配電自動化終端布局規(guī)劃方法探析

趙麗

摘要：供電企業(yè)要實(shí)現(xiàn)供電質(zhì)量與用戶服務(wù)水平的提升，就必須實(shí)現(xiàn)配電自動化。作為配電自動化體系的重要組成部分，配電自動化終端在整個自動化實(shí)現(xiàn)過程中占據(jù)著十分關(guān)鍵的地位，因此，必須高度重視配電自動化終端的布局規(guī)劃。文章就針對配電自動化終端布局規(guī)劃方法進(jìn)行了分析和研究。

關(guān)鍵詞：配電自動化終端；布局規(guī)劃；方法

配電自動化終端設(shè)備大都處于室外運(yùn)行環(huán)境，與變電站自動化終端設(shè)備相比，其所處工作環(huán)境要更加惡劣。所以，配電自動化終端在防雷、防震、最佳溫度與濕度范圍等方面的要求也比較高。這就需要安排專業(yè)水平較高的人員進(jìn)行配電自動化終端的布局規(guī)劃工作，這樣才能確保布局規(guī)劃方案的科學(xué)性與可行性，從而為配電自動化終端的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供保障。

1 配電自動化終端的發(fā)展歷程

我國最早出現(xiàn)的配電自動化終端大多是從國外進(jìn)口的，這種情況維持了較長一段時間。后來，伴隨我國對自動化技術(shù)研究力度的加大，國內(nèi)也逐漸掌握了配電自動化終端設(shè)備研發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)。這就使得以往完全依賴于進(jìn)口的發(fā)展模式開始轉(zhuǎn)變?yōu)閲鴥?nèi)直接生產(chǎn)的發(fā)展模式。國產(chǎn)配電終端產(chǎn)品越來越多，其性價比也要高得多，這為供電企業(yè)的發(fā)展帶來了諸多好處。

1.1 功能方面的發(fā)展進(jìn)程

一般來說，可將配電終端功能的發(fā)展劃分為監(jiān)控功能階段、故障診斷功能階段和面保護(hù)功能三大階段，這幾個階段分別對應(yīng)的是配電遠(yuǎn)動設(shè)備、集中式配電終端設(shè)備和分布式配電終端設(shè)備。在20世紀(jì)90年代初，我國一些電力自動化企業(yè)按照配電網(wǎng)監(jiān)控的基本要求，開始投入配電遠(yuǎn)動設(shè)備的研發(fā)之中，該類自動化設(shè)備的核心技術(shù)主要從RTU轉(zhuǎn)化而來，其最為典型的功能就是“三遙”功能，但是，配電遠(yuǎn)動設(shè)備尚不具備饋線自動化功能。在步入90年代末之后，伴隨配電自動化試點(diǎn)在全國范圍內(nèi)的開展，整個配電自動化系統(tǒng)開始逐漸從利用重合器時序整定配合的模式轉(zhuǎn)變?yōu)槔灭伨€自動化終端和通信技術(shù)相結(jié)合進(jìn)行故障檢測與隔離的模式。一些電力自動化企業(yè)已經(jīng)開始進(jìn)行具備故障檢測與處理功能的配電終端設(shè)備的研發(fā)，從而加快實(shí)現(xiàn)集中式處理的饋線自動化功能。進(jìn)入21世紀(jì)之后，配電終端的饋線自動化功能開始逐漸從集中式處理模式轉(zhuǎn)變?yōu)榉植际教幚砟Ｊ?，具備故障檢測、隔離與處理功能的面保護(hù)技術(shù)開始成為新的技術(shù)發(fā)展趨勢。與此同時，這種功能更加強(qiáng)大的分布式配電終端設(shè)備也在通信速度、安全性等方面提出了更加嚴(yán)格的要求[1]。

1.2 通信方式上的發(fā)展進(jìn)程

站在通信方式的角度來看，配電終端的發(fā)展主要可分為串行通信系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)型通信系統(tǒng)兩大階段。2001年，利用光纖以太網(wǎng)進(jìn)行通信的配電終端設(shè)備開始面世，這就使得配電終端開始步入網(wǎng)絡(luò)型通信系統(tǒng)的發(fā)展階段。與以往的通信方式相比，網(wǎng)絡(luò)型通信系統(tǒng)在通信速率上要高得多，而且，由于信息路由相對來說比較簡單，便于操作，使得通信組網(wǎng)的靈活性也大大提升，這樣就為配電終端對等通信的實(shí)現(xiàn)提供了可能性，同時也為面保護(hù)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展提供了更好的通信環(huán)境[2]。

