配網(wǎng)自動(dòng)化方案及其社會(huì)效益

王火蓮

（國網(wǎng)福建漳平市供電有限公司）

配網(wǎng)自動(dòng)化方案及其社會(huì)效益

王火蓮

（國網(wǎng)福建漳平市供電有限公司）

伴隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)與生活質(zhì)量的提升，客戶對(duì)輸電質(zhì)量與穩(wěn)定性要求逐漸提升，另外城市配電網(wǎng)在電力系統(tǒng)中更占據(jù)重要地位，然而傳統(tǒng)的配電網(wǎng)運(yùn)行管理方法已很難進(jìn)一步提高配電網(wǎng)的管理水平。加快配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)，提高配網(wǎng)運(yùn)行智能化不但能夠提高配網(wǎng)運(yùn)行效益、可靠性，還能夠提高故障情況下配網(wǎng)的管理水平及快速反應(yīng)能力，是其自愈性的重要基礎(chǔ)與手段。

配網(wǎng)自動(dòng)化；社會(huì)效益；電力系統(tǒng)

引言

近些年中國在經(jīng)濟(jì)不斷增長(zhǎng)的同時(shí)，電力領(lǐng)域也在快速發(fā)展，對(duì)城市配電網(wