淺談電力系統(tǒng)中配電線路自動(dòng)化的配置

王力

（江蘇省電力公司靖江市供電公司　江蘇靖江　214500）

淺談電力系統(tǒng)中配電線路自動(dòng)化的配置

王力

（江蘇省電力公司靖江市供電公司江蘇靖江214500）

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，致使電網(wǎng)趨向自動(dòng)化，因此配電線路的自動(dòng)化是社會(huì)發(fā)展的要求。配電線路自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)，減少了能源使用率的同時(shí)，還提高了供電的安全性，為我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展打下了良好的基礎(chǔ)。

電力系統(tǒng)；配電線路；自動(dòng)化；配置

前言

配電系統(tǒng)自動(dòng)化是科技發(fā)展的產(chǎn)物，其提高了供電的可靠性，運(yùn)用了多種新型技術(shù)，為我國(guó)配電系統(tǒng)提供了有利的條件。本文對(duì)配電線路自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與配置等方面進(jìn)行了簡(jiǎn)單的分析。

1　新型配電線路自動(dòng)化的作用

1.1減少停電時(shí)間，提高供電可靠性

新型配電線路采用的是“手拉手”供電方式，其利用自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)出現(xiàn)故障的區(qū)域進(jìn)行隔離，縮短了停電的時(shí)間和面積，從而確保配電系統(tǒng)而及時(shí)的正常運(yùn)行，促使其更好的為人們服務(wù)，同時(shí)提高了供電的可靠性，為配線線路的不斷創(chuàng)新提供了有利的條件。

1.2減少電路運(yùn)行、檢修費(fèi)用

新型的配線線路會(huì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的安排，改變?cè)信潆娋€路線路復(fù)雜且多的現(xiàn)象。并且利用新型配電線路進(jìn)行供電時(shí)，當(dāng)出現(xiàn)部分系統(tǒng)故障時(shí)，可利用自動(dòng)化設(shè)備對(duì)線路進(jìn)行重新規(guī)劃，從而確保供電系統(tǒng)正常進(jìn)行。節(jié)省了配電線路的投資費(fèi)用。配電線路自動(dòng)化模式，可在線路出現(xiàn)故障上迅速找出故障所在，因此減少了尋找故障出處的時(shí)間，節(jié)約了檢修費(fèi)用的使用。

1.3實(shí)時(shí)監(jiān)控電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀況

實(shí)時(shí)監(jiān)控電力系統(tǒng)的運(yùn)行情況，對(duì)其運(yùn)行方式進(jìn)行優(yōu)化，從而使配電網(wǎng)能夠正常工作。如果配電網(wǎng)由于特殊情況出現(xiàn)異?；蚬收?，自動(dòng)化系統(tǒng)能對(duì)故障區(qū)域進(jìn)行準(zhǔn)確定位并快速做出排查和隔離，同時(shí)還不會(huì)影響到正常區(qū)域的供電，使局部故障引起的全區(qū)斷電的情況得到了有效的避免，停電面積因此而減少。

例如，當(dāng)配電線路出現(xiàn)低壓無(wú)功的現(xiàn)象時(shí)，若自動(dòng)化系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到了此現(xiàn)象，就會(huì)對(duì)線路進(jìn)行及時(shí)的補(bǔ)償，保證配電系統(tǒng)供電的質(zhì)量。

2　配電線路自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

2.1自動(dòng)化開(kāi)關(guān)

常用的配電線路自動(dòng)化開(kāi)關(guān)包括：自動(dòng)配電開(kāi)關(guān)、柱上SF6開(kāi)關(guān)、真空開(kāi)關(guān)和重合器，選擇開(kāi)關(guān)時(shí)應(yīng)由配電線路的自身特點(diǎn)和配電網(wǎng)的相關(guān)設(shè)備決定。其中，真空開(kāi)關(guān)由于能在發(fā)生故障時(shí)攔截短路電流，最大限度的降低了故障帶來(lái)的影響和停電發(fā)生的幾率，同時(shí)運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)，因此在實(shí)際生活中使用最為廣泛。

2.2主站DMS系統(tǒng)

