實(shí)用型配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)思路淺議

樊星辰

摘 要：論述了我國(guó)配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)的現(xiàn)狀和取得的成績(jī)，并論述了配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)過程中存在的問題，提出了以故障指示器及其他多種類型終端相互配合的簡(jiǎn)易實(shí)用型配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)方案，并提出了配電網(wǎng)建設(shè)改造原則。該實(shí)用型配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)方案對(duì)解決當(dāng)前配電網(wǎng)建設(shè)過程中存在的諸多問題，以有限的資金盡可能地提高供電可靠性，實(shí)現(xiàn)投入產(chǎn)出比最大化具有較好的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng)自動(dòng)化；實(shí)用型；故障指示器；供電可靠性

中圖分類號(hào)： TD61 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1673-1069（2016）26-149-2

0 引言

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，電能作為不可替代的基礎(chǔ)能源，在現(xiàn)代生產(chǎn)生活中發(fā)揮著巨大作用。發(fā)電、輸電、變電、配電、用電作為電能生產(chǎn)傳輸?shù)奈宕蟓h(huán)節(jié)層層緊扣，而配電作為居民用電過程的末梢環(huán)節(jié)跟居民生活關(guān)系緊密。配電網(wǎng)的供電可靠性直接關(guān)系到廣大民眾的用電安全和生產(chǎn)安全，配電網(wǎng)的供電經(jīng)濟(jì)性又直接關(guān)系到供電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，所以說配電網(wǎng)在整個(gè)電能傳遞過程中起到承上啟下，聯(lián)系供電用戶與供電企業(yè)橋梁的關(guān)鍵作用。

配電網(wǎng)的可靠性和經(jīng)濟(jì)性作為配電網(wǎng)建設(shè)改造的兩大目標(biāo)被廣泛關(guān)注，當(dāng)前社會(huì)各種電子設(shè)備和儀器的大面積使用，使得任意短時(shí)間的停電都可能導(dǎo)致不可估量的后果，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失或政治影響，必須盡可能地提高供電可靠性，并且提高供電可靠性也作為一項(xiàng)重要指標(biāo)納入了國(guó)家電網(wǎng)“十三五”行動(dòng)計(jì)劃中[1-6]，規(guī)定供電可靠性由2014年的99.35%上升到2020年的99.82%。

近年來隨著智能電網(wǎng)的快速推進(jìn)，配電網(wǎng)也有了長(zhǎng)足的發(fā)展，其建設(shè)規(guī)模越來越大，監(jiān)控設(shè)備越來越多，依靠以前人工進(jìn)行故障定位將完全不適應(yīng)當(dāng)前配電網(wǎng)之發(fā)展，故此各地紛紛上馬了一大批配電網(wǎng)監(jiān)控主站系統(tǒng)，有效解決了長(zhǎng)期存在的配電網(wǎng)“盲調(diào)”問題。

但是在配電網(wǎng)的建設(shè)過程中也存在著求大求全的問題，導(dǎo)致資源分布不均，一些地區(qū)大批資源閑置，而另一些地區(qū)又沒有任何自動(dòng)化設(shè)備，而且還有一些地區(qū)唯供電可靠性指標(biāo)論，而不考慮實(shí)際情況，為盲目提高供電可靠性浪費(fèi)大量資源。

1 我國(guó)配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)發(fā)展現(xiàn)狀

我國(guó)的配網(wǎng)自動(dòng)化研究起步比較晚，從20世紀(jì)90年代中期始，較國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家滯后20年，但發(fā)展很快。從1998年開始國(guó)家啟動(dòng)城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造，配網(wǎng)自動(dòng)化獲得較大范圍內(nèi)的工程化實(shí)施，到2003年底，我國(guó)有一百多個(gè)地級(jí)城市建立起了配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)。

