城市配電網(wǎng)自動(dòng)化優(yōu)化技術(shù)分析

張二勇 吳濤 陳超峰 劉杰 李旭 王柯

摘要：近年來(lái)，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的建設(shè)不斷創(chuàng)新與發(fā)展，很大程度上也改變了人們的傳統(tǒng)生活方式，對(duì)其高質(zhì)量生活的要求也越來(lái)越高。從其側(cè)面也不同程度的反映出對(duì)其需求不斷擴(kuò)大。如用電需求，從這個(gè)意義上來(lái)講，傳統(tǒng)的配電方式已經(jīng)很難滿(mǎn)足人們的日常生活。長(zhǎng)遠(yuǎn)角度考慮，作為供電系統(tǒng)必須在確保供電需求的前提下進(jìn)行安全可靠的成本運(yùn)行，這就給城市配電網(wǎng)提出了新的挑戰(zhàn)及要求。

關(guān)鍵詞：城市配電網(wǎng);自動(dòng)化改造;饋線(xiàn)自動(dòng)化

引言

針對(duì)城市配電網(wǎng)現(xiàn)階段的發(fā)展現(xiàn)狀，雖然在一定程度上獲得了較好的成績(jī)。但是存在的不足也越發(fā)明顯，尤其是供電的不穩(wěn)定性，經(jīng)常性出現(xiàn)短暫停電和供電不足的情況都給用戶(hù)帶來(lái)了一定的損失;另一方面電網(wǎng)相互之間的競(jìng)爭(zhēng)也存在著較大的問(wèn)題。從某種意義上來(lái)講，我國(guó)配電網(wǎng)是二十世紀(jì)八十年代才建立的，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)展與創(chuàng)新整體來(lái)講發(fā)展并不是均勻的，且自動(dòng)化配電的應(yīng)用并不能普及到各個(gè)城市發(fā)展建設(shè)中。尤其是在較為發(fā)達(dá)的城市建設(shè)中，對(duì)城市配電的自動(dòng)化要求更是備受關(guān)注，也為其自動(dòng)化的研究和發(fā)展提供了有利的發(fā)展環(huán)境。

1配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)嚴(yán)格遵循的技術(shù)原則

1.1可靠性原則

可靠性原則是配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)中必須遵循的原則，它要求任意時(shí)段和供電源都必須是穩(wěn)定的。如網(wǎng)架、通信設(shè)備、主站系統(tǒng)等。這也是城市配電網(wǎng)中比較重要的，只有確保其穩(wěn)定性才能更好地實(shí)現(xiàn)城市配電。

1.2分散性原則

分散性原則主要包含兩個(gè)方面的內(nèi)容：一是分散配電設(shè)備;二是分散使用配電的危險(xiǎn)。配電設(shè)備依據(jù)不同的配電需求其型號(hào)及功能也存在著較大的差異，在進(jìn)行重合器機(jī)械設(shè)備的使用過(guò)程時(shí)要特別注意其一次性故障所帶來(lái)的機(jī)械損害，對(duì)主站內(nèi)的軟件要進(jìn)行合理的獨(dú)立設(shè)計(jì)，使得每個(gè)功能的設(shè)備都是在獨(dú)立運(yùn)行的過(guò)程中進(jìn)行合理配合的，避免整體性的損害。

1.3簡(jiǎn)化性原則

從某種意義上來(lái)講，配電自動(dòng)化系統(tǒng)是一項(xiàng)比較復(fù)雜的作業(yè)工程。尤其是針對(duì)其不懂的配電網(wǎng)人而言，更好好好進(jìn)行學(xué)習(xí)。配電設(shè)備的配電運(yùn)行的基礎(chǔ)元件一旦發(fā)生損害則將對(duì)配電自動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生無(wú)法估計(jì)的后果。所以要求在進(jìn)行配電的過(guò)程中為了確保供電的穩(wěn)定性及用戶(hù)的安全，可以針對(duì)一般的縣級(jí)城市采取比較簡(jiǎn)單的原則，使用機(jī)械設(shè)備不是那么復(fù)雜的供電設(shè)備，并定期對(duì)其進(jìn)行檢查。

2城市配電網(wǎng)饋線(xiàn)自動(dòng)化改造技術(shù)

饋線(xiàn)自動(dòng)化形式有三個(gè)層次：一是端站層。其主要功能是依據(jù)配電過(guò)程中可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤指令進(jìn)行及時(shí)的修正和追蹤，并能夠依據(jù)出現(xiàn)的故障進(jìn)行及時(shí)的處理，這就一定程度上大大提高了工作效率。二是子站層。它的主要功能是負(fù)責(zé)對(duì)端層進(jìn)行錯(cuò)誤的排查和處理，當(dāng)一定范圍內(nèi)超出子站層的匯報(bào)數(shù)據(jù)時(shí)就會(huì)對(duì)其發(fā)生作用和影響，進(jìn)而調(diào)整各個(gè)子站之間的協(xié)調(diào)作業(yè)。從上文的分析得知，饋線(xiàn)自動(dòng)化的運(yùn)行原則。但是其改造技術(shù)方案也有其不同的形式，主要有以下三種：一種是無(wú)信道饋線(xiàn)改造;二是有信道饋線(xiàn)改造;三是綜合式饋線(xiàn)改造。這三種改造方案都有其不同的優(yōu)缺點(diǎn)，在進(jìn)行配電自動(dòng)化過(guò)程中要依據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇。從某種意義上來(lái)講，無(wú)信道和有信道的改造方式都是屬于一種就地控制的改造技術(shù)方案相對(duì)經(jīng)濟(jì)比較高，但是存在系統(tǒng)不能及時(shí)調(diào)整的缺陷。然而綜合式的改造方案也改變了這一現(xiàn)狀。

3城市配電網(wǎng)自動(dòng)化主站與子站系統(tǒng)

通過(guò)的上述分析，我們了解到了城市配電網(wǎng)中比較重要的一種自動(dòng)化配電技術(shù)。但就其發(fā)展城市配電網(wǎng)最基本的結(jié)構(gòu)主要是自動(dòng)化系統(tǒng)層的主站層，它主要位于自動(dòng)化中間層的子站和終端層之間，對(duì)整個(gè)配電自動(dòng)化的正常運(yùn)行都有著不可忽視的重要影響。不言而喻，它的地位是極其重要的，配電自動(dòng)化系統(tǒng)的主站位于頂端的位置對(duì)其下面的子站系統(tǒng)都有著重要的支配作用。尤其是在配電網(wǎng)在進(jìn)行運(yùn)行時(shí)，會(huì)將所有的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)然后傳輸至主站進(jìn)行分析，再將分析的數(shù)據(jù)反饋至子站中指導(dǎo)其運(yùn)行。下面針對(duì)比較常見(jiàn)的功能進(jìn)行分析，具體如下：一是SCADA功能。配電網(wǎng)自動(dòng)化首先要實(shí)現(xiàn)的功能就是SCADA功能，主要包括對(duì)數(shù)據(jù)的采集、遠(yuǎn)程控制、實(shí)時(shí)監(jiān)控、故障記錄以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。以上功能是主站系統(tǒng)的基本功能，其擴(kuò)展功能有無(wú)人值班變電站接口、遠(yuǎn)程控制饋線(xiàn)保護(hù)、設(shè)定和修改定值、線(xiàn)路實(shí)時(shí)顯示以及地理接線(xiàn)功能。二是地理信息管理。由于配電網(wǎng)一般范圍較廣，數(shù)據(jù)處理量大，所以要有相關(guān)的技術(shù)來(lái)管理地理信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。配電網(wǎng)地理信息管理系統(tǒng)是一個(gè)具有空間概念的分層管理基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)，便于用戶(hù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢(xún)和管理，并且為自動(dòng)化系統(tǒng)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)。三是高級(jí)系統(tǒng)程序。主要是指一些能夠提升配網(wǎng)管理水平的高級(jí)應(yīng)用軟件。配網(wǎng)自動(dòng)化子站系統(tǒng)主要功能是對(duì)配電網(wǎng)自動(dòng)化進(jìn)行監(jiān)控和管理。通過(guò)自動(dòng)化開(kāi)關(guān)設(shè)備與自動(dòng)化信息技術(shù)相結(jié)合，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)配電網(wǎng)的遠(yuǎn)程監(jiān)視和控制。