主站DMS系統(tǒng)的主要功能是利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)控制配電網(wǎng)，主要包含故障自動(dòng)隔離軟件和SCADA軟件。故障自動(dòng)隔離軟件能在故障發(fā)生后，準(zhǔn)確檢測(cè)故障發(fā)生地點(diǎn)并進(jìn)行定位，同時(shí)及時(shí)隔離故障發(fā)生區(qū)域，以減少故障發(fā)生帶來(lái)的影響范圍。SCADA軟件能夠采集配電線路的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行遠(yuǎn)程管理和操作，事故發(fā)生時(shí)能夠及時(shí)報(bào)警。

2.3通訊系統(tǒng)

通訊系統(tǒng)是保障數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹匾A(chǔ)性系統(tǒng)，其包括網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器和數(shù)據(jù)傳輸終端構(gòu)成。其中網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)鏈路的建立和數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)。而數(shù)據(jù)傳輸終端可以采用GPRS模塊完成網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的各種通訊數(shù)據(jù)的傳遞。利用GPRS通訊模塊可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互連，支持多種通信手段和協(xié)議，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部數(shù)據(jù)傳遞的靈活性和可靠性。

2.4控制終端

控制終端主要是完成各種數(shù)據(jù)的采集與執(zhí)行指令功能，主要完成開(kāi)關(guān)數(shù)量也模擬量等參數(shù)的采集，如智能監(jiān)控器其采用高精度的采樣處理技術(shù)，通過(guò)軟件將數(shù)據(jù)進(jìn)行儲(chǔ)存和傳遞，以此方便數(shù)據(jù)分析。

3　配電線路自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和配置

3.1配電線路自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)

（1）加強(qiáng)配電線路在運(yùn)行時(shí)的安全和穩(wěn)定，以有效降低因故障引發(fā)停電而帶來(lái)的影響，減小停電的波及范圍和由此產(chǎn)生的損失。

（2）分析并處理設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中可能產(chǎn)生的問(wèn)題，對(duì)配電線路和配電網(wǎng)的運(yùn)行進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控和檢測(cè)，以確保能夠及時(shí)處理配電網(wǎng)在運(yùn)行中產(chǎn)生的問(wèn)題，減少事故發(fā)生及其損失。

（3）實(shí)行對(duì)整體配電網(wǎng)運(yùn)行水平的有效管理，基于數(shù)據(jù)的信息化，適當(dāng)提高對(duì)配電設(shè)備的管理，做到設(shè)備運(yùn)行的科學(xué)合理和數(shù)據(jù)反饋的及時(shí)準(zhǔn)確，以提高設(shè)備使用效率和配電線路的工作能力和適應(yīng)能力。

（4）在配電系統(tǒng)內(nèi)實(shí)行資源共享，使信息處理做到透明化，同時(shí)，優(yōu)化配電決策，提高管理能力，進(jìn)而使其工作能力得到有效發(fā)揮。

（5）進(jìn)行配電線路自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)，要保證實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)利益最大化，因此必須遵循經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性原則，在設(shè)計(jì)中適當(dāng)增加高科技，以確保配電系統(tǒng)運(yùn)行的安全和質(zhì)量。

（6）實(shí)施設(shè)計(jì)時(shí)，要選擇科學(xué)合理的接線方式，并嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)實(shí)施，以避免故障的產(chǎn)生，減少停電現(xiàn)象帶來(lái)的影響，提高配電線路的質(zhì)量和工作效率。

3.2配電線路自動(dòng)化系統(tǒng)配置

配電線路自動(dòng)化系統(tǒng)的目的是進(jìn)行實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控及操作，包括配電數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控系統(tǒng)（SCADA）、地理信息系統(tǒng)（GIS）和需方管理，如圖1所示。

圖1　配電線路自動(dòng)化系統(tǒng)配置圖

（1）配電數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控系統(tǒng)一開(kāi)始只應(yīng)用于輸電系統(tǒng)中，由于配電線路自動(dòng)化的發(fā)展，開(kāi)始逐漸應(yīng)用到整個(gè)配電網(wǎng)。配電數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控系統(tǒng)與輸電數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控系統(tǒng)相比雖然起步較晚，功能也基本一致，但由于前者可以采集到每個(gè)配電設(shè)備的終端上報(bào)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并由控制中心的調(diào)度員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，因而比輸電數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控系統(tǒng)更復(fù)雜且更獨(dú)特。

