城區(qū)智能（自動化）電網(wǎng)規(guī)劃研究

何維

摘 要： 本文主要針對城區(qū)智能電網(wǎng)規(guī)劃進(jìn)行研究與分析，在分析智能自動化技術(shù)的基礎(chǔ)上，解析配網(wǎng)自動化規(guī)劃設(shè)計(jì)實(shí)證以及配網(wǎng)自動化規(guī)劃配置要求。

關(guān)鍵詞： 城區(qū)；智能電網(wǎng)；自動化；規(guī)劃

1.配網(wǎng)自動化技術(shù)概述

1.1電壓電流型饋線自動化

以電壓時(shí)間為主判據(jù)，故障電流為輔助判據(jù)，通過變電站開關(guān)兩次重合，線路上開關(guān)電壓電流動作邏輯的一種就地式饋線自動化。

1.2基于對等通信電壓電流型饋線自動化

基于4G無線公網(wǎng)，采用對等通信“IEC104”通信規(guī)約的一種就地式饋線自動化。當(dāng)線路發(fā)生故障時(shí)，變電站出線開關(guān)切除故障電流，相鄰配電自動化終端共享故障信息，故障兩側(cè)開關(guān)斷開隔離故障，變電站出線開關(guān)重合，恢復(fù)故障區(qū)前段供電。

1.3基于對等通信智能分布式饋線自動化

基于光纖以太網(wǎng)或高速無線通信網(wǎng)，采用對等通信“IEC61850+GOOSE”通信規(guī)約、網(wǎng)絡(luò)式面保護(hù)的一種就地式饋線自動化。當(dāng)線路發(fā)生故障時(shí)，線路上所有配電自動化終端采集到故障電流幅值和故障電流方向信息，相鄰配電自動化終端共享故障信息，確定故障兩側(cè)最近的開關(guān)，兩側(cè)開關(guān)帶方向速斷保護(hù)動作，開關(guān)跳閘，隔離故障。

1.4饋線自動化技術(shù)方案比對

2.配網(wǎng)自動化規(guī)劃設(shè)計(jì)實(shí)證分析

2.1配電自動化主站

采用“集中采集、分區(qū)應(yīng)用”系統(tǒng)架構(gòu)。在地市供電局部署配電自動化主站，集中采集、處理地區(qū)范圍內(nèi)所有配電網(wǎng)設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)。在各區(qū)/縣供電局部署遠(yuǎn)程工作站，實(shí)時(shí)監(jiān)控所管轄區(qū)域配電網(wǎng)設(shè)備的運(yùn)行狀況。

遵循《南方電網(wǎng)一體化電網(wǎng)運(yùn)行智能系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》，采用集成型配網(wǎng)自動化主站系統(tǒng)，建設(shè)完善配網(wǎng)自動化主站平臺與分析應(yīng)用功能。實(shí)現(xiàn)與“6+1”系統(tǒng)、調(diào)度自動化系統(tǒng)、計(jì)量自動化系統(tǒng)互聯(lián)互通，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)“一方采集、多方應(yīng)用”，提升配網(wǎng)自動化系統(tǒng)實(shí)用化、智能化水平。

2.2配電網(wǎng)通信規(guī)劃設(shè)計(jì)

遵循“因地制宜、適度超前、統(tǒng)一規(guī)劃、同步建設(shè)”的建設(shè)原則，統(tǒng)籌考慮各類業(yè)務(wù)發(fā)展要求，各地區(qū)制定統(tǒng)一的配電通信網(wǎng)規(guī)劃，并對各類通信技術(shù)應(yīng)用于配網(wǎng)通信進(jìn)行專業(yè)化的統(tǒng)一管理。

