城市配網(wǎng)自動化及其配網(wǎng)規(guī)劃的應用探討

文逸輝

摘要：隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展和科學的不斷進步，人們的生活品質(zhì)有了很大程度的提升，對電力系統(tǒng)的要求也越來越高，在這種情況下，由于電力系統(tǒng)的容量不斷增大、運行設備也不斷老化，配網(wǎng)規(guī)劃已刻不容緩。文章通過對城市配網(wǎng)自動化的發(fā)展現(xiàn)狀進行分析，探討了城市配網(wǎng)自動化及其配網(wǎng)規(guī)劃的應用。

關(guān)鍵詞：城市配網(wǎng)；配網(wǎng)自動化；配網(wǎng)規(guī)劃；電力系統(tǒng)；離線監(jiān)控；智能監(jiān)控 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM76 文章編號：1009-2374（2016）30-0054-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.30.026

配網(wǎng)自動化指的是供電企業(yè)通過利用自動化控制系統(tǒng)及計算機技術(shù)對電力系統(tǒng)實施有效的離線監(jiān)控及智能監(jiān)控，其目的就是進一步提高供電企業(yè)的供電質(zhì)量及配電效率。配網(wǎng)自動化不僅能夠有效地降低供電故障的發(fā)生率，還能在一定程度上為供電企業(yè)節(jié)約大量的人力物力，使供電效率和供電質(zhì)量都有了很大程度的提升。因此，配網(wǎng)自動化在降低供電成本和提高供電企業(yè)經(jīng)濟效益方面發(fā)揮著非常重要的作用。

1 城市配網(wǎng)自動化概述

1.1 城市配網(wǎng)自動化的功能

隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，城市化的發(fā)展步伐逐漸加快，為了適應當今社會的發(fā)展需求，急需先進的配網(wǎng)來取代傳統(tǒng)的配網(wǎng)功能，因此，配網(wǎng)自動化系統(tǒng)逐漸受到了人們的關(guān)注，并得到了非常廣泛的應用，根據(jù)實踐應用我們發(fā)現(xiàn)，配網(wǎng)自動化的應用效果十分顯著。城市配網(wǎng)自動化的主要目的就是使電力系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)自動化運作，從而更加便利地對電力調(diào)度實行自動化操作。配網(wǎng)自動化技術(shù)是集現(xiàn)代化網(wǎng)絡信息技術(shù)、自動控制技術(shù)、通訊技術(shù)等為一體的高新技術(shù)，對電力系統(tǒng)的全過程能夠進行自動實時監(jiān)控，從而有效地對電力系統(tǒng)的運作實行保護，且能夠進行遠程操作，操作更加方便快捷，進一步提高電力系統(tǒng)運行的安全性和可靠性，促進電力系統(tǒng)經(jīng)濟效益的提升。目前，城市配網(wǎng)自動化的功能可以分為以下方面進行敘述：在電壓管理系統(tǒng)中，城市配網(wǎng)自動化可以使其具有自動控制無功補償電容器投切的功能；城市配網(wǎng)自動化還能夠自動地監(jiān)控電力系統(tǒng)的實時動態(tài)，并對監(jiān)控系統(tǒng)進行自動采集，從而可以有效地監(jiān)控城市配網(wǎng)的運行狀態(tài)，實時采集運行數(shù)據(jù)和信息，還能夠通過對采集的數(shù)據(jù)進行分析及時地發(fā)現(xiàn)運行故障，同時系統(tǒng)還兼具報警功能；在電能計費系統(tǒng)中，自動抄表、自動生成電能賬單等這些功能可以大大節(jié)約工作人員的時間和精力，同時還確保了抄表的準確性；在用電客戶信息管理系統(tǒng)中，用電客戶的各項信息都能做到及時存儲并且能夠精確地查找客戶信息，以免在需要客戶信息時還要逐個進行查找，不僅浪費大量的時間，還對工作效率造成影響；配網(wǎng)故障診斷系統(tǒng)可以結(jié)合標準參數(shù)及時有效地對配網(wǎng)的運行狀態(tài)進行分析，一旦有運行故障出現(xiàn)，故障診斷系統(tǒng)便會立即停止對該區(qū)域的供電，并安排專業(yè)人員進行現(xiàn)場維修和記錄，確保城市配網(wǎng)系統(tǒng)能夠安全、可靠地運行。

1.2 城市配網(wǎng)自動化的特點

城市配網(wǎng)自動化的關(guān)鍵目的就是實現(xiàn)配網(wǎng)運行的自動化，使供電企業(yè)的供電質(zhì)量和配網(wǎng)運行效率得到進一步的提高。城市配網(wǎng)自動化是集多種先進技術(shù)于一體的高新技術(shù)，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)離線監(jiān)控和智能監(jiān)控，還能為電力企業(yè)節(jié)約大量的人力和物力，與此同時，配網(wǎng)自動化對于故障的發(fā)現(xiàn)及時有效，極大地縮短了故障時間。

