淺論配網(wǎng)自動(dòng)化發(fā)展探研

鐘家偉

【摘?要】配網(wǎng)自動(dòng)化是基于計(jì)算機(jī)、電子以及自動(dòng)控制和通信技術(shù)，對(duì)配網(wǎng)進(jìn)行在線和離線智能化監(jiān)管，從而使配電網(wǎng)能夠處于安全可靠運(yùn)行狀態(tài)。本文就國(guó)內(nèi)外配網(wǎng)自動(dòng)化發(fā)展趨勢(shì)以及配網(wǎng)自動(dòng)化發(fā)展問(wèn)題進(jìn)行探究，并提出一些個(gè)人的觀點(diǎn)與認(rèn)識(shí)，以供參考。

【關(guān)鍵詞】配網(wǎng)自動(dòng)化;國(guó)內(nèi)外趨勢(shì);問(wèn)題;發(fā)展

通過(guò)配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)，可以確保電網(wǎng)正常運(yùn)行時(shí)能夠有效控制電網(wǎng)無(wú)功功率，并且維持電壓的安全運(yùn)行，確保供電質(zhì)量與效率。當(dāng)電網(wǎng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障問(wèn)題時(shí)，可以快速、自動(dòng)隔離故障，全面提升配網(wǎng)網(wǎng)架的供電可靠性水平，減少經(jīng)濟(jì)損失及影響，進(jìn)一步提升用電客戶良好的用電感知度。

1、國(guó)內(nèi)國(guó)外配網(wǎng)自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)

1.1國(guó)外發(fā)展趨勢(shì)

國(guó)外配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)的早期目標(biāo)在于縮短饋線停電時(shí)間，有效避免線路故障問(wèn)題的出現(xiàn)對(duì)變電所供電產(chǎn)生不利影響。比如，美國(guó)曼哈頓地區(qū)的配網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)過(guò)程中，27kV線路故障在斷路器與真空重合相互合作，僅需三個(gè)以內(nèi)的操作環(huán)節(jié)即可自動(dòng)將故障問(wèn)題隔離，部分實(shí)現(xiàn)供電。日本配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)與發(fā)展速度也非常的快，自上世紀(jì)六十年代采用自動(dòng)隔離故障配電電路，七十年代采用開關(guān)控制裝置以及局部控制模式，八十年代基于計(jì)算機(jī)技術(shù)構(gòu)建自動(dòng)化控制系統(tǒng)，并且實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程監(jiān)控。事實(shí)上，國(guó)外配網(wǎng)自動(dòng)化的建設(shè)在管護(hù)方面也下了功夫，大大提高了自動(dòng)化管控覆蓋率?；诠δ芙嵌瘸霭l(fā)，主要包括故障隔離以及遠(yuǎn)程控制。同時(shí)，通信方式以有線與無(wú)線兩種方式為主，光纖通信相對(duì)較少;監(jiān)控點(diǎn)選擇時(shí)，采用因地制宜的方式。比如，某功率環(huán)選擇部分采用的是開關(guān)遙控方式，剩下的部分采用故障指示器?？傮w來(lái)看，世界各國(guó)在配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)方面不斷加大投入，整體發(fā)展水平顯著提升。

1.2國(guó)內(nèi)發(fā)展趨勢(shì)

國(guó)內(nèi)配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)先后經(jīng)歷了三個(gè)階段，具體分析如下：第一，開關(guān)設(shè)備配合階段。這一階段主要的配電設(shè)備是分段器以及重合器等，基于自動(dòng)化開關(guān)裝置故障及其互相配合，有效改善了部分恢復(fù)供電以及故障隔離。這一發(fā)展時(shí)期，配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)主要限制在自動(dòng)重合閘以及備用電源施放設(shè)備的應(yīng)用，自動(dòng)化程度相對(duì)較低。配網(wǎng)系統(tǒng)正常運(yùn)行過(guò)程中一旦出現(xiàn)故障問(wèn)題，難以起到有效的監(jiān)控效果。第二，基于網(wǎng)絡(luò)、通信以及終端配電自動(dòng)化。正常情況下配網(wǎng)也可起到運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控的作用，操作模式是遠(yuǎn)程控制，如果工作問(wèn)題沒有及時(shí)發(fā)現(xiàn)，則操控人員基于遠(yuǎn)程隔離斷裂帶可以恢復(fù)電力供應(yīng)。第三，增加自動(dòng)管控功能。隨著現(xiàn)代計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的快速發(fā)展，配網(wǎng)自動(dòng)化進(jìn)行了第三個(gè)階段，在上一階段基礎(chǔ)上增設(shè)了自動(dòng)化控制功能，其中包括SCADA、地理信息、DSM以及調(diào)度仿真和斷層調(diào)用系統(tǒng)，通過(guò)綜合自動(dòng)化集成大大提高了配網(wǎng)自動(dòng)化程度。然而，很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)因重發(fā)、輕供以及不管用等思維影響，國(guó)內(nèi)配網(wǎng)設(shè)備相對(duì)落后，而且供電可靠性相對(duì)較差，阻礙了自動(dòng)化發(fā)展。近年來(lái)隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，企業(yè)、用戶對(duì)用電安全可靠的供電需求依存度越來(lái)越高，國(guó)內(nèi)配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)引起了社會(huì)各界的廣泛關(guān)注，目前正保持良好發(fā)展勢(shì)頭。

