淺析配網(wǎng)自動化建設

林靖凱

【摘要】配網(wǎng)自動化就是利用現(xiàn)代電子技術(shù)、通訊技術(shù)、計算機及網(wǎng)絡技術(shù)，實現(xiàn)配電系統(tǒng)正常運行及事故情況下的監(jiān)測、保護、控制和配電管理的現(xiàn)代化。隨著國民經(jīng)濟的高速發(fā)展和改革開放的深入推進，電力用戶對電能質(zhì)量和供電可靠性的要求越來越高，電壓波動和短時的停電都會造成巨大的損失。因此，需要結(jié)合電網(wǎng)改造在配電網(wǎng)中實現(xiàn)配網(wǎng)自動化，以提高配電網(wǎng)的管理水平，為廣大電力用戶不間斷地提供優(yōu)質(zhì)電能。

【關(guān)鍵詞】配電；優(yōu)質(zhì)、電能；技術(shù)

[文章編號]1619-2737（2016）01-12-153

1. 前言

近年來，伴隨著我國經(jīng)濟的騰飛，電力行業(yè)、電力系統(tǒng)的建設也處于一個蓬勃發(fā)展的新階段。相關(guān)的電力技術(shù)也不斷地發(fā)展，從最初的時限順序送電裝置、自動隔離故障區(qū)、加快查找線故障地點，到后來應用電子自動控制技術(shù)。這些進步及時地填補了電力企業(yè)在信息化建設中的不足。再到后來伴隨著計算機通訊技術(shù)的發(fā)展，逐步地形成了包括遠程監(jiān)控、故障自動隔離及恢復供電、電壓調(diào)控、負荷管理等實時功能在內(nèi)的配網(wǎng)自動化技術(shù)。當這些技術(shù)在實際應用中日益被完善，便形成了高級自動化技術(shù)，高級自動化技術(shù)的應用使得原本被占用的企業(yè)的大量人力、物力和財力資源得到了進一步的合理分配，大大提高了電網(wǎng)調(diào)度的運行和管理效率。同時，配網(wǎng)調(diào)度的信息自動化也在供電企業(yè)以外的廣泛領域中產(chǎn)生了積極的影響，既而推動了相關(guān)行業(yè)向著管理自動化的階段邁進。由于配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的逐步應用，有效地促進了配電網(wǎng)絡運行的科學化，也為企業(yè)和部門的高效管理提供了必要保障。

2. 配網(wǎng)自動化的發(fā)展現(xiàn)狀

（1）配網(wǎng)技術(shù)迅猛發(fā)展的同時，存在的問題也相對突出。一方面，由于我國配電網(wǎng)的建設長期以來一直未被重視，使得我國的配網(wǎng)自動化進程遠落后于西方發(fā)達國家，嚴重影響了人民的生活質(zhì)量并一定程度上制約了國家經(jīng)濟的發(fā)展。隨著電力行業(yè)的迅速崛起，陳舊的配電網(wǎng)絡所暴露出的不足愈加明顯，這種局面急需得到改進。另一方面，電力作為一種商品，其使用價值必須滿足消費者的需求，不僅要保證供電的持續(xù)性，對于一些對電能質(zhì)量有更高要求的高精密設備還須保證供電的可靠性。在今天這個市場經(jīng)濟的大背景下，只有實現(xiàn)配網(wǎng)自動化，才能保證行業(yè)的健康發(fā)展。

（2）現(xiàn)階段我國的電網(wǎng)自動化才剛剛起步，這就要求我們必須格外注重當前配電網(wǎng)絡的建設，因為好的電網(wǎng)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)是實現(xiàn)配網(wǎng)自動化的基本前提。在初期的建設中我們必須保障配電網(wǎng)綜合實施改造的質(zhì)量和進程，以優(yōu)質(zhì)的電網(wǎng)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)為根本目標，做好統(tǒng)籌規(guī)劃，要從裝備上符合現(xiàn)代城市的發(fā)展要求，對配電網(wǎng)的改造要力爭達到高自動化的目標。

（3）隨著我國各地用電量的大幅攀升和配電線路的增加，配網(wǎng)調(diào)度的工作量明顯增加。手工填寫不僅占據(jù)了大量的工作時間，與信息自動化辦公要求不符，而且紙質(zhì)資料不易保存，同時相關(guān)數(shù)據(jù)也不方便查閱。原本可以用信息化手段處理的工作占用了企業(yè)大量的人力、物力和財力資源。對此，部分電力企業(yè)開始了配網(wǎng)自動化的探索，這種探索和創(chuàng)新在一定程度上簡化了企業(yè)的運行和工作流程，在節(jié)約成本的同時也充分地利用了人力資源，提高了配網(wǎng)調(diào)度中心的工作效能。在配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的開發(fā)過程中，應著重保證其滿足安全性、易用性、可擴展性和可移植性等各方面的要求，使其最終能持續(xù)的、可靠的為用戶供電，也就是說無論電力的緊張還是富余都應該以用戶用電的實際要求為出發(fā)點，做好用戶用電服務工作，避免其他事故所造成的供電影響。

3. 實現(xiàn)配網(wǎng)自動化的具體內(nèi)容

3.1配電網(wǎng)架規(guī)劃。

合理的配電網(wǎng)架是實施配電自動化的基礎，配電網(wǎng)架規(guī)劃是實施配電自動化的第一步，配電網(wǎng)架規(guī)劃應遵循如下原則：

（1） 遵循相關(guān)標準，結(jié)合當?shù)仉娋W(wǎng)實際；

（2）主干線路宜采用環(huán)網(wǎng)接線、開式運行，導線和設備應滿足負荷轉(zhuǎn)移的要求；

（3）主干線路宜分為3～5段，并裝設分段開關(guān)，分段主要考慮負荷密度、負荷性質(zhì)和線路長度；

（4）配電設備自身可靠，有一定的容量裕度，并具有遙控和智能功能。

3.2配電設備的選擇。

在配網(wǎng)自動化系統(tǒng)中，配電設備應包括一次設備――配電開關(guān)，二次設備――饋線遠方終端（FTU）、配變終端單元（TTU） 等，以及為一、二次設備提供操作電源和工作電源的電源設備。

