面向供電可靠性的配電自動化系統(tǒng)規(guī)劃探討

楊玉平

（國網(wǎng)鄱陽縣供電有限責(zé)任公司 江西鄱陽縣）

面向供電可靠性的配電自動化系統(tǒng)規(guī)劃探討

楊玉平

（國網(wǎng)鄱陽縣供電有限責(zé)任公司 江西鄱陽縣）

近幾年，我國綜合國力的迅速提升，使得經(jīng)濟(jì)實力和科技實力也發(fā)展迅猛。隨之而來對電力的需求量也不斷加大，對供電穩(wěn)定性的要求也逐漸嚴(yán)格。政府和行業(yè)對電力可靠性的重視程度也不斷增加。因此，對電力的探討是非常重要的。本文中，筆者將對供電的可靠性，配電自動化等方面展開介紹，希望能對電力的發(fā)展有所幫助。

供電；可靠性；配電自動化；規(guī)劃

1 引言

理論和實踐證明，供電系統(tǒng)的可靠性主要是依靠配電自動化來實現(xiàn)的，這在上個世紀(jì)就已經(jīng)開始實行，具體是通過網(wǎng)架合理化和配電設(shè)施這兩種途徑來實現(xiàn)。然而，隨著時間的增加和各方面的發(fā)展，若按照以前的方式供電，就會出現(xiàn)電力供不應(yīng)求的情況，所以，在一些技術(shù)上又進(jìn)行了適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)。在電力的終端設(shè)施上并不每處都需配備，也不是都需要進(jìn)行遙控。在本文中，筆者將對實踐中的配電系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)展開詳細(xì)的介紹，著重介紹配電自動化和供電可靠性的有關(guān)內(nèi)容，促進(jìn)我國對電力的研究和發(fā)展。

2 配電自動化介紹

2.1 配電自動化結(jié)構(gòu)

一般，將配電自動化分為三部分，其包括：主站層、子站層、終端設(shè)備。

2.1.1 主站層

主站層是進(jìn)行配電的首個部分，組成部分比較繁復(fù)，包括服務(wù)器的前置設(shè)備、儲存數(shù)據(jù)的設(shè)備、調(diào)度電力的服務(wù)設(shè)備、通信服務(wù)設(shè)備、分析電力的服務(wù)設(shè)備和工作人員的工作臺、操作臺，區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)設(shè)施、防火墻等。

主站層的框架的建立主要的在信息交錯聯(lián)系的基礎(chǔ)上，各種設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳遞要遵循語法，不能隨意交換?？偟膩碚f，主站層的各種設(shè)施都要形成一體化的管理和技術(shù)。完整的主站層是由支撐層、操作執(zhí)行層、硬件設(shè)施層、應(yīng)用執(zhí)行層這四個層面組成。每個層次的設(shè)備都應(yīng)采用先進(jìn)、標(biāo)準(zhǔn)的儀器，在使用時嚴(yán)格遵守使用方法和原則。

2.1.2 子站層

在整體的配電網(wǎng)絡(luò)中，由于進(jìn)行監(jiān)控的區(qū)域和地點多，為了監(jiān)控方便及時，建立了子站層，這是在整體的配電過程中的一個中轉(zhuǎn)站，主要作用于對終端設(shè)備的通信，在一定程度上還可以減輕通訊設(shè)備的工作負(fù)擔(dān)。換句話說，子站層是對終端設(shè)備的數(shù)據(jù)或者指令的傳輸途徑，將現(xiàn)場的信號發(fā)送到通信設(shè)備上，這就使得通訊方式多樣化，通過多種途徑來與終端設(shè)備、通訊設(shè)備聯(lián)系上。這充分表明子站層的中轉(zhuǎn)作用。不僅子站層可以上下鏈接，還可以判斷設(shè)施是否出現(xiàn)故障、進(jìn)行復(fù)原等功能。

子站層的建立一般是在變電站上，這就使得子站層對變電站也有一定的設(shè)立作用。子站層能夠收集線路的數(shù)據(jù)，對現(xiàn)場進(jìn)行及時的監(jiān)控。

2.1.3 終端層

終端設(shè)備位于整個配電系統(tǒng)的最后部分，終端層是由變電站、配電站、開關(guān)站、環(huán)網(wǎng)柜等幾部分構(gòu)成。終端層不同于子站層的一體化技術(shù)，而是綜合性較突出的裝置。

