城市配網(wǎng)自動化及其配網(wǎng)規(guī)劃的應用

廣東電網(wǎng)有限責任公司佛山南海供電局 潘志強

城市配網(wǎng)自動化及其配網(wǎng)規(guī)劃的應用

廣東電網(wǎng)有限責任公司佛山南海供電局 潘志強

在電力工程管理中，城市配網(wǎng)自動化建設是非常重要的內(nèi)容，并伴隨著社會生產(chǎn)力的發(fā)展不斷進步，而社會也對城市電力供應的穩(wěn)定性要求更高。本文分析我國當前城市配網(wǎng)自動化及規(guī)劃的應用現(xiàn)狀，以供參考。

城市配網(wǎng)自動化；配網(wǎng)規(guī)劃

配網(wǎng)自動化及其配網(wǎng)規(guī)劃的日常運行與管理通常是運用于現(xiàn)代化電子技術、網(wǎng)絡技術、計算機、通訊技術方面，配電過程通過實時信息、離線信息、用戶地理信息整合而成，發(fā)展至今，其自動化體系得到了完善，并逐漸促進配電的運營管理與發(fā)展。

1.城市配網(wǎng)自動化研究

配網(wǎng)自動化緊密聯(lián)系各個供電企業(yè)在供電質(zhì)量與效率方面的因素，充分應用自動化控制技術和計算機技術進行智能離線監(jiān)控的一種配網(wǎng)方式，其自動化的實現(xiàn)很好地解決了過去出現(xiàn)各種供電故障的問題，同時有效節(jié)約了人力和財力，很大程度地提高企業(yè)對城市用電需求的滿足率與供電的效率，并在此基礎上獲取經(jīng)濟效益[1]。歸根到底，城市配網(wǎng)自動化應用與實現(xiàn)就是通過自動化在電力系統(tǒng)中的運作，從而以自動方式實現(xiàn)電力的調(diào)度。在應用的多種配網(wǎng)自動化技術中，如自動控制技術、網(wǎng)絡信息技術、高新通訊技術等，都融于一體服務于系統(tǒng)工作，實現(xiàn)對整個系統(tǒng)自始至終的動態(tài)監(jiān)控，保護運作過程，完成遠程操作，確保電力系統(tǒng)實現(xiàn)穩(wěn)定安全地運行。

2.當前城市配網(wǎng)自動化發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 我國當前的配電設施及網(wǎng)絡現(xiàn)狀分析

當前，我國的大多數(shù)城市在配電網(wǎng)絡方面均處于良好的狀態(tài)，但配電線路基本為架空或電纜地埋的方式實現(xiàn)，尤其是廣大的農(nóng)村地區(qū)架空線路更多。但由于網(wǎng)絡設置的結構相對復雜，層次較多，聯(lián)絡相對混亂，采用多電源線路的分段方式配電使得一些地區(qū)的分段線路狀態(tài)不佳，并且網(wǎng)絡的負荷在不斷增長的同時無法滿足要求，出現(xiàn)了配網(wǎng)負荷大大超過提供能力的情況。因此也不難發(fā)現(xiàn)，近些年來，很多供電企業(yè)已經(jīng)逐漸從網(wǎng)架結構方面進行了調(diào)整與改造工作，持續(xù)加大供備線路的比重，盡可能地滿足負荷要求。配電自動化的總段與設施開關息息相關，其終端采集的數(shù)據(jù)以及對具體控制的需求也都與設施的開關接口相匹配，一些供電企業(yè)在比較早以前就已經(jīng)制定實施了大幅度修改陳舊設施，轉變?yōu)樽詣踊涌谠O施的方法，調(diào)節(jié)了改造的難度，于是也開發(fā)出一種主要工作重心為改造，其次以更換輔助改造的新模式。

2.2 我國城市配電信息化系統(tǒng)的構建

配電地理信息體系通過充分應用當?shù)氐牡乩硇畔⒓夹g以及電網(wǎng)規(guī)劃技術、管理技術促進配電管理計算機系統(tǒng)的實現(xiàn)，目的在于針對設施種類多、數(shù)量大、范圍廣、信息密集性高且配電網(wǎng)結構復雜的信息變化進行調(diào)整。其中，GIS系統(tǒng)對供電企業(yè)在配電生產(chǎn)運作和管理工作上發(fā)揮了重要作用，但具體到實際的運用過程，依舊存在很多不足。首先，這個系統(tǒng)本身是采用外包的方式實現(xiàn)開發(fā)與應用，導致企業(yè)管理者甚至工作人員并沒有對其具體的經(jīng)營管理與服務要求有足夠的認識，這也必然導致配網(wǎng)規(guī)劃的最終設計方案無法實現(xiàn)全面覆蓋與深度滲透，并且還有可能面臨實用性不強的問題[2]。其次，在一體化數(shù)據(jù)圖模的處理上也難以完好，無法實現(xiàn)與MIS自動化系統(tǒng)和SCADA數(shù)據(jù)的共享，導致后期的維護工作量大增，并且還會受到使用過程中的各種制約。

2.3 我國城市配電自動化系統(tǒng)結構的應用

2.3.1 配電網(wǎng)架設備

通常情況下城市的供電網(wǎng)線路為10kV左右，配網(wǎng)主干線很多采用電纜鋪設與架空結合的方式運行，隨著城市化進程的推進，城市建筑風格的復雜，傳統(tǒng)配網(wǎng)架空方式搭建電網(wǎng)難度增大，因此更多高負荷能力的導線與設備開始應用，以滿足城市需要。與此同時，終端設備開關與系統(tǒng)終端的端口相匹配，為了預防出現(xiàn)故障，城市的很多供電企業(yè)在終端上預留了另一個自動化設備接口，確保了自動化系統(tǒng)安全性。