配電通信網(wǎng)以地市供電局為單位規(guī)劃，形成統(tǒng)一的地區(qū)級網(wǎng)絡(luò)。配電通信網(wǎng)包括骨干層和接入層。骨干層匯聚接入層通信終端的數(shù)據(jù)，并將其傳送至業(yè)務(wù)主站系統(tǒng)；接入層接入各配網(wǎng)業(yè)務(wù)終端的數(shù)據(jù)，并將其傳送至骨干層。

2.3饋線自動化規(guī)劃設(shè)計(jì)

A+、A類供電分區(qū)電纜線路實(shí)現(xiàn)智能分布式饋線自動化，其它供電分區(qū)電纜線路實(shí)現(xiàn)電壓電流型饋線自動化。各供電分區(qū)架空線路實(shí)現(xiàn)電壓電流型饋線自動化。

改造線路具備條件的按照目標(biāo)技術(shù)方案進(jìn)行建設(shè)，不具備條件的按照過渡技術(shù)方案進(jìn)行建設(shè)。如A+、A類供電分區(qū)電纜線路不具備改造條件，實(shí)現(xiàn)電壓電流型饋線自動化。

B類供電分區(qū)實(shí)現(xiàn)電壓電流型就地饋線自動化，采用電壓電流型就地饋線自動化架空方式，最終實(shí)現(xiàn)電壓電流型就地饋線自動化。對于架空以及電纜改造而言，采用無線公（專）網(wǎng)。

3.配網(wǎng)自動化規(guī)劃配置要求分析

3.1架空線路配網(wǎng)自動化終端設(shè)置

主干線：每個(gè)分段內(nèi)中壓用戶5至30戶，低壓用戶不超過2000戶，分段內(nèi)線路長度不宜少于2千米。當(dāng)一個(gè)自動化分段內(nèi)線路的長度超過3千米時(shí)，可在分段內(nèi)設(shè)置一遙故障指示器，2-3千米左右設(shè)置一組。自動化分段開關(guān)和自動化聯(lián)絡(luò)工關(guān)均選用柱上負(fù)荷開關(guān)自動化成套設(shè)備，配置電壓電流型饋線自動化和三遙功能

第一級分支線：當(dāng)分支線中壓用戶達(dá)到10臺或低壓用戶達(dá)到1000戶以上時(shí)應(yīng)在分支線首端設(shè)置1臺柱上自動化斷路器成套設(shè)備。第一級分支線在與主干線T接處可設(shè)置一遙故障指示器。通常情況下自動化斷路器配置速斷、零序過流保護(hù)、重合閘和三遙功能，在電源側(cè)配置單側(cè)電源PT，當(dāng)分支線接有小水電時(shí)，自動化斷路器應(yīng)增加配置過電壓、高頻解列、檢同期重合等保護(hù)功能，配置雙側(cè)電源PT。

第二級分支線：在與第一級分支線T接處裝設(shè)不具備自動化功能的普通故障指示器。

配變：在公變應(yīng)用計(jì)量自動化系統(tǒng)配變監(jiān)測終端，專變應(yīng)用計(jì)量自動化系統(tǒng)負(fù)荷控制終端，實(shí)現(xiàn)對配變運(yùn)行狀態(tài)判別和遙測數(shù)據(jù)的采集。

3.2電纜線路配網(wǎng)自動化終端設(shè)置

優(yōu)點(diǎn)：供電可靠性高，接線簡單，運(yùn)行方便，可滿足N-1安全準(zhǔn)則。

缺點(diǎn)：線路利用率較低，僅為50%。

優(yōu)點(diǎn)：供電可靠性高，滿足N-1安全準(zhǔn)則，設(shè)備利用率較高，可達(dá)66.7%。

缺點(diǎn)：聯(lián)絡(luò)點(diǎn)受地理位置及負(fù)荷分布等因素的影響較大。

應(yīng)選取主干線上戶內(nèi)開關(guān)站、配電房作為分段或聯(lián)絡(luò)環(huán)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)，不宜選用戶外開關(guān)箱、環(huán)網(wǎng)箱變作為主干線環(huán)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)。應(yīng)通過網(wǎng)架調(diào)整將支線層戶內(nèi)開關(guān)站或配電房調(diào)整至主干線，作為主干線環(huán)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)。