2、國(guó)內(nèi)配網(wǎng)自動(dòng)化目前存在的問(wèn)題

2.1缺乏系統(tǒng)、科學(xué)的規(guī)劃

從目前國(guó)內(nèi)配網(wǎng)自動(dòng)化發(fā)展現(xiàn)狀來(lái)看，雖然已經(jīng)建立了網(wǎng)架系統(tǒng)，但是對(duì)配網(wǎng)自動(dòng)化卻沒有系統(tǒng)、科學(xué)的規(guī)劃，如與政府發(fā)展規(guī)劃對(duì)接脫節(jié)，未充分考慮供電負(fù)荷等級(jí)與之合理配套的供電可靠率、環(huán)網(wǎng)聯(lián)絡(luò)率等，同時(shí)，過(guò)分追求故障處理以及恢復(fù)功能，將重點(diǎn)放在了部分配網(wǎng)系統(tǒng)自動(dòng)化建設(shè)，以致于投資者未能受益，配網(wǎng)系統(tǒng)自動(dòng)化科學(xué)運(yùn)行發(fā)展受阻，產(chǎn)能效果不理想。

2.2配網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定性不高

配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)過(guò)程中對(duì)設(shè)備可靠性及其可維護(hù)性提出了非常高的要求，配網(wǎng)自動(dòng)化的很多站端設(shè)備布設(shè)在戶外，因此運(yùn)行環(huán)境非常的惡劣，而且容易造成電子裝置損壞。開關(guān)控制以及操作電源難以提取，也是影響配網(wǎng)系統(tǒng)安全穩(wěn)定性的主要因素之一。同時(shí)，對(duì)供電配網(wǎng)運(yùn)行管理流程不了解，未能全面把握其需求，因此導(dǎo)致產(chǎn)品適應(yīng)性相對(duì)較差。在配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)過(guò)程中，通常采用多元化的通信模式，通信穩(wěn)定性影響因素較多。

2.3配網(wǎng)自動(dòng)化設(shè)計(jì)及其建設(shè)

基于配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)的視角選擇沒計(jì)單位時(shí)，主要考慮的因素為主站、通信、實(shí)現(xiàn)方式、土建以及設(shè)備和管理等，需選擇專業(yè)配網(wǎng)設(shè)計(jì)單位。配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)相對(duì)比較復(fù)雜，如果職責(zé)不明確則難以確保運(yùn)行管理，而且系統(tǒng)應(yīng)用以及數(shù)據(jù)維護(hù)難以確保其穩(wěn)定性。

3、配網(wǎng)自動(dòng)化發(fā)展探索研究

基于以上分析，筆者認(rèn)為配網(wǎng)自動(dòng)化工程建設(shè)過(guò)程中涉及面非常的廣泛，而且配網(wǎng)自動(dòng)化展水平較高，具有智能性、自動(dòng)化以及互動(dòng)性。未來(lái)配網(wǎng)自動(dòng)化發(fā)展過(guò)程中會(huì)表現(xiàn)出以下趨勢(shì)。

3.1綜合受控端

所謂綜合受控端，即在SCADA系統(tǒng)基礎(chǔ)上對(duì)電網(wǎng)信息采集以及信號(hào)等進(jìn)行綜合處理，盡可能減少受控端數(shù)量和簡(jiǎn)化系統(tǒng)規(guī)模。從實(shí)踐來(lái)看，這一受控端具有傳統(tǒng)終端的全部功能，而且還能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)潮流分布以及電壓情況，對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生震蕩與否以及頻率滿足要求與否等進(jìn)行實(shí)施監(jiān)控，并且將信息數(shù)據(jù)傳遞給主控方供其進(jìn)分析與應(yīng)用。