2.3.2 配電自動化體系

城市配網(wǎng)自動化體系通常先利用自動化設備與開關的配合，通過子站、主站以及終端形成雙層數(shù)據(jù)收集與監(jiān)控部分來監(jiān)控配電網(wǎng)絡，確保配電網(wǎng)主站指令可以以最快的速度傳遞到每一個配電終端與子站中去，從而達到將終端設備運行數(shù)據(jù)反饋到終端主站的目標。在建設系統(tǒng)主站時，首先必須考慮主站建設實用性與靈活性的問題，其次要求配網(wǎng)線路改線率高，針對監(jiān)控點隨時更換的情況改變監(jiān)控信息，相關部門必須將改變的數(shù)據(jù)信息及時反饋到配網(wǎng)自動化系統(tǒng)中去，確保主站得到的信息與線路運行情況一致。一旦子站監(jiān)控點信息改變沒有及時同步到自動化系統(tǒng)中，那么哦誒網(wǎng)線路實際運行情況就會出現(xiàn)于主站顯示信息不對稱，也就影響了城市配網(wǎng)自動化系統(tǒng)可靠性，系統(tǒng)的價值將失去。

2.3.3 配網(wǎng)GIS系統(tǒng)

地理信息系統(tǒng)的應用能夠收集、儲存和分析輸出的地理空間定位數(shù)據(jù)，主要包括了系統(tǒng)層、數(shù)據(jù)層以及業(yè)務邏輯層，在城市配電網(wǎng)自動化的應用中有以下三方面的表現(xiàn)，分別為輸配電線路管理、配電網(wǎng)設施管理以及終端消耗管理。具體結構圖示如下。

圖1 配電網(wǎng)GIS系統(tǒng)結構圖示

2.4 我國城市配電自動化的通信模式應用

配電自動化系統(tǒng)的實現(xiàn)離不開合理的通信方式，將實現(xiàn)對配電網(wǎng)主站系統(tǒng)控制的命令準確傳達到遠程的配電終端，就能及時正確地反映遠程配電終端各項設施運作的情況，其對應的數(shù)據(jù)信息也將能及時發(fā)送至控制中心。當前的應用現(xiàn)狀中，由于很多地區(qū)的通信設施環(huán)境較為惡劣，分布范圍非常廣，數(shù)量眾多，系統(tǒng)復雜，所以在通信方法使用方面的安全性、管理性等均難以得到保障。在實際的操作當中，必須根據(jù)不同城市地區(qū)的發(fā)展情況，因地制宜，采用最合理的通信方法，以保證配電自動化的安全穩(wěn)定運行。

分散多點通信方式是配電網(wǎng)監(jiān)控的關鍵技術，與配電自動化的要求相符，無論選擇哪一種通信形式都要在確定配電網(wǎng)的結構模式以后針對當?shù)氐那闆r以及相關因素進行綜合的技術與經(jīng)濟比較，比如分別應用于城市中心地區(qū)、郊區(qū)，或是地下電纜配電等。在考慮建設配電自動化通訊網(wǎng)以后，要采用與當?shù)仉娏Σ块T成功使用的技術與組網(wǎng)形式，盡可能一步到位，少走彎路，保持通訊網(wǎng)的穩(wěn)定與高效運行，同時要對其進行計劃性維修，預防過多的緊急檢修事件。對城網(wǎng)自動化的通信主干網(wǎng)，則要采用專用網(wǎng)，如使用導引電纜、光纖或配電載波等，確保對配電網(wǎng)干線重要開關站以及環(huán)網(wǎng)開關柜的支線線路的監(jiān)控，有助于提高城網(wǎng)供電可靠性，縮短故障時間。針對非重要的分支線與用戶配電房，尤其是與監(jiān)控中心較遠的負荷點，則要租用市話網(wǎng)的通訊線路?？傊?，對整個配電自動化通信而言，需要根據(jù)當?shù)氐膶嶋H情況采用多種通信方式的組合，同時有主備通道，確保通信網(wǎng)絡暢通，才能確保配電網(wǎng)在通訊模式上的自動化應用[3]。

3.城市配網(wǎng)的規(guī)劃與應用措施探討

3.1 確保主干網(wǎng)線的穩(wěn)定運作

配網(wǎng)規(guī)劃必須以具體的負荷控制要求為標準，注重對主干線網(wǎng)絡穩(wěn)定運轉時負荷電流的控制，如控制單環(huán)網(wǎng)饋線不超過250A，多環(huán)網(wǎng)饋線不超過300A，輻射線不超過400A等等，一旦負荷電流超出范圍，就要從增加線路等方面考慮以實現(xiàn)分割負荷的目標，從而轉供負荷，下圖2表示配電網(wǎng)絡饋線情況。

圖2 配電網(wǎng)絡饋線具體安排

3.2 注重變電站的聯(lián)絡饋線安排

在規(guī)劃配電聯(lián)絡時，工作人員還要注重對變電站聯(lián)絡用線的安排，如10kV饋線需要至少4條以上，而負荷則不能超過導線安全截流量的一半，才能確保符合變電站負荷轉移的要求。對電纜管道的規(guī)劃也要考慮實際的情況，要求終期同時完成，而電氣建設可分期完成等。下圖3表示配電網(wǎng)絡饋線出線的安排。