城市配網(wǎng)自動(dòng)化在配網(wǎng)中的應(yīng)用

作者/呂慶國(guó)，泰安供電公司

?

城市配網(wǎng)自動(dòng)化在配網(wǎng)中的應(yīng)用

作者/呂慶國(guó)，泰安供電公司

文章摘要：隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，城市發(fā)展的腳步不斷加快，人們的生活水平和企業(yè)的現(xiàn)代化生產(chǎn)和管理水平也不斷提高，城市安全可靠用電成了必須解決的問(wèn)題。2015年統(tǒng)計(jì)表明，全國(guó)城市居民用電量每年增長(zhǎng)20億kw/h，原先城市的配電系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)已經(jīng)無(wú)法滿足城市居民和企業(yè)的需求，城市配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)成為發(fā)展城市電力系統(tǒng)、促進(jìn)城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要手段。鑒于此，本文將針對(duì)城市配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的現(xiàn)狀及建設(shè)過(guò)程中應(yīng)注意的問(wèn)題進(jìn)行分析，從而提出一些有利于城市配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)的意見(jiàn)，希望能促進(jìn)城市電力供應(yīng)的穩(wěn)定。

關(guān)鍵詞：城市配網(wǎng)；自動(dòng)化系統(tǒng)；系統(tǒng)定位

經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快提高了人們的生活水平，也使人們對(duì)城市的供電質(zhì)量和效率提出了更高的要求。然而，長(zhǎng)期以來(lái)城市對(duì)電力建設(shè)缺少長(zhǎng)期的規(guī)劃，且不注重對(duì)電力建設(shè)的管理，使得多數(shù)城市的配網(wǎng)系統(tǒng)混亂復(fù)雜。因此，城市要大力發(fā)展配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量供電，從而促進(jìn)城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

1.城市配網(wǎng)自動(dòng)化概述

■1.1城市配網(wǎng)自動(dòng)化的含義

配網(wǎng)自動(dòng)化是一種集通信技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)于一體，對(duì)電力系統(tǒng)實(shí)施自動(dòng)動(dòng)態(tài)監(jiān)控的技術(shù)，它能夠?qū)崿F(xiàn)城市電力系統(tǒng)的自動(dòng)化運(yùn)行，以及城市電力調(diào)度的自動(dòng)化。其次，城市配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)還能夠在確保電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的基礎(chǔ)上，提高城市電力部門(mén)的經(jīng)濟(jì)效益。合理的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)城市配網(wǎng)自動(dòng)化的重要前提，其具備將電能負(fù)荷轉(zhuǎn)換成互供的能力，確保配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)在運(yùn)行過(guò)程中的安全性和可靠性，從而提高供電能力和供電質(zhì)量。

■1.2城市配網(wǎng)自動(dòng)化的作用

城市配網(wǎng)自動(dòng)化對(duì)城市供電有著重要的意義，具體涉及以下三點(diǎn)：一是實(shí)現(xiàn)城市配電網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化。配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)可以全面采集和監(jiān)控用戶的用電數(shù)據(jù)，使電網(wǎng)在良好的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中運(yùn)行。同時(shí)，配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)不僅可以采集用戶數(shù)據(jù)，還可以采集運(yùn)行的參數(shù)，在發(fā)生事故時(shí)進(jìn)行報(bào)警；二是對(duì)電壓進(jìn)行管理。配電網(wǎng)絡(luò)以實(shí)際電流和電壓作為數(shù)據(jù)參照，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)城市電壓的自動(dòng)化控制；三是對(duì)城市配網(wǎng)自動(dòng)化具有自我診斷功能，配電自動(dòng)化系統(tǒng)能夠在運(yùn)行中自我診斷網(wǎng)絡(luò)中的故障，并且還能對(duì)故障進(jìn)行有效的辨別，從而將分析結(jié)果提交給診斷部門(mén)。這種自我診斷的功能能夠避免電力系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中的損失。

■1.3城市配網(wǎng)自動(dòng)化的結(jié)構(gòu)