3.2載波與IP通信

配網(wǎng)通信系統(tǒng)是配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)的重點(diǎn)與難點(diǎn)，在配網(wǎng)系統(tǒng)中因受控端數(shù)目相對(duì)較多，而且對(duì)通信有較高的要求，所以需進(jìn)行潮流實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)以及頻率控制，穩(wěn)定高速載波通信。實(shí)踐中可以看到，通過(guò)該種方式不僅能夠有效滿足客觀現(xiàn)實(shí)需求，而且還能夠?yàn)閺V大用電客戶提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，比如電力線上網(wǎng)。值得一提的是，光纖通信容量相對(duì)較大，而且可靠性較高，此外還具有傳輸速率高等特點(diǎn)，目前已成為國(guó)內(nèi)通信系統(tǒng)主流選擇。近年來(lái)隨著配網(wǎng)通信系統(tǒng)建設(shè)成本的不斷降低，國(guó)內(nèi)光纖通信技術(shù)在配網(wǎng)系統(tǒng)自動(dòng)化建設(shè)過(guò)程中的應(yīng)用作用日漸凸現(xiàn)出來(lái)。隨著配網(wǎng)通信技術(shù)的快速發(fā)展，IP通信過(guò)程中采用了光纖通信技術(shù)手段來(lái)增強(qiáng)其抗干擾能力，而且出現(xiàn)的誤碼率相對(duì)較低，具有傳遞速度快、IP通兼容性強(qiáng)等特點(diǎn)，因此將成為智能配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)的重要通信技術(shù)手段。

3.3配網(wǎng)系統(tǒng)管理集中化

傳統(tǒng)配網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)過(guò)程中用戶相對(duì)比較分散，而且系統(tǒng)分離成了多島，彼此之間功能非常的相似，然而系統(tǒng)交流難度較大，通道共享性差。在集中化管理過(guò)程中，配電系統(tǒng)建設(shè)時(shí)可有效利用現(xiàn)代先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)手段將配網(wǎng)管控中心、多島相互連接起來(lái)。比如，SCADA與配網(wǎng)中心之間通過(guò)接口相互連接在一起，從而形成多級(jí)系統(tǒng)。該系統(tǒng)的建設(shè)與應(yīng)用過(guò)程中，可采用的方式和方法是利用用戶軟硬件資源，并且對(duì)用戶投資采取保護(hù)措施，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)用化管控以及多廠家資源共享。

3.4優(yōu)化配網(wǎng)運(yùn)行以及一體化建設(shè)

近年來(lái)隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及電力行業(yè)體制改革的不斷推進(jìn)，國(guó)家電網(wǎng)以經(jīng)濟(jì)效益作為階段性發(fā)展目標(biāo)。供電企業(yè)應(yīng)當(dāng)不斷分析現(xiàn)階段的電網(wǎng)運(yùn)行情況，提出潮流方案，根據(jù)狀態(tài)估計(jì)以及潮流計(jì)算和最優(yōu)潮流管控來(lái)優(yōu)化系統(tǒng)。配網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)以及運(yùn)行過(guò)程中應(yīng)當(dāng)不斷提高經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益，優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，確保二次設(shè)備不出現(xiàn)誤動(dòng)或者不據(jù)動(dòng)。同時(shí)，還要加強(qiáng)信息一體化建設(shè)，這是配網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)展的主流趨勢(shì);未來(lái)發(fā)展過(guò)程中，配網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)更多的考慮配電網(wǎng)系統(tǒng)整體性，而非單一的關(guān)注配電網(wǎng)信息。通過(guò)配網(wǎng)一體化建設(shè)，加強(qiáng)信息實(shí)時(shí)搜索機(jī)制的建立與完善，并且支持信息模型等傳輸標(biāo)準(zhǔn)，從而實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)的智能化建設(shè)，有效滿足配網(wǎng)系統(tǒng)和設(shè)備的二次網(wǎng)絡(luò)管控方案。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，雖然目前國(guó)內(nèi)外配網(wǎng)整體發(fā)展趨勢(shì)良好，但是也應(yīng)當(dāng)認(rèn)清當(dāng)前配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)與發(fā)展過(guò)程中存在的問(wèn)題與不足之處。實(shí)踐中應(yīng)當(dāng)結(jié)合國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，借鑒和吸收先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，構(gòu)建切實(shí)可行的配網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)與發(fā)展機(jī)制。通過(guò)制度的落實(shí)，來(lái)有效提高行配網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行安全可靠性。

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（作者單位：云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司臨滄臨翔供電局）