實施配網(wǎng)自動化，必須以重合器、分段器、負荷開關(guān)等具有機電一體化特性的自動配電開關(guān)設備為基礎，在架空線路上作為分段和隔離故障用的開關(guān)應該具有免維護、操作可靠、體積小和安裝方便的特點，并且能適應戶外嚴酷的環(huán)境條件。

饋線遠方終端（FTU）用于采集開關(guān)的運行數(shù)據(jù)、控制開關(guān)的分合，為了達到“四遙”功能，必須具有通信功能。

配變終端單元（TTU）用于采集配電變壓器低壓側(cè)的運行數(shù)據(jù)，控制低壓電容器投切用于無功補償，通信的實時性要求低于FTU。

開關(guān)的操作電源和FTU的工作電源要根據(jù)配電網(wǎng)絡和設備的具體情況確定，可以從380/220V低壓網(wǎng)絡直接取得，也可以從10kV線路通過互感器獲得；可以采用蓄電池或UPS作為后備電源，也可以從其它配電線路獲得后備電源。

需特別注意的是，配電設備都在戶外布置，其工況條件惡劣，必須達到特定的運行環(huán)境要求，否則實施配電自動化不但無法提高供電可靠性，還會降低供電可靠性。

3.3通信系統(tǒng)建設。

通信系統(tǒng)是主站系統(tǒng)與配電網(wǎng)終端設備聯(lián)接的紐帶，主站與終端設備間的信息交互都是通過通信系統(tǒng)完成，因此必須有穩(wěn)定可靠的通信系統(tǒng)，才能實現(xiàn)配網(wǎng)自動化的功能。通信方式有：光纖通信、電力線載波、有線電纜、無線擴頻、借助公眾通信網(wǎng)等多種。配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的通信具有終端設備多，單臺設備的數(shù)據(jù)量小，實時性要求不同的特點，因此應因地制宜，根據(jù)當?shù)丨h(huán)境和經(jīng)濟條件確定合理的通信系統(tǒng)，同時要考慮調(diào)度自動化通信系統(tǒng)的建設。一般的，城區(qū)10kV主干線路采用光纜通信，建成光纜主干網(wǎng)，用于配電開關(guān)和主站間的實時通信；城區(qū)10kV 分支線路、變臺監(jiān)控、無功補償?shù)炔捎糜芯€通信，就近接入光纜主干網(wǎng)，或采用其它通信方式。

3.4配網(wǎng)主站建設。

配網(wǎng)主站是整個配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的監(jiān)控管理中心，應完成以下功能：

（1） 配電網(wǎng)實時數(shù)據(jù)采集與控制（SCADA）：通過終端設備和通信系統(tǒng)將配電網(wǎng)的實時狀態(tài)傳送到主站，在主站對配電網(wǎng)絡進行遠方監(jiān)視和控制，與調(diào)度自動化類似。包括配電開關(guān)的狀態(tài)，保護動作信息，運行數(shù)據(jù)等。

（2） 提供主站控制方式下的饋線自動化功能，用于完成線路故障的快速位、隔離和非故障區(qū)段的供電恢復，要求適用于各種復雜的網(wǎng)絡。

（3） 配電地理信息管理（AM/FM/GIS）：以地理圖為背景對配電設備、配電網(wǎng)絡進行分層次管理，包括查詢、統(tǒng)計等。

（4） 配電網(wǎng)應用分析（PAS）：對SCADA系統(tǒng)采集的運行數(shù)據(jù)進行分析計算，為調(diào)度員提供輔助決策，包括：網(wǎng)絡拓撲、狀態(tài)估計、潮流計算、網(wǎng)絡重構(gòu)、無功優(yōu)化、仿真培訓等，配電網(wǎng)具有與輸電網(wǎng)不同的特點，因此配電網(wǎng)應用分析的算法與能量管理系統(tǒng)（EMS）有所不同。

（5） 與其它應用系統(tǒng)（如MIS系統(tǒng)）接口：根據(jù)生產(chǎn)和管理的要求，配電主站系統(tǒng)需要與其它應用系統(tǒng)交換數(shù)據(jù)，給供電企業(yè)內(nèi)部其它部門提供配電網(wǎng)的信息。

4. 結(jié)語

隨著計算機軟硬件技術(shù)的發(fā)展，將會有越來越多的新技術(shù)應用于配電網(wǎng)中，配網(wǎng)自動化技術(shù)會逐步成熟，為配電網(wǎng)安全高效的運行提供技術(shù)保證。隨著電力市場的實行，供電企業(yè)對配電網(wǎng)運行的安全性和經(jīng)濟性要求越來越高，配網(wǎng)自動化是解決這一需求的必由之路。我們相信配網(wǎng)自動化建設必將為我國的配電網(wǎng)發(fā)展做出巨大貢獻。

參考文獻

[1]徐臘元.國內(nèi)配網(wǎng)自動化綜述[J].農(nóng)村電氣化，2004（3）：4～5.

[2]徐臘元.我國配網(wǎng)自動化的發(fā)展及實施方案[J].電工技術(shù)，2003（7）：5～7.

[3]馬世忠.對配網(wǎng)自動化建設的探討[J].農(nóng)村電氣化，2008（5）.