近年來，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)與社會(huì)的快速發(fā)展，民眾對(duì)供電質(zhì)量及供電可靠性要求的不斷提高，配網(wǎng)自動(dòng)化又引起了人們的重視，智能電網(wǎng)的推廣，極大地推動(dòng)了配網(wǎng)自動(dòng)化的發(fā)展。南方電網(wǎng)2008年啟動(dòng)了廣州、深圳兩個(gè)城市的配網(wǎng)自動(dòng)化試點(diǎn)工作，之后有啟動(dòng)了南寧、昆明、東莞等13個(gè)主要城市的配網(wǎng)自動(dòng)化工程。國(guó)家電網(wǎng)公司2009年開始啟動(dòng)了杭州、廈門、北京、銀川4個(gè)城市的配網(wǎng)自動(dòng)化試點(diǎn)，至2014年底，國(guó)家電網(wǎng)公司共批復(fù)配電自動(dòng)化項(xiàng)目84個(gè)，涉及76個(gè)城市，其中通過國(guó)網(wǎng)公司實(shí)用化驗(yàn)收項(xiàng)目46個(gè)，工程驗(yàn)收項(xiàng)目17個(gè)，在建項(xiàng)目21個(gè)。63個(gè)通過工程或?qū)嵱没?yàn)收的配電自動(dòng)化項(xiàng)目覆蓋面積28013平 方公里，涉及10千伏線路19124條（占城網(wǎng)的18.14%）、開關(guān)站2595座、環(huán)網(wǎng)柜21674座、 配電室7319座、柱上開關(guān)51172臺(tái)[1-6]。

并且國(guó)家電網(wǎng)在“十三五”行動(dòng)規(guī)劃中明確規(guī)定：2015-2020年，配電網(wǎng)建設(shè)改造投資不低于2萬億元，其中2015年投資不低于3000億元，“十三五”期間累計(jì)投資不低于1.7萬億元。預(yù)計(jì)到2020年，高壓配電網(wǎng)變電容量達(dá)到21億千伏安、線路長(zhǎng)度達(dá)到101萬公里，分別是2014年的1.5倍、1.4倍，中壓公用配變?nèi)萘窟_(dá)到11.5億千伏安、線路長(zhǎng)度達(dá)到404萬公里，分別是2014年的1.4倍、1.3倍。國(guó)家對(duì)配電網(wǎng)的建設(shè)投資可謂是不遺余力，形勢(shì)是非?？上驳摹?/p>

2 我國(guó)配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)中存在的問題

雖然，我國(guó)配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)取得了巨大的成就，但是，通過這幾輪的配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)，也發(fā)現(xiàn)了諸多的問題。我國(guó)配電自動(dòng)化試點(diǎn)的特點(diǎn)是以城市城區(qū)配網(wǎng)自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)為主，采用大主站、DTU/FTU建設(shè)為核心內(nèi)容，并且大面積實(shí)現(xiàn)三遙應(yīng)用。這樣就會(huì)導(dǎo)致以下問題：

①投資面小

配電自動(dòng)化建設(shè)含主站、通信、一次設(shè)備新建/改造、二次設(shè)備等多個(gè)部分，投資很大。對(duì)于很多未覆蓋配電自動(dòng)化的區(qū)域來說，很難實(shí)現(xiàn)全覆蓋。

②施工停電困難

在影響供電可靠性的故障停電和預(yù)安排停電中，預(yù)安排停電是影響供電可靠性的主要因素，占總停電時(shí)間的73%；故障停電時(shí)間占27%。預(yù)安排停電中，檢修停電和工程停電是主要因素，占預(yù)安排停電時(shí)間的98%。目前配電自動(dòng)化施工停電成為一件比較困難的事情。

③運(yùn)維要求高

配電自動(dòng)化工程涉及一次設(shè)備、二次設(shè)備、通信設(shè)備、主站等多個(gè)運(yùn)行維護(hù)環(huán)節(jié)，對(duì)運(yùn)維人員的專業(yè)技能要求很高，目前缺少相應(yīng)的專業(yè)運(yùn)維團(tuán)隊(duì)，導(dǎo)致配電自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)跟不上，限制了系統(tǒng)功能的充分利用，影響了系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。

④設(shè)備質(zhì)量有待提高

部分配電自動(dòng)化設(shè)備質(zhì)量有待提高，導(dǎo)致使用單位對(duì)自動(dòng)化功能的實(shí)現(xiàn)沒有信心，造成一些項(xiàng)目“高配低用”，三遙終端當(dāng)兩遙用，全自動(dòng)化模式改為半自動(dòng)化或全人工化模式，造成資源的閑置浪費(fèi)。

