動化改造覆蓋面還不夠廣，需要繼續(xù)努力。21世紀(jì)，為了更好地滿足現(xiàn)代化社會發(fā)展需求和人民生活需要，我國還需要全面實施配網(wǎng)自動化改造。

該系統(tǒng)主要是由三部分構(gòu)成，分別是饋線自動化、通信系統(tǒng)和配網(wǎng)主站。作為整個系統(tǒng)的重要組成部分，饋線自動化系統(tǒng)是關(guān)鍵，根據(jù)工作方式可以分為就地控制和遠(yuǎn)方控制兩種。前者是通過設(shè)置重合器之間的合理整定值有效配合，不需要使用主站和通信系統(tǒng)。這一方式的缺點是在網(wǎng)架結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜的情況下重合器很難實現(xiàn)有效配合，再加上沒有主站系統(tǒng)，工作人員就不能實現(xiàn)對線路運行狀況的實時監(jiān)控。后者則是通過配網(wǎng)主站對配電終端上傳的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行分析判斷進(jìn)而實現(xiàn)相應(yīng)控制，當(dāng)然實現(xiàn)這一過程首先要保證通訊可靠。綜合這兩種情況分析，整個系統(tǒng)的三個組成部分都要可靠運行，這樣才能夠完美地實現(xiàn)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜時的有效控制和對線路的實時監(jiān)控，但是對于資金方面的要求較高[1]。

綜上，要實現(xiàn)合理設(shè)計配網(wǎng)自動化的整個系統(tǒng)，要充分考慮到資金情況，分步走推進(jìn)這三個組成部分的建設(shè)，在前期采用地方式實現(xiàn)饋線自動化控制，后期再逐漸擴(kuò)大系統(tǒng)規(guī)模，完善系統(tǒng)功能。

2 配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的組成部分

（1）一次設(shè)備。當(dāng)前，我國大多數(shù)地方的配電網(wǎng)絡(luò)主要是架空線路，整體建設(shè)水平相對落后。電網(wǎng)技術(shù)本身較為落后，設(shè)備也較為陳舊，整體網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)不夠堅強，對于惡劣天氣抵抗力不強，一旦出現(xiàn)大風(fēng)雨雪天氣，容易發(fā)生停電，無法保證用電客戶的利益。所以，在實施配網(wǎng)自動化的推進(jìn)建設(shè)中，一次設(shè)備十分重要。

（2）遠(yuǎn)動系統(tǒng)。遠(yuǎn)動系統(tǒng)主要是實現(xiàn)終端裝置FTU對線路開關(guān)、配電臺區(qū)的監(jiān)控，其功能主要有保護(hù)動作、環(huán)網(wǎng)控制、遠(yuǎn)方控制、就地手動等四個方面。存在于遠(yuǎn)動系統(tǒng)設(shè)計中的主要問題是線路電源和傳輸規(guī)則兩個方面，如何實現(xiàn)適合戶外環(huán)境的、可靠的不間斷電源設(shè)計是當(dāng)前的一個難題。當(dāng)前充分考慮到配電網(wǎng)絡(luò)的地理位置和所處環(huán)境特點，適用于它的傳輸協(xié)議還有待進(jìn)一步研究。

（3）通信系統(tǒng)。通信系統(tǒng)是整個系統(tǒng)設(shè)計的一個重點，也是一個難點，根據(jù)線路所處的地理位置和環(huán)境條件的不同，適用的通信方案也各種各樣，有光纖、電力載波、擴(kuò)頻等方式。總體上講，混合通信方案是最具適用性的，也就是說10kV主干線路采用光纖通信方式，支線采用其他通信方式，遠(yuǎn)距離的孤立點采用無線傳輸方式。

（4）主站系統(tǒng)。它主要實現(xiàn)實時監(jiān)控、采集地理信息和電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運行分析等功能。在主站系統(tǒng)設(shè)計中，要展現(xiàn)分布式網(wǎng)絡(luò)所具備的管控一體的綜合集成系統(tǒng)特點，實現(xiàn)計算機網(wǎng)絡(luò)與軟件平臺技術(shù)的有效融合，努力突破傳統(tǒng)的單一調(diào)度自動化系統(tǒng)C/S模式，實現(xiàn)P-P-C/S-B/S一體化架構(gòu)，提供與結(jié)構(gòu)不同的系統(tǒng)的跨平臺銜接，實現(xiàn)和調(diào)度自動化系統(tǒng)的完美對接[2]。