城市配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)主要由配電主站、配電子站、配電終端和通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。配電主站是電力系統(tǒng)中最重要的組成部分，連接各個(gè)子站點(diǎn)并能夠保持隨時(shí)通信。配電子站多設(shè)置在變電站的內(nèi)部，其作用是確保與電力終端的通信順暢。城市配電自動(dòng)化系統(tǒng)的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)環(huán)境較為復(fù)雜，不僅設(shè)備的種類(lèi)較多，涉及的監(jiān)控對(duì)象分布也十分廣泛，想要保持正常的系統(tǒng)通信，就必須要設(shè)立配電子站。而配電終端則是起到了監(jiān)控作用，配電終端監(jiān)控各個(gè)站點(diǎn)的變壓系統(tǒng)，從中找出節(jié)點(diǎn)中存在的問(wèn)題并反饋到配電主站。通信網(wǎng)絡(luò)是配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)中的重要設(shè)備，是連接主站和終端的重要通信設(shè)施。配電網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行過(guò)程較為復(fù)雜，通信設(shè)備更是分布廣泛，因此良好的通信系統(tǒng)是保障城市配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)正常運(yùn)行的前提條件。

2.城市配網(wǎng)自動(dòng)化的現(xiàn)狀

■2.1配電網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀

目前，我國(guó)城市配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境較為良好，處在一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)下。這主要體現(xiàn)在，首先城市配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的抵御風(fēng)險(xiǎn)能力較高，能夠較大程度降低用戶停電的概率；其次，城市的配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)還能夠有效解決城市夏季用電高峰的問(wèn)題，使居民夏季用電的穩(wěn)定性大大提高。然而，城市配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)目前仍然還存在一些問(wèn)題，比如不能滿足居民用電質(zhì)量和效率的高要求，還有不能徹底解決城市停電的問(wèn)題等。

■2.2配電設(shè)備現(xiàn)狀

長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)城市中的配網(wǎng)線路大多采用埋線電纜和架空相結(jié)合的方式，而隨著城市高樓的不斷增多，建筑物逐漸向高層發(fā)展，城市配網(wǎng)線路設(shè)備也在與時(shí)俱進(jìn)，逐步轉(zhuǎn)變?yōu)榈芈耠娎|的方式。但是，供電部門(mén)在實(shí)行地埋電纜措施時(shí)仍然出現(xiàn)了許多困難，比如地下電纜線路層次復(fù)雜導(dǎo)致整個(gè)城市的配電網(wǎng)絡(luò)混亂復(fù)雜，城市電路的負(fù)荷較高，嚴(yán)重影響了電網(wǎng)的運(yùn)行能力和負(fù)荷能力。

3.城市配網(wǎng)自動(dòng)化在配網(wǎng)中的應(yīng)用

■3.1應(yīng)用定位及目標(biāo)

城市配電自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用定位對(duì)城市未來(lái)的發(fā)展有著重要的意義。目前，我國(guó)城市處于飛速發(fā)展的時(shí)期，居民的用電量也在不斷增加，作為城市發(fā)展的重要保障，城市的供電規(guī)劃面臨著巨大的挑戰(zhàn)。因此，城市必須要進(jìn)行嚴(yán)格的供電系統(tǒng)規(guī)劃，首先應(yīng)根據(jù)城市的實(shí)際情況來(lái)進(jìn)行有效的分析，然后再結(jié)合城市未來(lái)的發(fā)展規(guī)劃來(lái)確定城市配電網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用定位，從而有效提高配電網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行效率。其次，在城市配電自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的過(guò)程中，還需要制定較為合理的發(fā)展規(guī)劃。在制定發(fā)展規(guī)劃時(shí)，需要注意以下幾點(diǎn)：首先，城市規(guī)劃部門(mén)要重視配電網(wǎng)絡(luò)的可靠性。盡管城市的配電網(wǎng)絡(luò)故障不可避免，但是配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)可以提升電網(wǎng)的運(yùn)行穩(wěn)定性，減少停電時(shí)間，提高配電系統(tǒng)的總體運(yùn)行水平。其次，城市規(guī)劃部門(mén)要注重對(duì)配電系統(tǒng)的電壓管理。只有加強(qiáng)對(duì)配電電壓的規(guī)劃和管理，才能夠保證城市電網(wǎng)的順利運(yùn)行，提高城市配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的功能。