1.3 城市配網(wǎng)自動化的類型

電壓-電流型饋線自動化工作的主要原理是完成對配電網(wǎng)中故障的定位、檢測、隔離等功能，從而實現(xiàn)對整個電路的有效檢測。當線路出現(xiàn)故障時，一般需要借助配電網(wǎng)主站借助GPRS來獲取線路上與故障相關(guān)的信息，然后對故障發(fā)生的位置進行分析和定位。通常情況下，由于主干線上所配備的電壓型自動化負荷開關(guān)具備“失壓脫鉤”的功能，因此將會導致處于失電的負荷開關(guān)屬于分閘的部位，而遠處的主站僅需要發(fā)出開關(guān)合閘命令，就能夠?qū)⒐收喜课坏拈_關(guān)閉鎖在分閘狀態(tài)，從而將故障發(fā)生部位與其他部位隔離開來。對于饋線上未發(fā)生故障的部位，也可以通過變電站上的出現(xiàn)開關(guān)借助解除聯(lián)絡開關(guān)或重合閉鎖合閘的命令，同時借助自動化負荷開關(guān)所具備的“來電自舉”功能來實現(xiàn)供電的逐步恢復。這種電壓-電流型饋線自動化技術(shù)兼顧了電流型、電壓型配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)所具備的優(yōu)點，其不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對故障點的有效判斷，并實現(xiàn)對故障點的準確分離，而且還能避免電壓型自動化系統(tǒng)中由于“殘壓閉鎖”效果不理想而產(chǎn)生的對側(cè)全線停電的問題，從而大大提高了城市配網(wǎng)自動化的工作效率。在恢復供電和隔離故障方面，也可以減少開關(guān)的動作次數(shù)，從而在一定程度上延長了開關(guān)的使用壽命。

2 城市配網(wǎng)自動化的現(xiàn)狀

城市配網(wǎng)自動化的最終目的就是使供電質(zhì)量得到進一步提升，確保供電的安全性和可靠性，加強經(jīng)濟指標的優(yōu)化，提高配網(wǎng)的運行效率，使配電系統(tǒng)的運作和管理得到有效的改善。我國對于城市配網(wǎng)自動化的實行相對較早，相關(guān)設施的重建和改造均為配網(wǎng)自動化奠定了良好的基礎。但由于很多供電企業(yè)的設施水平及管理理念還沒有達到相應的程度，對城市配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的發(fā)展造成了一定的限制。

2.1 配電網(wǎng)網(wǎng)絡和設施現(xiàn)狀

現(xiàn)階段，城市配電網(wǎng)網(wǎng)絡的狀態(tài)良好，城市的配電網(wǎng)線路的線路結(jié)構(gòu)一般情況下是混合的，以架空電纜或地埋電纜為基礎。近年來，城市的配電線路逐漸向地埋電纜過渡，對于大中型城市來說，其配電網(wǎng)絡電纜化率逐漸提升，進而促進了配電線路的平均環(huán)網(wǎng)率，為城市配網(wǎng)自動化的實現(xiàn)奠定了良好的基礎。由于其網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)十分復雜，網(wǎng)絡層次也非常不清晰，在聯(lián)絡的過程中十分混亂，多電源線路的分段處于不良的狀態(tài)，再加上近年來負荷大大增長，很多線路對于負荷增長的各類需求不能充分滿足，配網(wǎng)負荷的轉(zhuǎn)供能力隨著負荷的持續(xù)增長不斷下降。因此，針對上述問題，各個供電企業(yè)開始從網(wǎng)架結(jié)構(gòu)入手，對其進行相應的調(diào)整及改造。配電自動化終端與一次設施開關(guān)之間有非常密切的聯(lián)系，配電終端對數(shù)據(jù)進行實時的采集和控制與一次設施開關(guān)接口是相互對應和匹配的，企業(yè)在對相關(guān)設施進行改造和重建的過程中，會預留出相應的自動化接口，為后期配網(wǎng)自動化的實現(xiàn)奠定堅實的基礎。

2.2 配電信息化系統(tǒng)構(gòu)建

配電地理信息體系是將地理信息系統(tǒng)技術(shù)、配電網(wǎng)的規(guī)劃技術(shù)和生產(chǎn)運作管理技術(shù)有效地結(jié)合到一起，從而使配電管理計算機系統(tǒng)得以實現(xiàn)。其中GIS系統(tǒng)在配網(wǎng)的生產(chǎn)運作和管理方面發(fā)揮著非常重要的作用，但與此同時也存在著很多的不足之處，GIS系統(tǒng)的開發(fā)是以外包的形式，因此開發(fā)商不能深刻認識到電力企業(yè)的生產(chǎn)管理理念及經(jīng)營管理理念，無法全方位地實現(xiàn)整體規(guī)劃及設計方案，甚至導致該系統(tǒng)不具有良好的實用性能。如果不能很好地處理一體化的數(shù)據(jù)圖模，則難以實現(xiàn)圖模的共享，這樣會大大增加系統(tǒng)在運作和維護方面的工作量，極大地限制了相關(guān)的應用。

