農(nóng)村智能配網(wǎng)建設(shè)研究

李培添

摘要：隨著智能化配網(wǎng)建設(shè)規(guī)模的擴(kuò)大，農(nóng)村正在逐步加大智能配網(wǎng)的建設(shè)力度，提高配網(wǎng)的智能化水平，以提高供電的經(jīng)濟(jì)效益。文章分析了農(nóng)村智能配網(wǎng)建設(shè)中存在的問(wèn)題以及配網(wǎng)智能化建設(shè)的科學(xué)途徑和有效方法。

關(guān)鍵詞：農(nóng)村電網(wǎng)；智能化配網(wǎng)；電網(wǎng)建設(shè)；電源系統(tǒng)；自動(dòng)化遙控；通訊系統(tǒng) 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TM76 文章編號(hào)：1009-2374（2016）23-0080-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.23.038

從當(dāng)前來(lái)看，農(nóng)村地區(qū)配網(wǎng)從建設(shè)到運(yùn)行都存在諸多問(wèn)題，具體體現(xiàn)在電壓水平低，無(wú)法滿足不斷增長(zhǎng)的用電需求量，配網(wǎng)供電跟不上農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、工業(yè)建設(shè)的步伐，同時(shí)配網(wǎng)線損嚴(yán)重，影響了供電經(jīng)濟(jì)效益，而且由于配網(wǎng)架構(gòu)不合理出現(xiàn)了嚴(yán)重的故障停電問(wèn)題，必須加大對(duì)農(nóng)村配網(wǎng)智能化建設(shè)力度，提高配網(wǎng)建設(shè)智能化水平。

1 農(nóng)村智能配網(wǎng)建設(shè)現(xiàn)狀與問(wèn)題分析

1.1 結(jié)構(gòu)落后，自動(dòng)化程度低

當(dāng)前，農(nóng)村地區(qū)配網(wǎng)架構(gòu)改造進(jìn)程緩慢，出現(xiàn)了網(wǎng)架構(gòu)造落后的問(wèn)題，體現(xiàn)在：配網(wǎng)環(huán)狀架構(gòu)程度低，多為單輻射或手拉手架構(gòu)，某一線路出現(xiàn)故障，其他線路也受到影響，沒(méi)能實(shí)現(xiàn)環(huán)狀自動(dòng)化轉(zhuǎn)供電，而且還存在負(fù)荷失衡問(wèn)題。這些問(wèn)題的出現(xiàn)最根本是由于配網(wǎng)結(jié)構(gòu)配置不合理、結(jié)構(gòu)優(yōu)化進(jìn)度緩慢，智能化配網(wǎng)建設(shè)任務(wù)艱巨。

1.2 電源系統(tǒng)管理與維護(hù)落后

所謂智能配網(wǎng)，其最突出、最關(guān)鍵的功能為高效、及時(shí)、精準(zhǔn)地定位故障點(diǎn)，并隔離故障，維持非故障線路的安全、正常運(yùn)轉(zhuǎn)。這一過(guò)程中涉及到故障信息獲取，故障區(qū)遙控、信息傳輸、自動(dòng)化跳閘、負(fù)荷轉(zhuǎn)移等操作，然而這其中線路、設(shè)備、終端裝置等的運(yùn)行必然需要穩(wěn)定、充足的電源系統(tǒng)支持。但是，目前來(lái)看，農(nóng)村地區(qū)電源系統(tǒng)建設(shè)成為一塊短板，配網(wǎng)系統(tǒng)中的線路、臺(tái)區(qū)發(fā)生故障斷電等現(xiàn)象時(shí)，通訊系統(tǒng)會(huì)因?yàn)闆](méi)有電源供應(yīng)而中斷運(yùn)行，因?yàn)檗r(nóng)村地區(qū)的蓄電池、充電器、逆變站等的配置與建設(shè)極度落后，一些應(yīng)有的電源設(shè)備或裝置尚未被安裝或者后期維護(hù)不到位失去供電功能。不充足的電源供應(yīng)已經(jīng)成為影響農(nóng)村配網(wǎng)智能化、自動(dòng)化建設(shè)落后的一大瓶頸因素。

1.3 自動(dòng)化遙控操作難度大

由于受到資金、管理、技術(shù)等因素的限制，現(xiàn)階段農(nóng)村配網(wǎng)一次設(shè)備依然局限在手動(dòng)操作，自動(dòng)化水平低，需要全面、深入、系統(tǒng)地改造，例如架空線路的一些關(guān)鍵設(shè)備，跌落式熔斷器、柱上刀閘等還處于手動(dòng)操作階段以及斷路器、接地刀閘等也需要人工操作來(lái)完成。雖然，電控操作系統(tǒng)一次性設(shè)備等配置于配網(wǎng)系統(tǒng)，然而所處環(huán)境惡劣、復(fù)雜，使得原本的電動(dòng)控制功能得不到有效發(fā)揮。

