面向供電可靠性的配電自動化系統(tǒng)規(guī)劃

王力 曹海紅 黃盛 劉鑫

【摘 要】目前，我國電網(wǎng)規(guī)模不斷擴大，配電自動化系統(tǒng)的應用越發(fā)成熟，配電可靠性對電網(wǎng)運行有著決定性影響。下面對供電可靠性要求下配電自動化系統(tǒng)規(guī)劃進行探討。

【關鍵詞】供電可靠性；配電自動化；系統(tǒng)規(guī)劃；配電規(guī)劃

隨著我國電網(wǎng)建設的快速發(fā)展，建設配電自動化系統(tǒng)，提高配電自動化系統(tǒng)的綜合性能成為電網(wǎng)建設的關鍵內容。在進行配電自動化系統(tǒng)規(guī)劃設計中，應根據(jù)供電區(qū)域自身特點，采取可靠性的技術，并引入差異化規(guī)劃原則，制定具有可靠性的配電自動化系統(tǒng)的規(guī)劃設計方案。而要引入差異化規(guī)劃原則，不斷提高配電自動化系統(tǒng)的綜合性能，保證供電可靠性則成為電網(wǎng)建設的重要研究方向。

一、配電網(wǎng)供電可靠性關鍵技術指標

在整個電力系統(tǒng)中，配電網(wǎng)是直接與用戶相連的部分，其運行狀態(tài)直接決定了供電質量。據(jù)統(tǒng)計，約80%的停電事故為配電網(wǎng)故障事故，因此，對配電網(wǎng)供電可靠性的控制十分重要。配電網(wǎng)是指從公用配電變壓器二次側出線段到用戶計量收費點之間的供電線路，包含其中連接的各種電力設備。配電網(wǎng)的運行狀態(tài)分為供電狀態(tài)和停電狀態(tài)，在供電狀態(tài)下，要能為用戶安全、穩(wěn)定地提供電力供應服務。目前主要用4個參數(shù)反映配電網(wǎng)的供電可靠性：（1）一個統(tǒng)計周期內，用戶平均停電小時數(shù)（AIHC-1）；（2）不計電源不足、限制供電條件下，一個統(tǒng)計周期內的用戶平均停電小時數(shù)（AIHC-3）；（3）供電可靠率（RS-1），通過計入所有用戶停電情況后計算得出，反映系統(tǒng)供電能力；（4）不計限電因素的供電可靠率（RS-3），一般用于反映供電企業(yè)綜合管理水平。

二、配電自動化系統(tǒng)規(guī)劃可靠性策略

1.規(guī)劃原則

根據(jù)《城市電力網(wǎng)規(guī)劃設計導則》等相關規(guī)定，為滿足供電可靠性需求，在配電網(wǎng)建設和運行管理過程中，應遵循以下防范原則：（1）供電安全“N-1”原則。即任意元件斷開，整個系統(tǒng)要能保持正常供電，避免導致其他元件過載，引起供電安全問題；（2）以用戶滿意度為導向，開展配電網(wǎng)運行維護管理工作。對于因電網(wǎng)故障造成的用戶停電事故，應明確故障處理方法和恢復供電目標。兩回路供電失去其中一回路時，不應停止供電，三回路供電失去其中一回路后，不停止供電，再失去一回路，要滿足50%～70%用電需求。一回路或多回路供電，電源全停時，恢復供電時間為一回路故障處理時間。此外，大用戶的供電可靠性應越高，恢復供電時間應越短，并通過采用自動化設備，實現(xiàn)故障后的負荷自動切換。

2.規(guī)劃流程

配電自動化終端布局與規(guī)劃是一個比較復雜的過程，從規(guī)劃布局流程上來看，首先，應當把相關數(shù)據(jù)輸入到系統(tǒng)之內，包括所有編碼后的數(shù)據(jù)信息。其次，應當嚴格按照標準的設定程序開展計算工作，要求相關人員對配電終端以及開關進行嚴格的可靠性評估，并以此作為基本參考依據(jù)開展適應度計算工作，充分發(fā)揮出所有布局規(guī)劃數(shù)據(jù)的作用。再次，應堅持精英保留的基本原則，對相關種群進行變異操作、分段交叉操作、選擇等，然后對符合標準條件的數(shù)據(jù)加以篩選，使之進入下一代的種群之中。最后一步就是按照計算出來的數(shù)據(jù)結果，選擇最為適用的配電自動化終端設備。