2.3 配電自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

我國的配網(wǎng)自動化體系結(jié)構(gòu)分為四種模式，包括主站、子站和終端三層結(jié)構(gòu)，主站和終端兩層結(jié)構(gòu)，自動化開關(guān)相互配合的配電自動化模式，其中主站、子站和終端三層結(jié)構(gòu)中分為集中采集、集中監(jiān)控模式和集中采集、分散監(jiān)控模式。這四種模式各有利弊，電力企業(yè)應該結(jié)合當?shù)爻鞘信潆娋W(wǎng)現(xiàn)狀對模式進行科學合理的選擇。在這四種模式中，主站的構(gòu)建最為關(guān)鍵。主站是否實用決定著整個配電自動化系統(tǒng)。由于配電網(wǎng)的饋線控制點頻繁多變，改線工作幾乎每天都在進行。這些變化應該及時與配電自動化系統(tǒng)同步，確保主站體系中的信息與配電網(wǎng)的現(xiàn)場實際信息一致。如果配電網(wǎng)現(xiàn)場的信息發(fā)生改變，但沒有及時地對主站系統(tǒng)進行更新操作，導致主站體系中的信息與配電網(wǎng)的現(xiàn)場實際信息出現(xiàn)不一致的現(xiàn)象，就會嚴重影響整個配電系統(tǒng)的可靠性，與此同時，也就降低了配電自動化系統(tǒng)的應用價值。如果能夠準確合理地將運行、維護工作和現(xiàn)場實際改進與配電自動化系統(tǒng)同步更新，構(gòu)建剛性配電自動化系統(tǒng)，就會有效地避免由于信息不一致而造成總體系統(tǒng)失效。

2.4 配電自動化通信模式

有效的通信方式是配電自動化系統(tǒng)運行的基本保障，其主要任務是將配電網(wǎng)主戰(zhàn)系統(tǒng)的控制指令準確地傳輸?shù)脚潆娊K端，并將終端的運作狀態(tài)傳送至控制中心。配電自動化系統(tǒng)的通信設備具有工作環(huán)境差、分布廣、數(shù)量多、系統(tǒng)復雜等特點，因此，對通信方式進行選擇時，應該因地制宜，將各方面的因素考慮清楚，確保配電自動化系統(tǒng)的通信安全、可靠的正常運行。

3 城市配電網(wǎng)規(guī)劃

為了充分滿足配網(wǎng)的快速發(fā)展和城市配電自動化的建設要求，在城市配網(wǎng)自動化的規(guī)劃中，應該結(jié)合當?shù)嘏渚W(wǎng)的實際發(fā)展狀況分期分步地進行。根據(jù)多年的實踐經(jīng)驗，我們建議主站系統(tǒng)的配置最好一次到位，但對于子站和終端來說，需要結(jié)合目前的發(fā)展需求進一步考慮，可以按照先試點后推廣的原則，再結(jié)合配網(wǎng)網(wǎng)架的改造，使配電自動化體系得到進一步完善，從而使全網(wǎng)饋線自動化得以順利實現(xiàn)。在展開城市配網(wǎng)自動化的規(guī)劃過程中，應該充分考慮終端設施的匹配、配電信息體系的構(gòu)建、通訊方式等影響因素，還應該著重關(guān)注相關(guān)設施的重載、過載、供電能力欠缺等問題。另外，在對城市配網(wǎng)自動化系統(tǒng)進行規(guī)劃時，對配網(wǎng)的相關(guān)負荷控制要求應該格外關(guān)注，結(jié)合當時的實際情況控制主干線的負荷流量。配電自動化在建設的過程中由于需要大量的時間和資金，因此資金來源問題也需要相關(guān)人員認真的規(guī)劃考慮。

4 結(jié)語

城市配網(wǎng)自動化系統(tǒng)在電力系統(tǒng)的運行過程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，不僅能夠確保電網(wǎng)在安全、穩(wěn)定、可靠的環(huán)境下運行，還有利于供電質(zhì)量和配網(wǎng)效率的提升。供電企業(yè)應該加強對配電自動化技術(shù)的運用，結(jié)合當?shù)氐膶嶋H情況，積極落實配網(wǎng)規(guī)劃，進一步提升配網(wǎng)的自動化水平。另外，供電企業(yè)還應該重點關(guān)注配網(wǎng)發(fā)展的各項需求，運用高新科技科學合理地對配網(wǎng)自動化體系進行規(guī)劃，相關(guān)配網(wǎng)設施的選擇應該重點關(guān)注其效率、功率、功耗等，進一步提高配網(wǎng)自動化的實用價值。

參考文獻

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