1.4 通訊系統(tǒng)建設(shè)困難重重

農(nóng)村地區(qū)，配網(wǎng)系統(tǒng)電氣設(shè)備較多，然而設(shè)置點(diǎn)多、分布復(fù)雜、涉及范圍廣等，基于這些特點(diǎn)使得農(nóng)村配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)必然要依賴于通訊系統(tǒng)、信息采集終端等。目前來(lái)看，農(nóng)村配網(wǎng)系統(tǒng)中控制終端所選擇的通訊模式、方法等都相對(duì)落后，例如一些地區(qū)依然采用光纖、電纜通訊、手抄器等。遠(yuǎn)程無(wú)線通訊系統(tǒng)的普及相對(duì)有限，傳統(tǒng)通訊系統(tǒng)弊端明顯，不僅影響通訊效率，也可能影響信息的精度，對(duì)此有必要選擇多重通訊集結(jié)、配合的模式，從而提高系統(tǒng)通訊效率。

2 農(nóng)村智能配網(wǎng)建設(shè)有效途徑

2.1 智能化配電臺(tái)區(qū)

配電臺(tái)區(qū)是整個(gè)配網(wǎng)系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，直接影響到配網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行效率，要想打造出一個(gè)智能化配電臺(tái)區(qū)，就要積極借助現(xiàn)代化的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通訊科技、計(jì)算機(jī)技術(shù)等，在相關(guān)的軟硬件系統(tǒng)等的輔助支持下來(lái)建設(shè)一個(gè)多功能的監(jiān)測(cè)平臺(tái)，利用該平臺(tái)的設(shè)備進(jìn)行信息的遙控、監(jiān)測(cè)、調(diào)動(dòng)，同時(shí)輔助抄核收的自動(dòng)化發(fā)展，自動(dòng)化生成數(shù)據(jù)、報(bào)表，并對(duì)數(shù)據(jù)加以統(tǒng)計(jì)、匯總等，供應(yīng)配網(wǎng)拓?fù)鋱D。該智能化配電臺(tái)區(qū)還具備信息、數(shù)據(jù)等的自動(dòng)化分析功能，能夠參照不同類用戶的具體用電特征、服務(wù)需求等來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)、分析與處理，例如低電壓數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、單相線損的統(tǒng)計(jì)與預(yù)測(cè)，綜合線損計(jì)算等。逐步推動(dòng)數(shù)據(jù)計(jì)算、信息分析的全面化、智能化、綜合化管理。

2.2 創(chuàng)建智能配網(wǎng)綜合管理系統(tǒng)

該系統(tǒng)主要發(fā)揮對(duì)配網(wǎng)系統(tǒng)的智能化管理功能，其中主要涵蓋以下設(shè)備：智能化真空斷路器、智能化配電臺(tái)區(qū)以及故障指示設(shè)備等，能夠達(dá)到對(duì)配網(wǎng)系統(tǒng)智能裝置的集中化、統(tǒng)一化控制。以通訊光纖為連接線路將智能化裝置同中心服務(wù)器聯(lián)系起來(lái)，其他的終端設(shè)備，例如客戶端、供電中心等則憑借電力內(nèi)網(wǎng)同服務(wù)設(shè)備聯(lián)系起來(lái)，從而達(dá)到逐層次、逐級(jí)別的管控，達(dá)到信息、數(shù)據(jù)等的同步分享。

智能化通訊系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示：

該通訊系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要涵蓋以下組成部分：（1）APN專網(wǎng)通訊系統(tǒng)，主要用在智能臺(tái)區(qū)配變終端、智能真空斷路器、服務(wù)器等之間的信息通訊傳輸，保證系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行；（2）在GSM短信息系統(tǒng)的通訊支持下實(shí)現(xiàn)故障指示設(shè)備的通訊，建立同轄區(qū)中心的聯(lián)系，在內(nèi)網(wǎng)的連接帶動(dòng)下，轄區(qū)中心同中心服務(wù)器之間聯(lián)系起來(lái)；（3）RS-485線路負(fù)責(zé)智能臺(tái)區(qū)相關(guān)設(shè)備和配變終端間的聯(lián)系。

