農(nóng)村配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)存在問(wèn)題及對(duì)策研究

周一粟

摘 要：眾所周知，經(jīng)濟(jì)的有序發(fā)展離不開(kāi)電力的大力支持，故國(guó)家對(duì)配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)日益重視，研究實(shí)踐也隨之增多，然而其中針對(duì)農(nóng)村的相對(duì)較少，在實(shí)際運(yùn)用中也存在諸多問(wèn)題。對(duì)此，筆者結(jié)合農(nóng)村配電網(wǎng)自動(dòng)化的建設(shè)背景和發(fā)展現(xiàn)狀，就其建設(shè)要點(diǎn)和優(yōu)化措施作了分析和探討，希望對(duì)加快農(nóng)村配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)步伐有所啟示。

關(guān)鍵詞：農(nóng)村；配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)；饋線系統(tǒng)

為達(dá)到電網(wǎng)運(yùn)行的技術(shù)要求，滿足社會(huì)對(duì)電力的需要，越來(lái)越多的城市相繼投身于配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)隊(duì)伍中，雖然發(fā)揮了顯著的社會(huì)效益，但相比之下農(nóng)村地區(qū)的配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)卻較為滯后。因此為更快更好的實(shí)現(xiàn)城市與農(nóng)村和諧發(fā)展，必須重視農(nóng)村配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)并加以改進(jìn)提高。

一、農(nóng)村配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)概述

由于社會(huì)對(duì)電力的需求與日俱增，質(zhì)量要求也不斷提高，而傳統(tǒng)的電網(wǎng)系統(tǒng)難以滿足實(shí)際需要，故配電網(wǎng)自動(dòng)化應(yīng)運(yùn)而生，且在服務(wù)城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造與建設(shè)中彰顯了巨大效益。簡(jiǎn)單的說(shuō)，配電網(wǎng)自動(dòng)化就是在配電網(wǎng)中科學(xué)的融入計(jì)算機(jī)、通信、網(wǎng)絡(luò)以及電子計(jì)時(shí)等一系列的現(xiàn)代技術(shù)，然后將配電網(wǎng)、在線、離線、用戶等相關(guān)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行整合形成自動(dòng)化系統(tǒng)，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、管理系統(tǒng)運(yùn)行，使其在正常甚至異常情況下均能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)保護(hù)控制功能，進(jìn)而確保系統(tǒng)安全運(yùn)行，可靠供電。

之所以如此強(qiáng)調(diào)農(nóng)村地區(qū)的配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)，是因?yàn)橄鄬?duì)而言，城市配電網(wǎng)自動(dòng)化有著更為合理的布局和更高的安全性，而農(nóng)村地區(qū)則受地理環(huán)境、技術(shù)條件、經(jīng)濟(jì)發(fā)展等諸多因素的影響，致使供電分散、迂回現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，而且電能損耗嚴(yán)重，安全性和供電質(zhì)量也難以得到保障，由此帶來(lái)的不便可想而知。所以，農(nóng)村配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)值得重視，有待改善。

二、農(nóng)村配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)要點(diǎn)分析

農(nóng)村配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)通常涉及系統(tǒng)架構(gòu)、配電主站、饋線系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、以及子站、終端等的選擇和設(shè)計(jì)。筆者通過(guò)總結(jié)我國(guó)配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，結(jié)合農(nóng)村實(shí)際情況，提出了以下要點(diǎn)：

1、秉持基本的建設(shè)原則

與城市配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)有所不同，農(nóng)村配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)應(yīng)在長(zhǎng)遠(yuǎn)的規(guī)劃下堅(jiān)持分步實(shí)施的基本原則，然后做好功能定位工作，包括可適應(yīng)未來(lái)10-15年配電網(wǎng)的實(shí)際發(fā)展需要；系統(tǒng)具備良好的擴(kuò)展性，技術(shù)要成熟可靠且具備升級(jí)空間；饋線自動(dòng)化設(shè)計(jì)要科學(xué)合理；盡量整合相關(guān)的應(yīng)用系統(tǒng)與管理系統(tǒng)進(jìn)行資源共享等，以此在較短年限內(nèi)獲得最大化的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。

