淺談10kV配網(wǎng)自動(dòng)化

王磊

摘要：電力供應(yīng)是整個(gè)社會(huì)生產(chǎn)、人民生活的基本保證之一，電力系統(tǒng)分為發(fā)電、輸電、和配網(wǎng)系統(tǒng)，其中配網(wǎng)系統(tǒng)主要涵蓋：35kV降壓變壓器、10kV配網(wǎng)電源分配和220V生活用電系統(tǒng)等。隨著我國(guó)自動(dòng)化水平的提升，配網(wǎng)系統(tǒng)作為電力系統(tǒng)中最龐大的一個(gè)環(huán)節(jié)，其綜合自動(dòng)化程度關(guān)系到用電安全，用電質(zhì)量，節(jié)能用電，分布式能源等多個(gè)方面。

關(guān)鍵詞：10kV配網(wǎng) 設(shè)計(jì) 管理

本文針對(duì)當(dāng)前城市配電網(wǎng)自動(dòng)化程度較低，不能適應(yīng)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展對(duì)用電需求的現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)了城市配電系統(tǒng)智能化智能化改造的方案，根據(jù)城市電網(wǎng)的概況規(guī)劃了配電自動(dòng)化系統(tǒng)的整體方案，包括主站子系統(tǒng)、饋線自動(dòng)化系統(tǒng)、通信網(wǎng)絡(luò)等。應(yīng)遵守經(jīng)濟(jì)實(shí)用、標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)、差異區(qū)分、資源共享、同步建設(shè)的原則，并滿足安全防護(hù)要求的總體原則進(jìn)行規(guī)劃建設(shè)，實(shí)現(xiàn)不停電、少停電、快送電，實(shí)現(xiàn)企業(yè)精細(xì)化智能化運(yùn)營(yíng)管理，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，提高電網(wǎng)資產(chǎn)使用效率和能源綜合利用效率。通過(guò)設(shè)計(jì)來(lái)分析整個(gè)配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)。本文給出的配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，符合配電網(wǎng)的實(shí)際情況，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)目標(biāo)。實(shí)踐將會(huì)證明該系統(tǒng)功能完善，使用方便，完全滿足實(shí)際需求，可進(jìn)一步提高供電企業(yè)的管理水平

1配網(wǎng)設(shè)計(jì)常見(jiàn)問(wèn)題及對(duì)策分析

傳統(tǒng)的配電網(wǎng)運(yùn)行管理依靠大量的人力，費(fèi)時(shí)費(fèi)力、工作效率低、缺乏實(shí)時(shí)性。為了解決這一問(wèn)題，采用現(xiàn)代化的傳感測(cè)量技術(shù)、通訊技術(shù)、計(jì)算機(jī)信息技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)是必要的，通過(guò)采用先進(jìn)的傳感器、計(jì)量表、數(shù)字控件和綜合分析軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)監(jiān)控電網(wǎng)、優(yōu)化電網(wǎng)性能、防止斷電、快速恢復(fù)送電等功能。配電系統(tǒng)自動(dòng)化是利用現(xiàn)代電子、計(jì)算機(jī)、通信及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將配電網(wǎng)在線數(shù)據(jù)和離線數(shù)據(jù)、配電網(wǎng)和用戶數(shù)據(jù)、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和地理圖形進(jìn)行信息集成，構(gòu)成完整的自動(dòng)化系統(tǒng)，DTU由于使用經(jīng)濟(jì)而高效的結(jié)構(gòu)，從而成為連接城市配電網(wǎng)環(huán)網(wǎng)柜內(nèi)監(jiān)測(cè)單元的最有效的通信方式，使得配電自動(dòng)化系統(tǒng)更為先進(jìn)更為高效。

目前電力規(guī)劃存在最大的問(wèn)題就是計(jì)劃跟不上變化快，無(wú)法跟上經(jīng)濟(jì)發(fā)展城市化建設(shè)的步伐，滯后于市政建設(shè)活動(dòng)的項(xiàng)目計(jì)劃，往往在實(shí)施的時(shí)候，就存在路徑不通或者與市政建設(shè)沖突的現(xiàn)象，導(dǎo)致最終項(xiàng)目失敗。在10kV配網(wǎng)項(xiàng)目前期準(zhǔn)備階段風(fēng)險(xiǎn)管理中，較為常見(jiàn)的風(fēng)險(xiǎn)因素有：政策變化、現(xiàn)場(chǎng)地貌變化、其它基建影響、保護(hù)區(qū)限制、征地賠償、用地糾紛影響等。