（2）地理信息系統(tǒng)是信息化的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)空間定位數(shù)據(jù)的獲取、存儲(chǔ)、分析及顯示，是基于空間科學(xué)、信息科學(xué)和地球科學(xué)的交叉技術(shù)，其結(jié)合了計(jì)算機(jī)技術(shù)和空間數(shù)據(jù)處理技術(shù)，通過(guò)建立系統(tǒng)和分析模型獲取所需信息。配電線路的地理信息系統(tǒng)包含四個(gè)子系統(tǒng)，分別為：站內(nèi)自動(dòng)化系統(tǒng)、饋線自動(dòng)化系統(tǒng)、負(fù)荷控制與管理系統(tǒng)、自動(dòng)抄表與計(jì)費(fèi)系統(tǒng)，通過(guò)融合管理信息系統(tǒng)及實(shí)時(shí)信息管理實(shí)現(xiàn)對(duì)圖形及屬性的雙重管理。

（3）需方管理是電力供需雙方協(xié)作實(shí)現(xiàn)對(duì)電力市場(chǎng)的管理的程序，包含了負(fù)荷控制與管理、自動(dòng)抄表與計(jì)費(fèi)兩方面，能夠有效提高供電的可靠性，降低能源消耗和雙方的成本支出。其中，負(fù)荷控制與管理系統(tǒng)是對(duì)用戶情況進(jìn)行分析后，得出最好的負(fù)荷控制和運(yùn)行計(jì)劃，同時(shí)按計(jì)劃實(shí)時(shí)監(jiān)控管理集中負(fù)荷和工廠用電負(fù)荷，并以最合理科學(xué)的電價(jià)指引用戶進(jìn)行負(fù)荷轉(zhuǎn)移，使負(fù)荷曲線平坦，進(jìn)而有效降低電力系統(tǒng)的運(yùn)行成本。自動(dòng)抄表與計(jì)費(fèi)系統(tǒng)包括后臺(tái)主站、電能表、采集模塊或終端、集中抄表器及通信信道，是通過(guò)公用電話網(wǎng)絡(luò)和負(fù)荷控制信道等方式把電能表中的數(shù)據(jù)向電能計(jì)費(fèi)管理中心傳輸，并由管理中心統(tǒng)一進(jìn)行處理和控制，這一系統(tǒng)無(wú)需工作人員在現(xiàn)場(chǎng)工作便能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)抄表和實(shí)時(shí)監(jiān)控，有效減輕了工作人員的工作量，提高了工作效率。

3.3線路檢測(cè)控制、診斷處理自動(dòng)化

線路檢測(cè)控制的自動(dòng)化，主要是為了實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)中饋電線路檢測(cè)、控制和故障診斷與處理過(guò)程的自動(dòng)化。目前，配電系統(tǒng)的自動(dòng)化在線路檢測(cè)控制與診斷處理過(guò)程中主要采用SCADA系統(tǒng)，即以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的DCS與電力自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)相結(jié)合，采集線路信息、變電站信息和用戶信息數(shù)據(jù)，并對(duì)配電網(wǎng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集與監(jiān)視，并且將數(shù)據(jù)通過(guò)以太網(wǎng)無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)同步傳輸?shù)脚潆娭髡?，以便于?shù)據(jù)的分析與處理。而完成饋電線路的故障診斷、故障隔離和網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)則需要按照數(shù)據(jù)分析結(jié)果進(jìn)行，進(jìn)而利用遠(yuǎn)程控制和自主控制技術(shù)對(duì)故障區(qū)域進(jìn)行隔離、處理和恢復(fù)供電等。

4　結(jié)語(yǔ)

新型配電線路的自動(dòng)化有效的提高了電力企業(yè)的工作效率和經(jīng)濟(jì)效益，在此基礎(chǔ)上，電力企業(yè)要想更進(jìn)一步的發(fā)展，就必須建立健全相關(guān)管理制度，優(yōu)化配電網(wǎng)的運(yùn)行，降低能源消耗，提高供電質(zhì)量和服務(wù)質(zhì)量。

[1]熊偉.淺議電力系統(tǒng)及其配電線路自動(dòng)化運(yùn)行[J].華人時(shí)刊，2014，29（6）：183.

[2]劉占榮，張永偉.配電線路自動(dòng)化系統(tǒng)配置及其運(yùn)行方式研究[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2013，15（29）：138.

TM76

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1673-0038（2015）38-0284-02

2015-8-4