基于配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的規(guī)劃及效益評(píng)估探究

肖永健

摘 要：配網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行水平關(guān)系到整個(gè)配網(wǎng)的供電服務(wù)水平，關(guān)系到供電企業(yè)的未來(lái)發(fā)展。為了提高配網(wǎng)運(yùn)行水平，就要加大自動(dòng)化系統(tǒng)規(guī)劃力度，提高系統(tǒng)的自動(dòng)化水平。本文首先簡(jiǎn)單介紹了配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，然后分析了規(guī)劃原則與方法，并對(duì)自動(dòng)化規(guī)劃效益進(jìn)行了科學(xué)評(píng)估。

關(guān)鍵詞：配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)；結(jié)構(gòu)；規(guī)劃方法；效益評(píng)價(jià)

中圖分類號(hào)：TM727 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

隨著自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，以及現(xiàn)代科技的進(jìn)步，配網(wǎng)系統(tǒng)逐漸朝著自動(dòng)化方向發(fā)展，配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的規(guī)劃無(wú)論對(duì)于整個(gè)配網(wǎng)系統(tǒng)，還是各項(xiàng)電氣設(shè)備、線路等的運(yùn)行都能產(chǎn)生極大的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益，能夠維持配網(wǎng)的高效經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，最關(guān)鍵是要掌握規(guī)劃技術(shù)與方法，從而創(chuàng)造最大的規(guī)劃效益。

一、配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

自動(dòng)化系統(tǒng)主要包括以下部分：主站系統(tǒng)、子站系統(tǒng)、終端，每一部分有自身獨(dú)特作用和功能。

1.主站系統(tǒng)

負(fù)責(zé)系統(tǒng)故障的判斷、分析與診治，回歸子系統(tǒng)功能。

2.子系統(tǒng)

全面管理自身所對(duì)應(yīng)相位置的柱上開關(guān)、監(jiān)控裝置等，達(dá)到對(duì)自身所處系統(tǒng)與饋線的監(jiān)測(cè)與控制，同時(shí)，也能積極傳輸信息、數(shù)據(jù)，使之抵達(dá)主系統(tǒng)，從而控制主干道信息傳輸，有利于電能的自動(dòng)化傳輸。

3.系統(tǒng)終端

監(jiān)測(cè)其所負(fù)責(zé)范圍內(nèi)的變壓器、開關(guān)、環(huán)網(wǎng)柜等，同時(shí)，能夠達(dá)到遙測(cè)、故障識(shí)別等功能，也可以獨(dú)立控制相，達(dá)到同主站間的合作性運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)，高效檢測(cè)出系統(tǒng)故障，達(dá)到對(duì)配網(wǎng)運(yùn)行的高效管理。

二、配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)規(guī)劃的原則

配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的規(guī)劃要遵循特定的原則和科學(xué)的方法，其中供電半徑、范圍等要科學(xué)適宜，供電半徑不易過(guò)大，應(yīng)該確保規(guī)劃期內(nèi)，配網(wǎng)線路負(fù)荷極限值下依然能高水平供電，而且要強(qiáng)化線路間的聯(lián)系，達(dá)到轉(zhuǎn)供電目標(biāo)，保證線路高效使用，要圍繞高質(zhì)量、高穩(wěn)定供電原則來(lái)設(shè)計(jì)線路的分段數(shù)，科學(xué)安排段點(diǎn)。其中干線分段：根據(jù)負(fù)荷相等理念來(lái)對(duì)干線分段，集中分析重負(fù)荷的分配，在負(fù)荷極值狀態(tài)下，配網(wǎng)依然高效運(yùn)行，負(fù)荷可以高效轉(zhuǎn)移?？茖W(xué)控制分段數(shù)量，對(duì)于小于3km線路應(yīng)該分成3段，超過(guò)3km的線路，段數(shù)要控制在5段內(nèi)，而且單個(gè)段可以負(fù)責(zé)7～9個(gè)用戶。

為了能夠?qū)崿F(xiàn)轉(zhuǎn)供電，線路之間要建立連接關(guān)系，例如：各個(gè)變電站10kV線路之間的連接等，形成一個(gè)具有較強(qiáng)轉(zhuǎn)供電能力的合環(huán)電網(wǎng)系統(tǒng)?；蛘叽罱ǔ鲆粋€(gè)網(wǎng)絡(luò)式供電系統(tǒng)，建立分支線路間的鏈接，按照負(fù)荷大小、增速等來(lái)設(shè)置聯(lián)絡(luò)點(diǎn)，確保導(dǎo)線能被充分使用，各個(gè)聯(lián)絡(luò)點(diǎn)的開關(guān)應(yīng)該以閉環(huán)的形式鏈接，并開環(huán)運(yùn)行，以此來(lái)確保供電的安全持續(xù)。對(duì)于放射性線路也應(yīng)該實(shí)施分段處理，以此來(lái)減少故障威脅，確保安全、穩(wěn)定、持續(xù)供電。