終端站的作用很明顯，主要是負(fù)責(zé)主要是向各種的配電設(shè)備傳輸數(shù)據(jù)，同時接受主站層的指令，并且進(jìn)行相應(yīng)的操作執(zhí)行。

2.2 配電自動化通信系統(tǒng)

由上文可知，各種設(shè)備之間的聯(lián)系主要是數(shù)據(jù)的傳輸，這些數(shù)據(jù)一般都是實時數(shù)據(jù)，特別是在終端層與主站層之間的傳輸。主站層的建立一般是在供電的企業(yè)中，數(shù)據(jù)的傳輸主要是由企業(yè)所在的區(qū)域網(wǎng)負(fù)責(zé)。由于區(qū)域網(wǎng)的覆蓋范圍廣，設(shè)置的通訊節(jié)點數(shù)量大，怎樣建立可靠的通信系統(tǒng)是順利地實現(xiàn)配電自動化的關(guān)鍵點。

2.2.1 技術(shù)方面

從技術(shù)方面來說，無線網(wǎng)方式并不適合。其原因主要包括以下幾個方面：①安全性能不高；②實時性不高，不能確保數(shù)據(jù)；③達(dá)不到遙控技術(shù)的要求。所以，無線網(wǎng)方式不適合，反而更適合信息的自動化的輸入。

2.2.2 經(jīng)濟(jì)方面

從經(jīng)濟(jì)方面來說，無線網(wǎng)方式更為符合。需要注意的是，雖然無線網(wǎng)的早期投入資金少，但后期的維護(hù)資金卻大大增加。

表1 通信組網(wǎng)方案經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較

3 系統(tǒng)的可靠性模型

3.1 簡單系統(tǒng)的可靠性模型

在配電系統(tǒng)的鏈接中，主要是靠各種元件中最基本的串聯(lián)和并聯(lián)方式，不僅簡單，操作性高，而且安全性也高，幾乎不會出現(xiàn)大的損失。在計算時，由于元件之間的簡單的鏈接方式，可以將復(fù)雜的計算轉(zhuǎn)化為簡單的計算，將整體化為部分。

3.1.1 串聯(lián)系統(tǒng)的可靠性模型

在串聯(lián)的鏈接方式中，主要是包括兩個及以上的元件構(gòu)成，但不足的是，若是其中一個元件出現(xiàn)故障，整個系統(tǒng)將會停止工作。換句話說，要想整個系統(tǒng)良好的進(jìn)行工作，必須要保證各個元件的完好無損。

3.1.2 并聯(lián)系統(tǒng)的可靠性模型

在并聯(lián)的鏈接方式中，主要是包括兩個及以上的元件組成，不需要像在串聯(lián)系統(tǒng)中必須確保每個元件的完好性，只有在每個元件同時損壞時，系統(tǒng)才不會繼續(xù)工作。并聯(lián)系統(tǒng)在一定程度上比串聯(lián)系統(tǒng)耐用性更持久。

3.2 復(fù)雜系統(tǒng)的可靠性模型

由于在整個配電系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，范圍廣泛，眾多的元件的鏈接關(guān)系也很雜亂，在某些情況上串聯(lián)、并聯(lián)并不能夠解決實際鏈接問題。所以，如果要是對整個配電系統(tǒng)進(jìn)行有效的可靠性測估，計算量必須減小，若是系統(tǒng)實在復(fù)雜，計算結(jié)果就會有待偏差，結(jié)果有待考量。

4 供電可靠性評估流程

供電的可靠性評估的流程在下面的圖1中全部包括。由圖1可知，在整個鏈接過程中，許多元件被當(dāng)做單個元件進(jìn)行串聯(lián)鏈接，這就使得在計算過程中減少了許多元件的算入，將計算過程簡單化。為了使得計算結(jié)果更加準(zhǔn)確，更加貼近實際情況，在測估的過程中將開關(guān)、電氣的極限值等因素考慮進(jìn)去，以及各種故障等因素。

圖1 配電自動化條件下配電系統(tǒng)供電可靠性評估流程圖

5 配電自動化實施對供電可靠性影響

基于用戶的可靠性指標(biāo)：

（1）SAIFI是指平均每個用電用戶的停電平率。

SAIFI=用戶停電總次數(shù)/用戶總數(shù)

（2）SAIDI是指系統(tǒng)中每個用戶停電持續(xù)時間的平均總量。

SAIDI=所有用戶停電持續(xù)時間的總和/用戶總數(shù)