3.硬件架構系統(tǒng)設計

生產(chǎn)控制大區(qū)主要設備包括前置服務器、數(shù)據(jù)庫服務器、SCADA/應用服務器、圖模調試服務器、信息交換總線服務器、調度及維護工作站等，負責完成“三遙”配電終端數(shù)據(jù)采集與處理、實時調度操作控制，進行實時告警、事故反演及饋線自動化等功能。管理信息大區(qū)主要設備包括前置服務器、SCADA/應用服務器、信息交換總線服務器、數(shù)據(jù)庫服務器、應用服務器、運檢及報表工作站等，負責完成無線“兩遙”配電終端及配電狀態(tài)監(jiān)測終端數(shù)據(jù)采集與處理，進行歷史數(shù)據(jù)庫緩存并對接云存儲平臺，實現(xiàn)單相接地故障分析、配電網(wǎng)指標統(tǒng)計分析、配電網(wǎng)主動搶修支撐、配電網(wǎng)經(jīng)濟運行、配電自動化設備缺陷管理、模型/圖形管理等配電運行管理功能。安全接入?yún)^(qū)主要設備包括專網(wǎng)采集服務器、公網(wǎng)采集服務器等，負責完成光纖通信和無線通信三遙配電終端實時數(shù)據(jù)采集與控制命令下發(fā)。

4.根據(jù)實際情況進行分區(qū)管理

我國的國土面積非常大，而且東西部經(jīng)濟發(fā)展水平不平衡，智能電網(wǎng)系統(tǒng)的建設也是一項工程量巨大，耗時較長的項目。所以，在保證用電需求量較大地區(qū)的需求的同時，也要漸漸向周邊地區(qū)進行智能電網(wǎng)的建設。與此同時，在實際配電自動化系統(tǒng)建設的過程當中，因為對其使用了分層分布的結構進行管理，通過使用通信介質把配電主站與終端聯(lián)系到一起，以此來實現(xiàn)科學管理。

5.主站規(guī)劃設計

整個配電自動化系統(tǒng)設計的關鍵就是配電自動化主站設計，因此在規(guī)劃配電自動化系統(tǒng)時，應明確主站的功能及其實際作用需求，只有在詳細了解主站應用地區(qū)實際情況、收集應用數(shù)據(jù)信息，保證主站系統(tǒng)電網(wǎng)監(jiān)控、電力傳輸處理功能的有效后，才能提高配電自動化系統(tǒng)應用的靈活性。主站規(guī)劃設計中可將其細化，其一為前置延伸模式：監(jiān)控區(qū)域實現(xiàn)前置延伸，采集區(qū)域信息，達到就地監(jiān)控。其二為大、中、小模式：擴容平臺、實現(xiàn)與GIS等系統(tǒng)的互聯(lián)，滿足配電信息整合和共享的要求，完成構建配電網(wǎng)圖模工作，達成配電網(wǎng)故障處理、監(jiān)控目的。主站建設類型不同時，以信息接入量為參考，大型主站、中型主站、小型主站，信息接入量分別為大于50萬點、達到50點、達到10萬點之內范圍。

6.配電自動化技術的應用

通過發(fā)揮配電自動化系統(tǒng)的各項功能，為配電網(wǎng)供電可靠性管理提供全方位支持。以某地區(qū)10kV配電網(wǎng)的自動化改造為例，通過對該地區(qū)配電設備進行自動化改造，實現(xiàn)了配電設備調度可視化管理?？梢酝ㄟ^配電信息自動采集和傳輸，對故障點進行快速判斷，并切除故障點，降低故障影響。應用自動化系統(tǒng)后，該地區(qū)的平均故障處理時間得到大幅度降低，在半自動運行狀態(tài)下，故障識別時間可以壓縮到6min以內，全自動運行狀態(tài)下，故障識別和恢復時間可以壓縮到3min以內。采取自動化控制后，供電可靠率>99.995%，電壓合格率達到99.99%，綜合線損率下降至4%。配電自動化技術的應用能有效減少用戶停電時間和由停電檢修造成的電量損失，同時也能降低正常運行過程中的配電網(wǎng)損耗。在此情況下，該地區(qū)電力用戶的滿意度明顯上升，為電力企業(yè)帶來了更高的經(jīng)營效益。

7.針對電磁干擾隱患提出的安防措施

在實際工作中為了對電磁干擾能力進行有效預防，就要保證主站系統(tǒng)自身的安全性和穩(wěn)定性得到保障。單獨借助屏蔽技術而并不能對當前電磁干擾問題進行解決，因此為了更有效的提升工作效率，在實際工作中就可以采用屏蔽技術和濾波技術的有效結合，從而更有效的實現(xiàn)對系統(tǒng)電磁波干擾的有效防護。特別是對濾波技術的應用更需要引起重視，因為濾波技術可以對電磁干擾電源線的問題進行解決，這對于提升線路的抗干擾能力，保證配電主站系統(tǒng)電纜線不受到負面影響也將有著十分積極的作用。

三、結語

總而言之，配電自動化在電力系統(tǒng)運行中所占據(jù)的地位是不容忽視的，供電可靠性是保證電網(wǎng)穩(wěn)定運行的首要條件，對配電自動化系統(tǒng)進行合理規(guī)劃，利用自動化技術，能夠提高配網(wǎng)運行的整體水平，更好的滿足用戶需求。

【參考文獻】

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