依托于以上系統(tǒng)，能夠達(dá)到對(duì)配網(wǎng)整體的監(jiān)督、檢測(cè)與管理，其中中壓饋線、低壓臺(tái)區(qū)等成為重點(diǎn)觀測(cè)對(duì)象，并實(shí)現(xiàn)了配網(wǎng)線路、臺(tái)區(qū)、低壓用戶等的綜合化、一致化管理，也有利于線損控制、配網(wǎng)結(jié)構(gòu)的調(diào)整、確保供電系統(tǒng)的安全運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)供電功能的穩(wěn)定高效發(fā)揮，全面提升配網(wǎng)與相關(guān)設(shè)備的建設(shè)與管理水平，達(dá)到預(yù)期的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益。

2.3 故障指示智能化建設(shè)

農(nóng)村配網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中難免出現(xiàn)各種故障，安裝故障指示器，能夠發(fā)揮故障點(diǎn)定位、檢測(cè)、監(jiān)督等作用，這其中具體涵蓋相間短路故障、單相接地故障等。對(duì)此有必要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)智能化的故障指示系統(tǒng)，使其同其他故障監(jiān)測(cè)、指示等設(shè)備相互協(xié)調(diào)、共同配合，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)故障的自動(dòng)化、精準(zhǔn)化定位，并能提供詳細(xì)的故障相關(guān)信息，建立系統(tǒng)同GSM通訊系統(tǒng)建立連接，及時(shí)向維修人員發(fā)出通知或者依賴于故障指示智能化系統(tǒng)的故障自動(dòng)修復(fù)功能來(lái)提高故障維修工作效率。實(shí)際的智能化故障指示系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖2所示：

系統(tǒng)整體上包括以下構(gòu)件：（1）EFS（信號(hào)源），通常同變電站母線連接，多個(gè)分支線統(tǒng)一使用一個(gè)信號(hào)源裝置，主要定位接地故障；（2）指示設(shè)備，主要連在配網(wǎng)三相中，負(fù)責(zé)對(duì)接地故障、短路故障等的檢查、監(jiān)測(cè)；（3）通訊終端，通訊線路較短，主要負(fù)責(zé)收集周圍故障指示設(shè)備發(fā)出的警示性信息、信號(hào)等，并經(jīng)過(guò)一些通訊設(shè)備，例如GPRS系統(tǒng)等將其傳輸至調(diào)度中心主站；（4）中心站，該系統(tǒng)主要對(duì)來(lái)自于通訊終端的各類信息、數(shù)據(jù)等實(shí)施故障性分析、處理，將故障信號(hào)、所在位置以及其他信息等以短消息形式發(fā)送給維修人員；（5）軟件主站系統(tǒng)，體現(xiàn)出智能化軟件信息呈現(xiàn)與服務(wù)功能，例如軟件系統(tǒng)界面以清晰、形象的圖形、圖示等來(lái)展示故障信號(hào)、信息，同時(shí)形成歷史記錄，再將其列進(jìn)智能配網(wǎng)信息系統(tǒng)。

2.4 主站的智能化建設(shè)

對(duì)于農(nóng)村偏遠(yuǎn)地區(qū)來(lái)說(shuō)，配網(wǎng)系統(tǒng)智能化建設(shè)要重視主站的智能化建設(shè)，根據(jù)當(dāng)前農(nóng)村配網(wǎng)建設(shè)現(xiàn)狀來(lái)采用科學(xué)的技術(shù)方法與管理模式，從目前來(lái)看應(yīng)該重視信息集成化建設(shè)。強(qiáng)化信息的集成建設(shè)，從技術(shù)角度出發(fā)分析系統(tǒng)生產(chǎn)、運(yùn)行的各類數(shù)據(jù)、參數(shù)等，對(duì)相關(guān)的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、分享、分析與運(yùn)用。具體應(yīng)該根據(jù)電網(wǎng)建設(shè)與改造動(dòng)態(tài)發(fā)展情況來(lái)達(dá)到信息、數(shù)據(jù)等的動(dòng)態(tài)收集，同時(shí)也要加強(qiáng)巡查、監(jiān)督與檢查，獲取相關(guān)信息、數(shù)據(jù)，及時(shí)提供真實(shí)的信息源。

3 結(jié)語(yǔ)

農(nóng)村由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)建設(shè)等相對(duì)落后，其配網(wǎng)智能化水平依然較低，要正視農(nóng)村配網(wǎng)智能化建設(shè)這一艱巨任務(wù)，分析配網(wǎng)建設(shè)過(guò)程中存在的問(wèn)題，重視經(jīng)驗(yàn)的學(xué)習(xí)與積累，引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)，加強(qiáng)管理，從整體上提高農(nóng)村智能配網(wǎng)建設(shè)水平。

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（責(zé)任編輯：蔣建華）