■3.2應(yīng)用策略

（1）配電網(wǎng)架和設(shè)備

一般來(lái)說(shuō)，城市的供電配網(wǎng)線路都在10kV左右，且配網(wǎng)的主干線電網(wǎng)大多采取電纜鋪設(shè)和架空相結(jié)合的方式來(lái)運(yùn)行。但是，隨著城市的不斷發(fā)展，城市的建筑風(fēng)格越來(lái)越復(fù)雜，用傳統(tǒng)配網(wǎng)架空的方式來(lái)搭建電網(wǎng)的難度不斷加大。與此同時(shí)，規(guī)劃部門(mén)在規(guī)劃配網(wǎng)主干和分支網(wǎng)架的建設(shè)藍(lán)圖時(shí)必須要有超前意識(shí)，選擇具有高負(fù)荷能力的導(dǎo)線和設(shè)備，從而使得配網(wǎng)系統(tǒng)能夠高負(fù)荷運(yùn)載，滿足城市需要。另外，終端設(shè)備的開(kāi)關(guān)是城市配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的重要部分。規(guī)劃部門(mén)在進(jìn)行系統(tǒng)規(guī)劃時(shí)，要確保系統(tǒng)終端端口和終端設(shè)備的開(kāi)關(guān)接口匹配。近幾年來(lái)，一些供電企業(yè)已經(jīng)逐步意識(shí)到終端設(shè)備控制的重要性，為了防止設(shè)備出現(xiàn)故障，許多供電企業(yè)在終端上預(yù)留了另一個(gè)自動(dòng)化設(shè)備的接口，這種做法為配網(wǎng)自動(dòng)化提供了方便，也保障了配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的安全性。

（2）配電信息化系統(tǒng)

配電信息化系統(tǒng)是一種通過(guò)地理信息來(lái)進(jìn)行電力配網(wǎng)規(guī)劃，從而達(dá)到管理配網(wǎng)線路，連接供電企業(yè)電力設(shè)備、輸配電設(shè)備、電力用戶以及變電站等核心業(yè)務(wù)的綜合信息系統(tǒng)。城市在進(jìn)行配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)過(guò)程中，采用信息化系統(tǒng)可以有效改善配網(wǎng)線路多、分布廣和線路布網(wǎng)困難的問(wèn)題，這是因?yàn)榕潆娦畔⒒到y(tǒng)能夠準(zhǔn)確采集線路的地理信息變化情況，并最終反饋給終端設(shè)備。配電信息化系統(tǒng)在提供地理信息的同時(shí)，還可以提高城市的供電效率，使配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的管理水平得到提高，真正實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程自動(dòng)化控制。因此，配電信息化系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)城市配網(wǎng)自動(dòng)化管理的重要保障。

（3）配電自動(dòng)化體系

城市配網(wǎng)自動(dòng)化體系一般都是首先利用自動(dòng)化設(shè)備和開(kāi)關(guān)的配合，然后再由子站、主站和終端形成雙層數(shù)據(jù)收集和監(jiān)控部分來(lái)對(duì)配電網(wǎng)絡(luò)實(shí)施監(jiān)控，使配網(wǎng)主站的指令能夠以最快速度傳遞到每個(gè)配電終端和子站中，達(dá)到將終端設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)反饋到終端主站的目的。

主站的建設(shè)是城市配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)中至關(guān)重要的部分，系統(tǒng)無(wú)論采用哪一種自動(dòng)化形式，都需要主站來(lái)進(jìn)行系統(tǒng)的控制和管理。因此，有關(guān)部門(mén)在建設(shè)系統(tǒng)主站時(shí)，首先要考慮到主站建設(shè)的靈活性和實(shí)用性，然后再考慮主站管理的方便性。其次，配網(wǎng)線路的改線率較高，配網(wǎng)監(jiān)控點(diǎn)時(shí)常會(huì)遇到更換的情況，監(jiān)控點(diǎn)的更換會(huì)導(dǎo)致監(jiān)控信息的改變。因此，有關(guān)部門(mén)要及時(shí)將改變的數(shù)據(jù)信息反饋到配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)中去，以保證主站得到的信息與線路的運(yùn)行情況一致。如果子站監(jiān)控點(diǎn)的改變信息沒(méi)有在第一時(shí)間同步到配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)中，那么配網(wǎng)線路的實(shí)際運(yùn)行情況就會(huì)和主站顯示信息不符，這樣會(huì)大大降低城市配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的可靠性，系統(tǒng)也會(huì)失去其利用價(jià)值。當(dāng)前，我國(guó)已有多數(shù)城市開(kāi)始推進(jìn)配電自動(dòng)化系統(tǒng)的建設(shè)，并開(kāi)發(fā)了配套的配電自動(dòng)化使用評(píng)價(jià)系統(tǒng)，制定了相關(guān)工作制度和機(jī)制，為城市配電自動(dòng)化體系的建設(shè)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