2、設(shè)計(jì)合理的系統(tǒng)模式

一是盡量選用主站-子站-終端模式的三層架構(gòu)，因?yàn)槌鲇趯?duì)城鎮(zhèn)化發(fā)展的考慮，農(nóng)村的自然村會(huì)逐漸消失，中心村會(huì)越來(lái)越多，這樣一來(lái)電力負(fù)荷便相對(duì)集中，而分層設(shè)計(jì)又有助于實(shí)時(shí)可靠的進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，故三層結(jié)構(gòu)較為合理。二是針對(duì)配電網(wǎng)自動(dòng)化的核心-主站系統(tǒng)，可根據(jù)城鎮(zhèn)化發(fā)展規(guī)劃和當(dāng)下的自動(dòng)化水平進(jìn)行科學(xué)考量，選用合適的調(diào)配一體化系統(tǒng)主站，以期通過(guò)硬件、軟件資源的共享降低運(yùn)行維護(hù)成本，其中調(diào)配一體化、調(diào)配集控一體化、調(diào)配集控GIS一體化是常見(jiàn)形式。三是對(duì)于連接配電網(wǎng)主站與終端的子站，肩負(fù)著采集數(shù)據(jù)、交換信息、接收與完成操作指令的重任，由于農(nóng)村電網(wǎng)人員技術(shù)水平有待提高，采集的數(shù)據(jù)量又大，建議選用簡(jiǎn)單可靠、無(wú)需維護(hù)的通信控制型子站系統(tǒng)，而且在無(wú)人值班的變電站內(nèi)更適用。對(duì)于監(jiān)控配電變壓器、設(shè)備、開(kāi)關(guān)的終端系統(tǒng)設(shè)備，可從監(jiān)控對(duì)象、功能要求、性價(jià)比等多方面出發(fā)選擇合適的TTU、FTU或DTU，最好保證其可擴(kuò)展，并支持不同的故障算法。四是饋線自動(dòng)化系統(tǒng)，其作為整個(gè)系統(tǒng)不可或缺的重要構(gòu)成，不僅具備實(shí)時(shí)監(jiān)控電壓電流、饋線開(kāi)關(guān)的功能，還可自動(dòng)判別故障進(jìn)行遠(yuǎn)程操作，因此需要因地制宜，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)、故障隔離等不同的策略重點(diǎn)選用合理的控制模式。

三、農(nóng)村配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)優(yōu)化措施

相對(duì)于城市配電網(wǎng)自動(dòng)化水平而言，我國(guó)農(nóng)網(wǎng)自動(dòng)化發(fā)展不僅起步晚且較為滯后，而造成這一局面的原因有許多，如農(nóng)村往往地域遼闊，使得電網(wǎng)覆蓋范圍隨之增大，負(fù)荷有所分散，加上地形不同環(huán)境多樣，使得配電網(wǎng)點(diǎn)多面廣，運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜，采用的以電力載波或微波為主的通信系統(tǒng)可靠性低，即使使用了一定的光纖也難以適應(yīng)安全、營(yíng)銷、管理一體化系統(tǒng)對(duì)信息的采集、傳遞與加工要求，影響運(yùn)行效率不說(shuō)，還加劇了檢修與維護(hù)成本。對(duì)此，筆者對(duì)其優(yōu)化措施作了簡(jiǎn)單思考。

1、分析用電情況，重視設(shè)備選擇

多數(shù)地區(qū)的農(nóng)村配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)存在問(wèn)題，與忽視用電分析有很大關(guān)系，這就要求設(shè)計(jì)人員綜合考慮影響因素，根據(jù)實(shí)際情況完善電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，合理設(shè)計(jì)線路以滿足不同環(huán)境不同情況下的用電需求，實(shí)現(xiàn)資源優(yōu)化使用，保障故障發(fā)生時(shí)可及時(shí)得到有效處理，使配電網(wǎng)自動(dòng)化水平在農(nóng)村得到真實(shí)發(fā)揮。不過(guò)在硬件設(shè)施、應(yīng)用系統(tǒng)、重合器、斷路器等系統(tǒng)設(shè)備選用環(huán)節(jié)，建議立足實(shí)際情況，在節(jié)約財(cái)力和資源的基礎(chǔ)上，選擇既具備良好的抗干擾能力、能適應(yīng)復(fù)雜的農(nóng)村電網(wǎng)環(huán)境，又能達(dá)到自動(dòng)化技術(shù)水平、滿足配電建設(shè)需要的系統(tǒng)設(shè)備。