1.3 嵌入式軟件方面的發(fā)展進(jìn)程

站在嵌入式軟件應(yīng)用的角度來看，我國配電終端的發(fā)展主要可分為中斷加循環(huán)的軟件結(jié)構(gòu)階段和應(yīng)用嵌入式實(shí)時操作系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)階段。以往的配電終端由于受到處理效率、存儲空間、CPU等的制約，嵌入式軟件在實(shí)際應(yīng)用中只能選擇一般的中斷加循環(huán)的處理模式。但伴隨ARM芯片以及更大位數(shù)的CPU的大面積推廣和使用，使嵌入式實(shí)時操作系統(tǒng)軟件逐漸具備了應(yīng)用條件，其在配電終端中的應(yīng)用，使得終端設(shè)備軟件運(yùn)行的穩(wěn)定性、安全性、響應(yīng)能力等都得到了大幅改善和提升[3]。

2 當(dāng)前配電自動化終端存在的主要問題

現(xiàn)階段，國內(nèi)生產(chǎn)的配電自動化終端設(shè)備在性能與技術(shù)水平等方面都取得了前所未有的進(jìn)步。然而，我們必須意識到我國配電自動化終端的發(fā)展水平與國外發(fā)達(dá)國家相比仍然存在一定的差距，而且在發(fā)展過程中尚存在諸多亟待解決的問題，具體如下：（1）一些配電自動化終端設(shè)備在進(jìn)入市場之前未經(jīng)過嚴(yán)格的質(zhì)量檢測，這就導(dǎo)致許多性能不達(dá)標(biāo)的設(shè)備進(jìn)入到市場，這類劣質(zhì)設(shè)備在實(shí)際運(yùn)行過程中存在極大的安全隱患，最終給整個電力系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠運(yùn)行造成巨大威脅。（2）大多數(shù)配電終端設(shè)備的備用電源都是蓄電池，而蓄電池本身的使用壽命就比較短，根本無法使用配電終端長期運(yùn)行的需求。（3）盡管近幾年我國配電自動化終端設(shè)備運(yùn)行的安全性、穩(wěn)定性與可靠性都取得了一定程度的提升，但與現(xiàn)實(shí)需求之間仍然存在較大的差距，而且伴隨我國電力企業(yè)的不斷發(fā)展，若自動化技術(shù)不能得以及時改進(jìn)，這種差距將會越來越大。（4）在配電自動化終端設(shè)備的出廠測試與現(xiàn)場測試方面并未出臺具體的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，這就導(dǎo)致上述測試工作的開展很難完全落實(shí)到位，也就難以確保配電自動化終端設(shè)備具備投入運(yùn)行和使用的條件。要實(shí)現(xiàn)配電自動化實(shí)用性能的進(jìn)一步提升，就必須在今后的工作中著力解決上述問題[4]。

3 配電自動化終端布局規(guī)劃方法

3.1 規(guī)劃流程

配電自動化終端布局與規(guī)劃是一個比較復(fù)雜的過程，從規(guī)劃布局流程上來看，首先，應(yīng)當(dāng)把相關(guān)數(shù)據(jù)輸入到系統(tǒng)之內(nèi)，包括所有編碼后的數(shù)據(jù)信息。其次，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)定程序開展計(jì)算工作，要求相關(guān)人員對配電終端以及開關(guān)進(jìn)行嚴(yán)格的可靠性評估，并以此作為基本參考依據(jù)開展適應(yīng)度計(jì)算工作，充分發(fā)揮出所有布局規(guī)劃數(shù)據(jù)的作用。再次，應(yīng)堅(jiān)持精英保留的基本原則，對相關(guān)種群進(jìn)行變異操作、分段交叉操作、選擇等，然后對符合標(biāo)準(zhǔn)條件的數(shù)據(jù)加以篩選，使之進(jìn)入下一代的種群之中。最后一步就是按照計(jì)算出來的數(shù)據(jù)結(jié)果，選擇最為適用的配電自動化終端設(shè)備。