4城市配電網(wǎng)自動(dòng)化通信系統(tǒng)

隨著城市配電網(wǎng)對(duì)通信系統(tǒng)需求的不斷增大，在進(jìn)行規(guī)劃和創(chuàng)新的過(guò)程中，針對(duì)通信系統(tǒng)經(jīng)常存在的問(wèn)題進(jìn)行簡(jiǎn)要分析：一是網(wǎng)絡(luò)傳輸過(guò)程中帶寬不足。就目前來(lái)講我國(guó)在通信系統(tǒng)中所采取的技術(shù)還是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)隔離，這就大大降低了通信傳輸容量。一些人員在操作的過(guò)程中將配合設(shè)備和設(shè)備計(jì)算進(jìn)行分別統(tǒng)計(jì)，這就大大提高了使用成本。且商業(yè)通信的容量一般情況下是在1.6Tbit/s，這也是其中發(fā)展緩慢的瓶頸之一。二是傳輸過(guò)程中的可擴(kuò)展性得不到充分利用。尤其是近年來(lái)，隨著我國(guó)電網(wǎng)業(yè)務(wù)種類(lèi)的逐漸增多，原有的固化傳輸模式已經(jīng)很難適應(yīng)帶寬的傳輸變化，這就會(huì)對(duì)信息數(shù)據(jù)造成一定影響，使其數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，最終影響供電的穩(wěn)定性。針對(duì)現(xiàn)階段我國(guó)城市配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)在通信系統(tǒng)中存在的主要問(wèn)題，一些新的自動(dòng)化優(yōu)化技術(shù)也逐漸被廣泛使用起來(lái)，這很大程度上彌補(bǔ)了傳統(tǒng)通信系統(tǒng)的缺點(diǎn)。

5效益分析

5.1降低線(xiàn)路損耗

優(yōu)化運(yùn)行方式，使線(xiàn)路損耗降至最低，系統(tǒng)橫向與用戶(hù)集抄、需求管理、營(yíng)銷(xiāo)管理等系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)信息交互，從而可以分析并調(diào)整解決線(xiàn)路損耗偏高的問(wèn)題。通過(guò)調(diào)控一體化模式的逐步實(shí)現(xiàn)，提升配電網(wǎng)運(yùn)行和管理的效益，有效降低線(xiàn)損，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)電能損耗的控制管理。對(duì)線(xiàn)路潮流開(kāi)展實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)控制后，能夠發(fā)現(xiàn)用戶(hù)違法竊電行為，及時(shí)處理和防范它的發(fā)生，從而提高配電網(wǎng)線(xiàn)損的管理水平。

5.2節(jié)省人力物力

實(shí)施配電網(wǎng)開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和操控，使得負(fù)荷測(cè)量和倒閘操作不再依賴(lài)于人工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行，降低出車(chē)出勤次數(shù)，減少工器具及設(shè)備損耗。特有的網(wǎng)絡(luò)饋線(xiàn)故障點(diǎn)判別和隔離功能實(shí)現(xiàn)快速定位與恢復(fù)供電，改變傳統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)排查和試驗(yàn)檢測(cè)，縮短故障巡查時(shí)間，減少人力物力開(kāi)支人及各部門(mén)協(xié)調(diào)的橫向壁壘。

結(jié)語(yǔ)

通過(guò)上文論述得知，我國(guó)目前階段城市配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)主要是由三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成的。如主站、子站和終端等。從某種意義上來(lái)講這三種技術(shù)研究都很大程度上推動(dòng)了我國(guó)城市配電網(wǎng)的發(fā)展，也大大提高了供電的穩(wěn)定性。作為相關(guān)人員必須在認(rèn)識(shí)到配電網(wǎng)存在不足的同時(shí)，還要提高自身在配電網(wǎng)操作過(guò)程中的專(zhuān)業(yè)認(rèn)識(shí)和操作能力，以便為配電網(wǎng)良好地運(yùn)行提供保障，進(jìn)而真正意義上推動(dòng)我國(guó)配電網(wǎng)的發(fā)展，為改善人們用電需求提供新的技術(shù)保障。

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