3 系統(tǒng)選型涉及

（1）主設(shè)備的選型。分析配電故障過程可知，選擇的分段和聯(lián)絡(luò)重合器應(yīng)具備以下幾項功能：保護(hù)、控制、環(huán)網(wǎng)和通信功能，具體要能實現(xiàn)速斷、定時和反時限過流、重合閘、保存定值并自動切換，遠(yuǎn)方、自動和就地控制，與遠(yuǎn)方順利通信等，還能夠為操作機構(gòu)、終端設(shè)備和通信裝置提供電源，能夠安全可靠地在室外運行，并容易維護(hù)。

（2）繼電保護(hù)。分段開關(guān)及聯(lián)絡(luò)開關(guān)要能夠?qū)崿F(xiàn)速斷保護(hù)、定時限過電流保護(hù)和重合閘功能，并設(shè)定合理的整定值。首先，要保證有速斷保護(hù)和定時限過流保護(hù)功能，其中前者定值設(shè)定要能夠躲開被保護(hù)線路末端的最大短路電流，后者的定值要確保躲開被保護(hù)線路的最大負(fù)荷電流，整定值還要根據(jù)運行方式的變化而做出適當(dāng)調(diào)整。為保證系統(tǒng)的選擇性實現(xiàn)，在變電站出線開關(guān)處應(yīng)設(shè)置成限時速斷保護(hù)。

（3）通信系統(tǒng)。當(dāng)前常用的通信方式種類較多，其中，光纖通信相對較好，它更為穩(wěn)定，實現(xiàn)傳輸?shù)念l帶寬、損耗低，信息量大，設(shè)備體積小，能夠安裝在配網(wǎng)監(jiān)控裝置FTU里面，可以為低壓用電管理提供良好的通信通道。在通信系統(tǒng)的設(shè)計過程中，要根據(jù)所處地理環(huán)境和資金情況兼顧性價比和可靠性，充分利用已有資源，當(dāng)前，光纖通信的可靠性最高，而雙環(huán)自愈網(wǎng)又是光纖通信中最可靠的，所以，如果具備形成通信環(huán)網(wǎng)的條件，可盡量采用雙環(huán)自愈通信網(wǎng)，如果不具備，退而求其次，可采用鏈形通信方式。

（4）主站系統(tǒng)。主站系統(tǒng)在選型時要考慮實現(xiàn)實時監(jiān)控功能，就是能夠?qū)崟r采集處理整個系統(tǒng)終端上傳的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)報警、控制、故障判斷、隔離和非故障區(qū)域的恢復(fù)供電等一系列過程。在新建或改造調(diào)度自動化系統(tǒng)過程中，要充分考慮系統(tǒng)的功能需求，盡量采用配調(diào)一體化的主站系統(tǒng)[3]。對于已經(jīng)建立完成的調(diào)度自動化系統(tǒng)，雖然不具備配網(wǎng)自動化系統(tǒng)功能，但是本身它已經(jīng)能夠滿足當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)5年左右發(fā)展的需要，可以另外設(shè)立一套配網(wǎng)自動化系統(tǒng)，實現(xiàn)二者之間的數(shù)據(jù)共享。

4 結(jié)束語

隨著當(dāng)前社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和信息技術(shù)的發(fā)展，為了滿足人們的生產(chǎn)生活需求，保障他們的利益，配網(wǎng)自動化改造要全面開展。它通過對系統(tǒng)中各種數(shù)據(jù)、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和地理位置等信息進(jìn)行搜集和綜合分析，實現(xiàn)對整個配網(wǎng)及設(shè)備的運行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，確保安全運行，不斷提高供電可靠性，改善電能質(zhì)量，給人們生產(chǎn)生活帶來方便和安全。

參考文獻(xiàn)

[1]覃彬.淺談電力系統(tǒng)配網(wǎng)自動化技術(shù)應(yīng)用[J].山東工業(yè)技術(shù)，2014（21）：199-200.

[2]哈長發(fā).電力系統(tǒng)配網(wǎng)自動化技術(shù)應(yīng)用分析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2013（11）：157.

[3]黃小將.基于電力系統(tǒng)配網(wǎng)自動化技術(shù)研究分析[J].科技風(fēng)，2015（2）：31.