2、改善配電自動(dòng)化系統(tǒng)通信通道

通信系統(tǒng)在配電網(wǎng)自動(dòng)化中的作用不可小覷，因?yàn)闊o(wú)論是控制命令的傳遞，還是數(shù)據(jù)信息的收集與反饋，均需要通信技術(shù)的大力支持。而農(nóng)村配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)之所以滯后，與其通信水平有一定的關(guān)系。目前應(yīng)用于配電網(wǎng)的通信方式主要包括電纜、光纖、無(wú)線通信、電力載波，其在傳輸速率、傳輸距離、實(shí)時(shí)性、可靠性等方面有所不同。對(duì)于農(nóng)村配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)，可對(duì)通信通道可靠高速要求高的主站與子站間選用光纖通訊，用于獲取大量信息，節(jié)約通訊線路二次鋪設(shè)費(fèi)用；而對(duì)通訊數(shù)據(jù)量小的子站與終端，則可結(jié)合經(jīng)濟(jì)能力、饋線系統(tǒng)、通訊距離、可靠性等要求選擇合適的通信通道，如高速傳輸、永遠(yuǎn)在線、以流量計(jì)費(fèi)、支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信的GPRS較為理想。

3、提高饋線自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)水平

饋線系統(tǒng)的合理性對(duì)農(nóng)村實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)自動(dòng)化的意義重大，就地控制、遠(yuǎn)方集中控制以及兩者結(jié)合的FA方案是主要模式，其中就地模式雖無(wú)需通信通道的架設(shè)，便于維護(hù)，但無(wú)法從全局出發(fā)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)的最優(yōu)化，所以適用于對(duì)用電質(zhì)量要求不高的農(nóng)村地區(qū)。遠(yuǎn)方集中控制模式可使出線開(kāi)關(guān)多次重合問(wèn)題得到避免，且準(zhǔn)確快速定位和隔離故障，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)供電的最優(yōu)化，但需要高投資，農(nóng)村地區(qū)應(yīng)量力而行。而對(duì)于FA模式，即在干線和支線分別采用就地和遠(yuǎn)方控制模式，在干線出現(xiàn)故障時(shí)，系統(tǒng)可經(jīng)FTU終端信號(hào)快速辨別故障類型和位置，無(wú)需主站便可自動(dòng)控制進(jìn)行隔離，而后經(jīng)主站系統(tǒng)的遠(yuǎn)方控制恢復(fù)非故障區(qū)用電；若為支線故障，主站則根據(jù)終端故障電流數(shù)據(jù)進(jìn)行故障定位，而后經(jīng)饋線自動(dòng)化軟件的啟動(dòng)得到合理的處理策略，進(jìn)而完成故障隔離和恢復(fù)供電。顯然其更適合運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜的農(nóng)村配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)，但應(yīng)注意立足實(shí)際，因地制宜。

結(jié)束語(yǔ)：

總之，無(wú)論是站在電力事業(yè)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的視角，還是立足農(nóng)村與城市的和諧發(fā)展，農(nóng)村配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)是不可忽視的重要一環(huán)。這就要求我們正確認(rèn)識(shí)并重視農(nóng)村配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)，了解其存在問(wèn)題和發(fā)展障礙，然后結(jié)合實(shí)際情況采取行之有效的措施加以改善，以此進(jìn)一步提高農(nóng)村配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)的質(zhì)量和水平。

參考文獻(xiàn)：

[1]王俊.關(guān)于農(nóng)村配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)的思考[J]. 民營(yíng)科技，2014，09：60.

[2]鄭行夫.農(nóng)村配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)存在問(wèn)題及對(duì)策研究[J]. 通訊世界，2016，14：142-143.

[3]李裕，徐云江，冷雪梅，張梅.城鎮(zhèn)化建設(shè)形式下農(nóng)村配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)淺析[J]. 電子測(cè)試，2013，08：134-135+138.

[4]王金友，姜建濤.農(nóng)村智能配電網(wǎng)的自動(dòng)化建設(shè)[J]. 農(nóng)村電氣化，2011，08：13-15.

[5]于洋. 淺談農(nóng)村10kV配電網(wǎng)自動(dòng)化[J]. 農(nóng)村電工，2012，20：26-27.endprint