主干線上分段點(diǎn)選?。哼x取兩個(gè)環(huán)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)作為分段環(huán)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)，該節(jié)點(diǎn)的環(huán)出開關(guān)設(shè)置為自動化分段開關(guān)。每個(gè)分段內(nèi)中壓用戶宜5-10戶，低壓用戶不超過2000戶。

分段、聯(lián)絡(luò)環(huán)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)配置：①分段環(huán)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)、聯(lián)絡(luò)環(huán)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)選用自動化斷路器柜成套設(shè)備，配置母線PT、雙進(jìn)線PT和直流電源。②成套設(shè)備所有開關(guān)間隔配置三相CT、零序CT和保護(hù)測控單元。其中環(huán)出開關(guān)間隔和環(huán)網(wǎng)點(diǎn)聯(lián)絡(luò)開關(guān)間隔的的保護(hù)測控單元投入電壓電流型饋線自動化和三遙功能，出線開關(guān)間隔保護(hù)測控單元投入速斷、零序過流保護(hù)、重合閘和三遙功能，環(huán)進(jìn)開關(guān)投入三遙功能。③各開關(guān)間隔的保護(hù)測控單元通過以太網(wǎng)交換機(jī)與綜合測控通信單元（DTU）實(shí)現(xiàn)內(nèi)網(wǎng)通信，并由綜合測控通信單元（DTU）與主站進(jìn)行通信。

普通環(huán)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)配置：A類供電分區(qū)具備改造條件的，技術(shù)要求與分段環(huán)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)一致。其他供電分區(qū)普通環(huán)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)設(shè)置1臺配電自動化終端，實(shí)現(xiàn)對環(huán)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)內(nèi)全部開關(guān)的運(yùn)行數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控。

非環(huán)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的電房配置：支線開關(guān)裝設(shè)具備一遙功能的故障指示器。

配變：在公變應(yīng)用計(jì)量自動化系統(tǒng)配變監(jiān)測終端，專變應(yīng)用計(jì)量自動化系統(tǒng)負(fù)荷控制終端。

環(huán)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)配置：①所有環(huán)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)均具備自動化功能，開關(guān)選用斷路器自動化成套設(shè)備，配置母線PT、雙進(jìn)線PT和直流電源。②成套設(shè)備所有開關(guān)間隔配置三相CT、零序CT和保護(hù)測控單元。所有開關(guān)間隔的保護(hù)測控單元配置智能分布式就地饋線自動化（網(wǎng)絡(luò)式面保護(hù)）、電壓電流型饋線自動化、速斷、零序過流保護(hù)、重合閘和三遙功能③各開關(guān)間隔的保護(hù)測控單元通過以太網(wǎng)交換機(jī)與綜合測控通信單元（DTU）實(shí)現(xiàn)內(nèi)網(wǎng)通信，并由綜合測控通信單元（DTU）與主站進(jìn)行通信。

配變：在公變應(yīng)用計(jì)量自動化系統(tǒng)配變監(jiān)測終端，專變應(yīng)用計(jì)量自動化系統(tǒng)負(fù)荷控制終端，實(shí)現(xiàn)對配變運(yùn)行狀態(tài)判別和遙測數(shù)據(jù)的采集。

結(jié)論

目前，城市內(nèi)現(xiàn)有的配電網(wǎng)已經(jīng)無法滿足經(jīng)濟(jì)增長的需要，既不能適應(yīng)分布式電源的大量接入，也不能滿足人們對高供電可靠性的需求。因此，建設(shè)結(jié)構(gòu)完善、技術(shù)領(lǐng)先、高效互動、靈活可靠的智能配電網(wǎng)是電網(wǎng)企業(yè)急需的戰(zhàn)略部署。

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