3.2 規(guī)劃原則

通常來說，配電網(wǎng)絡(luò)中的開關(guān)按照其作用的不同主要可劃分為聯(lián)絡(luò)的、用戶分界的、分段的以及出線的幾種類型。其中，用戶分界開關(guān)一般要求按照用戶用電需求的不同進(jìn)行選擇和安裝。按照配電自動化的相關(guān)技術(shù)指導(dǎo)，配電自動化終端最好采用光纖通信的方式，同時，也必須注意根據(jù)實(shí)際情況選擇最為適當(dāng)?shù)呐潆娮詣踊K端設(shè)備，堅(jiān)持實(shí)用性與經(jīng)濟(jì)性兼顧的原則[5]。

3.3 管理理念的創(chuàng)新

要促進(jìn)配電自動化的進(jìn)一步發(fā)展，不僅要求配備高水平的專業(yè)技術(shù)人員，同時也必須加強(qiáng)對管理人員的控制，要求管理人員必須嚴(yán)格做好自身的本職工作，將配電業(yè)務(wù)管理工作落到實(shí)處，這樣才能為配電自動化終端的科學(xué)設(shè)置與安全可靠運(yùn)行提供保障，進(jìn)而推動我國電力行業(yè)的深入發(fā)展[6]。

3.4 布局的進(jìn)一步優(yōu)化

相關(guān)人員在開展配電自動化終端布局規(guī)劃的時候，應(yīng)當(dāng)按照規(guī)定的終端設(shè)備參數(shù)、電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)等基本信息，選擇最佳的配電終端設(shè)備類型以及具體的安裝位置，同時還必須尤其注重一次開關(guān)設(shè)備的選擇與安裝。當(dāng)前，在已經(jīng)建設(shè)完工的配電網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行配電自動化終端設(shè)備的安裝時，應(yīng)當(dāng)采用具備“三遙”功能的配電終端設(shè)備，所謂“三遙”，指的就是遙控、遙信以及遙測。只有配備具有這3種功能的設(shè)備，才能實(shí)現(xiàn)配電自動化終端性能的完善。對于一些新修建的線路來說，則應(yīng)當(dāng)依據(jù)其本身的特點(diǎn)開展布局優(yōu)化工作[7]。

4 配電自動化終端的發(fā)展趨勢

與變電站自動化與調(diào)度自動化相比，配電自動化屬于比較年輕的一個學(xué)科門類，其發(fā)展?jié)摿薮螅鶕?jù)配電自動化終端的發(fā)展歷程，可預(yù)測下一代配電自動化終端將在下列幾大方面取得進(jìn)一步創(chuàng)新與突破：首先，配電自動化終端將實(shí)現(xiàn)與一次開關(guān)設(shè)備的一體化。其次，配電自動化終端設(shè)備將朝著數(shù)字化方向發(fā)展，應(yīng)用光傳感器的OCT和OPT數(shù)字配電自動化終端設(shè)備將逐漸在市場中占據(jù)主導(dǎo)地位。此外，光傳感器技術(shù)的不斷改進(jìn)和完善，將大幅降低其應(yīng)用成本，同時，應(yīng)用的可靠性也將大幅提升。基于光傳感器所具備的普通傳感器所難以企及的優(yōu)勢，配電自動化終端將在故障檢測上實(shí)現(xiàn)效率和準(zhǔn)確性的提升，而且可以省去數(shù)模轉(zhuǎn)換的復(fù)雜流程，直接實(shí)現(xiàn)數(shù)字化測控終端的構(gòu)建[8]。

5 結(jié)語

綜上所述，配電自動化終端對整個電力系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠運(yùn)行來說具有重大的現(xiàn)實(shí)意義?，F(xiàn)階段，隨著自動化技術(shù)的不斷改進(jìn)和更新，配電自動化終端的整體性能也更加完善。但是，值得注意的是，當(dāng)前我國配電自動化終端仍然存在一些問題，包括終端設(shè)備在入市之前未經(jīng)過嚴(yán)格的質(zhì)量檢驗(yàn)、終端備用電池壽命偏短等。要實(shí)現(xiàn)配電自動化終端的安全可靠運(yùn)行，就必須提高對其布局規(guī)劃方法的重視度，明確基本的規(guī)劃流程與規(guī)劃原則，創(chuàng)新管理理念，并對其布局加以優(yōu)化。

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