2配網(wǎng)工程設(shè)計(jì)實(shí)施管理概述

根據(jù)《配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)與改造標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》的要求和配電網(wǎng)的實(shí)際情況，配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)采用“主站+配電終端”的兩層結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)軟件采用分層、分布式架構(gòu)模式。在進(jìn)行軟件層面的建設(shè)時(shí)要始終保持面向配電網(wǎng)用戶的需求，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)數(shù)據(jù)流、信息流、業(yè)務(wù)流的雙向、高效、及時(shí)運(yùn)作與高度整合為目標(biāo)，充分考慮系統(tǒng)的功能和接入容量的擴(kuò)展要求。系統(tǒng)按操作系統(tǒng)層、平臺(tái)層、應(yīng)用層等分層設(shè)計(jì)隨著用電量的增加，供電質(zhì)量成為人們?nèi)找骊P(guān)注的目標(biāo)。針對(duì)10 kV配電線路網(wǎng)架復(fù)雜，容易受頻率特性、阻抗特性、噪聲特性等的影響，且電力線載波通信（power-line carrier communication，PLC）技術(shù)在10 kV電力線上的應(yīng)用較少的問(wèn)題，10kV配網(wǎng)工程實(shí)施階段開(kāi)始于設(shè)計(jì)工作，大致分為初步設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)以及竣工圖設(shè)計(jì)三個(gè)階段。其具體內(nèi)容由業(yè)主方提出，由設(shè)計(jì)人員提供設(shè)計(jì)方案；在10kV配網(wǎng)工程的施工工程中由于其與普通電力工程施工具有一定的差異性，10kV配網(wǎng)工程的施工地點(diǎn)是固定不變的，并且呈條狀覆蓋在施工地區(qū)，因此具有覆蓋范圍廣闊，且施工條件復(fù)雜多變的特點(diǎn)。在10Vk配網(wǎng)工程進(jìn)行實(shí)施管理的過(guò)程中，要充分了解施工地的降水情況、氣候特征、地質(zhì)水文條件，做好工程的前期調(diào)查工作，制定科學(xué)的施工組織計(jì)劃。此外，要重點(diǎn)關(guān)注工程中易出現(xiàn)的問(wèn)題，制定好應(yīng)對(duì)方案，確保工程的正常實(shí)施。

3配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)遵循統(tǒng)一規(guī)劃分步實(shí)施的建設(shè)原則，并考慮到城區(qū)配電網(wǎng)持續(xù)發(fā)展的要求，它需要分期分批完善，因此要求配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)具有良好的可擴(kuò)充性，把每期的配電子系統(tǒng)以“積木”的方式“填加”到整個(gè)配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)中。配網(wǎng)自動(dòng)化充分利用了現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)、數(shù)字信號(hào)處理（DSP）技術(shù)、計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將變配電監(jiān)控系統(tǒng)在正常及事故情況下的監(jiān)測(cè)、控制、計(jì)量和供電部門的管理工作有機(jī)地融合在一起，提高供電系統(tǒng)運(yùn)行水平，力求供電最為安全、可靠、方便、靈活，經(jīng)濟(jì)性最好，管理更為有效，從而改善供電水平，提高服務(wù)質(zhì)量，減少運(yùn)行費(fèi)用。

4配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)方案

配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)采用分布式網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器及各類工作站等分布于網(wǎng)絡(luò)中，支持和管理網(wǎng)絡(luò)中各自獨(dú)立的處理節(jié)點(diǎn)，使數(shù)據(jù)共享。自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)采用三層體系結(jié)構(gòu)，分別為數(shù)據(jù)庫(kù)和分布式應(yīng)用的支撐平臺(tái)層、操作系統(tǒng)層和應(yīng)用系統(tǒng)三層，各層還可根據(jù)具體功能再細(xì)分。其中支撐平臺(tái)采用分布式結(jié)構(gòu)并符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的開(kāi)放式體系，以便廣泛融合未來(lái)需求?？v向通過(guò)光纖、公網(wǎng)、載波等多種通信方式連接主站、子站、終端和故障指示器。該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)集調(diào)度、測(cè)量、控制和保護(hù)一體化及相應(yīng)的高級(jí)應(yīng)用功能。

總而言之，我國(guó)電力體制改革也突顯出10kV配電網(wǎng)在整個(gè)供電企業(yè)中的重要地位，實(shí)現(xiàn)大面積配網(wǎng)自動(dòng)化可以強(qiáng)化電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、優(yōu)化電能質(zhì)量、大幅提高供電可靠性、減少電網(wǎng)人員投入等諸多好處。雖然配網(wǎng)自動(dòng)化在我國(guó)剛剛起步，但它是電力系統(tǒng)自動(dòng)化的必然趨勢(shì)。筆者在本文中通過(guò)分析10kV配網(wǎng)及其自動(dòng)化的方案設(shè)計(jì)及管理的方法，為同行朋友提供一個(gè)可以相互交流、相互學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)，旨在進(jìn)步。優(yōu)化10kV配網(wǎng)工程，提高工程質(zhì)量，盡可能的為國(guó)家與人民提供更可靠電能服務(wù)。

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