選擇多層次分布的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)來(lái)構(gòu)建管理系統(tǒng)，實(shí)際規(guī)劃中要積極借助現(xiàn)代化的信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、多層程序結(jié)構(gòu)等來(lái)執(zhí)行相關(guān)操作，并深入利用GIS、數(shù)據(jù)庫(kù)和動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等來(lái)為系統(tǒng)的自動(dòng)化規(guī)劃提供數(shù)據(jù)、信息作為依據(jù)，同時(shí)，也能實(shí)現(xiàn)同供電方與客戶方之間的服務(wù)、溝通、協(xié)作。

此配網(wǎng)系統(tǒng)將GIS系統(tǒng)、SCADA系統(tǒng)等當(dāng)作平臺(tái)，來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)、信息等的綜合分析與處理。各類客戶也根據(jù)自身需求來(lái)對(duì)應(yīng)選配子系統(tǒng)模塊，不同模塊間能夠相互接受彼此的格式，逐漸打造出一個(gè)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。

三、配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的規(guī)劃方法

1.自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的規(guī)劃

（1）中心站的規(guī)劃

科學(xué)選配硬件平臺(tái)：以TruUnix為基礎(chǔ)的操作系統(tǒng)和Windows系統(tǒng)，兩大系統(tǒng)作為工作站支持自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行，同時(shí)，商務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)作數(shù)據(jù)支持系統(tǒng)，選配特定軟件系統(tǒng)支持GIS的運(yùn)行。整個(gè)中心站系統(tǒng)軟件具有開放、對(duì)外、統(tǒng)一化的思路。系統(tǒng)集成則包括：負(fù)荷管控、自動(dòng)化系統(tǒng)、FM系統(tǒng)等，打造一個(gè)人機(jī)交流界面，用來(lái)展示多種信息、呈現(xiàn)多種圖形信號(hào)，發(fā)揮多項(xiàng)功能，例如：打印信息、數(shù)據(jù)交接等。

（2）子站的規(guī)劃

子站屬于中間層，來(lái)自于RTU、饋線終端設(shè)備、配變終端等的信息數(shù)據(jù)傳輸至配網(wǎng)主站，并對(duì)信息進(jìn)行處理。子站通常安裝于變電站開閉所中，應(yīng)該盡量豐富通信模式，實(shí)現(xiàn)對(duì)上、對(duì)下同多條饋線終端、主站等之間的信息傳輸。

（3）終端設(shè)備

位于系統(tǒng)的最底部，主要負(fù)責(zé)各類電氣設(shè)備的信號(hào)采集、分析、加工、處理與監(jiān)測(cè)、控制。

2. SCADA系統(tǒng)與GIS系統(tǒng)的配合

主站應(yīng)該實(shí)行SCADA系統(tǒng)與GIS系統(tǒng)的同步配合，雙方一體化運(yùn)行，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，這就要求兩大系統(tǒng)有著一致的底層平臺(tái)，二者相連的接口能夠?yàn)镚IS系統(tǒng)供應(yīng)及時(shí)、到位的信號(hào)、數(shù)據(jù)，以此達(dá)到兩大系統(tǒng)的密切聯(lián)系、無(wú)痕對(duì)接，提高配網(wǎng)自動(dòng)化水平。

同時(shí)，也要確保自動(dòng)化構(gòu)建出配網(wǎng)拓?fù)鋽?shù)據(jù)系統(tǒng)，要形成一個(gè)DMS網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，從中總結(jié)出急需的拓?fù)鋽?shù)據(jù)。

3.控制中心系統(tǒng)

控制中心系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與規(guī)劃應(yīng)該重點(diǎn)從幾個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)入手，例如：網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)，第一步形成網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，明確其性質(zhì)，利用網(wǎng)絡(luò)媒介把修改的配置傳輸至運(yùn)行節(jié)點(diǎn)，這樣網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)就能依據(jù)全新的配置來(lái)工作。中心系統(tǒng)需要充分支撐冗余雙網(wǎng)機(jī)制，用來(lái)處理冗余問(wèn)題，同時(shí)，要?jiǎng)討B(tài)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中不同節(jié)點(diǎn)、分段等的運(yùn)行情況、工作狀態(tài)，再圍繞系統(tǒng)來(lái)組態(tài)，以此來(lái)調(diào)控信號(hào)的傳送，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)發(fā)出警示信號(hào)。