（4）配網(wǎng)GIS系統(tǒng)

地理信息系統(tǒng)（GIS）是在信息技術(shù)的發(fā)展下，為收集、儲(chǔ)存、搜索、分析及輸出顯示地理空間定位數(shù)據(jù)而開(kāi)發(fā)的一款數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，其主要包括系統(tǒng)層、數(shù)據(jù)層、業(yè)務(wù)邏輯層構(gòu)成。見(jiàn)圖1。GIS系統(tǒng)在城市配電網(wǎng)自動(dòng)化中的應(yīng)用主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）輸配電線路管理；（2）配電網(wǎng)設(shè)施管理；（3）終端消耗管理。

圖1　配電網(wǎng)GIS系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

4.城市配網(wǎng)自動(dòng)化應(yīng)用中應(yīng)注意的問(wèn)題

城市配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)是一項(xiàng)涉及部門(mén)較廣、投資較大的系統(tǒng)工程。因此，在實(shí)施配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)之前，城市必須要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行整體規(guī)劃。城市規(guī)劃部門(mén)首先要根據(jù)當(dāng)?shù)爻鞘械陌l(fā)展特點(diǎn)，和供電企業(yè)等相關(guān)部門(mén)在信息化建設(shè)上達(dá)成一致意見(jiàn)，從而在綜合規(guī)劃和考慮的基礎(chǔ)上，制定配電自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展規(guī)劃。其次，城市在進(jìn)行配電系統(tǒng)改革的過(guò)程中，配電網(wǎng)的管理方式和原先傳統(tǒng)的管理方法也有了不同，在這種條件下，就必須要選擇具有高素質(zhì)和高能力的工作人員來(lái)操作城市配電自動(dòng)化系統(tǒng)。比如在進(jìn)行配網(wǎng)應(yīng)用分析時(shí)，工作人員必須要準(zhǔn)確地掌握系統(tǒng)的歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)和參數(shù)，這對(duì)工作人員提出了更高的要求，工作人員需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行定期使用和維護(hù)，更好地提高系統(tǒng)的運(yùn)行效率。

5.結(jié)語(yǔ)

近年來(lái)，我國(guó)城市高速發(fā)展，居民和企業(yè)對(duì)城市的供電效率和質(zhì)量都有了更高的要求，城市發(fā)展供電自動(dòng)化成了城市發(fā)展的首要工作。城市配電自動(dòng)化系統(tǒng)還要不斷提高技術(shù)水平，采用先試點(diǎn)后推廣的發(fā)展原則，為城市的可持續(xù)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

【參考文獻(xiàn)】

＊[1]程大橋.電力自動(dòng)化技術(shù)在配網(wǎng)運(yùn)行管理中應(yīng)用[J].中國(guó)科技博覽,2016(2)

＊[2]邱海峰,韓榮杰,湯宵,何婷.配網(wǎng)開(kāi)關(guān)柜樁頭溫度與載流量關(guān)聯(lián)算法研究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2016(3)

＊[3]李樹(shù)臣.電力配網(wǎng)自動(dòng)化運(yùn)行優(yōu)化策略研究[J].山東工業(yè)技術(shù),2016(1)

＊[4]張棟.分析配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行中存在的問(wèn)題[J].通訊世界,2015(12)

＊[5]傅希辰.配網(wǎng)自動(dòng)化在隔離配網(wǎng)故障中的探析及應(yīng)用[J].科技風(fēng),2015(24)

＊[6]鄭治.淺談配網(wǎng)自動(dòng)化規(guī)劃及實(shí)施[J].技術(shù)與市場(chǎng),2015(12)

＊[7]江泉.配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)小電流接地故障定位方法探討[J].華東科技：學(xué)術(shù)版,2015(12)