綜述所述，目前的建設(shè)模式在有限的投資限制下很難在大面積提高供電可靠性，不具有完全推廣的價(jià)值。

3 實(shí)用型配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)發(fā)展思路

為解決上述諸多問題，在有限的投入資金下，最大可能地提高供電可靠性，提出以故障指示器為主，各個(gè)三遙DTU＼FTU終端相互配合的實(shí)用型配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)模式，以適應(yīng)供電可靠性要求不是太高的A類或B類以下區(qū)域的配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)實(shí)際要求，最大程度的發(fā)揮有限建設(shè)資金的投入產(chǎn)出比最大化，最大程度的提高用戶供電可靠性[7-11]。

所謂實(shí)用型配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)模式是指相對(duì)于智能型配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)模式而言的，具體指根據(jù)當(dāng)?shù)毓╇娍煽啃缘囊髮?shí)際，選擇以故障指示器等兩遙終端為主，配合部分關(guān)鍵點(diǎn)三遙終端及簡(jiǎn)易配電網(wǎng)自動(dòng)化主站系統(tǒng)的非高可靠性區(qū)域自動(dòng)化建設(shè)模式。

實(shí)用型配電自動(dòng)化建設(shè)模式需要具備以下設(shè)計(jì)原則：

①覆蓋面廣，大規(guī)模推廣

要求配電自動(dòng)化單點(diǎn)造價(jià)低，能覆蓋目前大部分沒有實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化的區(qū)域，特別是農(nóng)網(wǎng)線路和部分城網(wǎng)。消除目前線路運(yùn)行監(jiān)視“盲區(qū)”。

②安裝方便

配電自動(dòng)化設(shè)備安裝簡(jiǎn)單方便，不要像三遙終端安裝需要停電，能實(shí)現(xiàn)帶電安裝，即裝即用。

③運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)單

配電自動(dòng)化設(shè)備運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)單，不需要煩瑣的參數(shù)配置、主站調(diào)試、通信調(diào)試等，降低對(duì)運(yùn)維人員專業(yè)化技能的要求。

④準(zhǔn)確判斷故障，特別是小電流系統(tǒng)接地故障

在故障導(dǎo)致的停電中，故障查找仍然是影響快速恢復(fù)供電的主要因素。但故障的準(zhǔn)確識(shí)別、定位仍是困擾配電自動(dòng)化進(jìn)步的難題。在各種故障類型中，接地故障占據(jù)了大多數(shù)，但接地故障特別是小電流接地系統(tǒng)接地故障判斷準(zhǔn)確率很低，急需一種能提高小電流接地系統(tǒng)接地故障判斷準(zhǔn)確率的技術(shù)或設(shè)備[10]。

基于以上四點(diǎn)設(shè)計(jì)原則，實(shí)用型配電自動(dòng)化建設(shè)模式技術(shù)路線采用：主要應(yīng)用二遙故障指示器終端，并根據(jù)地區(qū)分類采用多種類型終端相結(jié)合方式；通信手段主要采用無線公網(wǎng)通訊，降低配網(wǎng)通訊建設(shè)成本和維護(hù)成本；主站建設(shè)采用簡(jiǎn)易配網(wǎng)自動(dòng)化主站，提供全覆蓋配網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)測(cè)、故障自動(dòng)定位功能。

4 結(jié)論

論述了我國(guó)配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)的現(xiàn)狀和取得的成績(jī)，并論述了配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)過程中存在的問題，提出了以故障指示器及其他多種類型終端相互配合的簡(jiǎn)易實(shí)用型配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)方案，并提出了配電網(wǎng)建設(shè)改造原則。該實(shí)用型配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)方案對(duì)解決當(dāng)前配電網(wǎng)建設(shè)過程中存在的諸多問題，以有限的資金盡可能地提高供電可靠性，實(shí)現(xiàn)投入產(chǎn)出比最大化具有較好的借鑒意義。

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