（3）CAIDI是指系統(tǒng)中每個用電用戶停電時間的平均值。

CAIDI=所有用戶停電持續(xù)時間的總和/用戶停電的總次數(shù)

（4）ASAI是指提供電量中可以利用的平均值。

ASAI=用戶可以用電的小時數(shù)/用戶需要用電的小時數(shù)

6 配電網(wǎng)供電可靠性聯(lián)系的條件

6.1 配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造

配電網(wǎng)的特性是配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造，配電網(wǎng)最可靠的關(guān)鍵條件是配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造，配電網(wǎng)安全可靠實施的底柱也是配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造。網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造質(zhì)量的提升、轉(zhuǎn)供能力的進(jìn)步都可以減免許多的施工隊的停電、打算檢修停電等項目。網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造是改善配電網(wǎng)可靠性以前固有的方案。配電網(wǎng)代表型網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造包涵：輻射式、環(huán)式、多分段、雙電源等網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造，它的供電可靠性逐步提升。進(jìn)入21世紀(jì)，伴著配電網(wǎng)提高了它的可靠性的水平，顯現(xiàn)出了新型“三雙”接線的供電可靠性更好的形式。現(xiàn)在普遍認(rèn)可的我國最好的可靠性的配電網(wǎng)接線型式為“三雙”。

6.2 配電開關(guān)設(shè)置的組合模式

斷路器、分段器、重合器、負(fù)荷開關(guān)、用戶分界開關(guān)等組成了配電線路上的開關(guān)設(shè)置，線路的分段是由沿線裝置開關(guān)設(shè)置完成的，每一段線路有一定量的用電戶，為提升配電網(wǎng)可靠性，適當(dāng)使各負(fù)荷點間的聯(lián)系降低。

不同開關(guān)設(shè)備所具有的功能不完全一樣，這就使得配網(wǎng)可靠性的提高的進(jìn)程由不同開關(guān)設(shè)置的組合形式而不同。

6.3 配電終端的配置

在配電自動化的條件下，配電自動化系統(tǒng)的配置所擁有的“三遙”或“二遙”配電終端機能，能夠完成開關(guān)設(shè)備和環(huán)網(wǎng)單元的監(jiān)控及監(jiān)看線路的運行狀況，還能實現(xiàn)故障的迅速定位、隔離和轉(zhuǎn)供。配電自動化規(guī)劃的優(yōu)良步驟是通過配電終端數(shù)量和位置配置的提升來實現(xiàn)的。當(dāng)配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)一定時，配電終端配置案的好壞與配電網(wǎng)梳理事故策略及配電網(wǎng)的供電可靠性水平有著密切聯(lián)系。

6.4 配電網(wǎng)故障處理模式

整個配電系統(tǒng)執(zhí)行管理、一次網(wǎng)架和設(shè)備、通信水平的綜合方式是由配電網(wǎng)梳理事故的水平表現(xiàn)的。配電自動化投資的好壞和實施的效果是由故障處理方式的選擇來決定的。

6.5 其他因素

除此之外，配電網(wǎng)供電可靠性有關(guān)的因素還包涵負(fù)荷水平及分布情況、配電網(wǎng)管理水平、負(fù)荷的增長速度、自然以及社會因素等。

7 總結(jié)

通過多上文的介紹，總的來說，配電系統(tǒng)的設(shè)立并不是有同一的標(biāo)準(zhǔn)，要具體情況具體分析，要設(shè)立適合該地區(qū)的配電系統(tǒng)。合理的規(guī)劃，經(jīng)濟(jì)的投入，謹(jǐn)慎的執(zhí)行，嚴(yán)格的管理，不僅可以提高整個電力系統(tǒng)的安全性，還可以提升供電的可靠性。

供電可靠性的主要是通過配電自動化的途徑來得到保障，但是不同的地區(qū)要根據(jù)本地區(qū)各方面的因素來進(jìn)行合理的規(guī)劃設(shè)計。在本文中提出的意見和介紹只是個人意見，僅供參考，在具體的情況和不同的地區(qū)并不完全使用，可稍加改正。

[1]劉健，趙樹仁，張小慶.中國配電自動化的進(jìn)展及若干建議[J].電力系統(tǒng)自動化，2012，36（19）：12～16.

[2]別朝紅，王錫凡.配電系統(tǒng)可靠性分析[J].中國電力，1997，5（30）：10～13.

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2016-3-28