任務(wù)進(jìn)程的設(shè)計(jì)與配設(shè)，具體是指進(jìn)程的增刪、修正與完善等，同時(shí)也包括初始化進(jìn)程的開啟、運(yùn)行，以及數(shù)據(jù)庫(kù)初始化等。開啟應(yīng)用程序，動(dòng)態(tài)監(jiān)督程序的工作狀態(tài)，當(dāng)發(fā)生問(wèn)題時(shí)發(fā)出警示信號(hào)，在此基礎(chǔ)上再次啟動(dòng)。

4.終端設(shè)備的規(guī)劃

主要采用：饋線終端（FTU）和信息采集終端（TTU）。其中FTU能夠發(fā)揮：三遙作用、獲取故障信息、自動(dòng)重合器、故障自動(dòng)化隔離、分析諧波等，能夠?yàn)榫€路運(yùn)維檢修、故障判斷、供電質(zhì)量分析等帶來(lái)準(zhǔn)確、安全的數(shù)據(jù)，而且盡量讓FTU類型多元化，同時(shí)配合一次開關(guān)、子站等憑借信息的通信、傳輸實(shí)現(xiàn)故障信號(hào)的判斷、分析、隔離、診斷等，同樣維護(hù)非故障段的常規(guī)化運(yùn)行。

采集終端（TTU）重點(diǎn)負(fù)責(zé)城區(qū)配變的監(jiān)督與控制，實(shí)際性質(zhì)、功能為：達(dá)到對(duì)配變≦1的同線路監(jiān)測(cè)、控制，監(jiān)督配變的工作狀態(tài)，對(duì)應(yīng)提供配變負(fù)荷的相關(guān)數(shù)據(jù)，作為負(fù)荷管理的參照。同時(shí)，能夠采集一些流量信息，例如：油溫、油壓等，作為設(shè)備、線路以及故障監(jiān)督等的參照。

四、配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)規(guī)劃的效益評(píng)價(jià)

配網(wǎng)自動(dòng)化規(guī)劃能夠?yàn)檎麄€(gè)配網(wǎng)系統(tǒng)帶來(lái)直接與間接的效益，從整體上來(lái)看配網(wǎng)線損得到控制、運(yùn)維成本下降、提高電能輸出效率。實(shí)際的評(píng)價(jià)采用生產(chǎn)函數(shù)法、逐步計(jì)算法等。

1.直接效益的評(píng)估

配網(wǎng)自動(dòng)化所帶來(lái)的最直接效益就是：控制配網(wǎng)停電時(shí)長(zhǎng)、提高售電效率、控制了線損、維護(hù)了配網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，降低了運(yùn)維成本的投入，總體上實(shí)現(xiàn)了高效、便捷、經(jīng)濟(jì)的目標(biāo)。

2.間接效益評(píng)價(jià)

配網(wǎng)自動(dòng)化改造后，一些經(jīng)常出現(xiàn)故障的區(qū)域，在自動(dòng)化斷路器等設(shè)備的支持下能夠自動(dòng)隔離故障，并實(shí)現(xiàn)負(fù)荷轉(zhuǎn)移，無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備也有效控制線損，提高線路運(yùn)行效率，同時(shí)，逐步實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化抄表，控制了抄核收各個(gè)環(huán)節(jié)的成本，同時(shí)，科學(xué)的負(fù)荷調(diào)節(jié)、控制，能夠維護(hù)電源安全供電。

配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的規(guī)劃無(wú)論對(duì)于整個(gè)配網(wǎng)系統(tǒng)，還是各項(xiàng)電氣設(shè)備、線路等的運(yùn)行都能產(chǎn)生極大的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益，能夠維持配網(wǎng)的高效經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

結(jié)語(yǔ)

配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的規(guī)劃是自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的結(jié)果，也是配網(wǎng)系統(tǒng)未來(lái)的發(fā)展方向?，F(xiàn)階段，配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)逐漸得到了發(fā)展、普及與應(yīng)用，必須創(chuàng)建一個(gè)科學(xué)完善的配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)，來(lái)支持供電企業(yè)的高效經(jīng)營(yíng)，支持電力的營(yíng)銷，從而提高配網(wǎng)供電服務(wù)質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

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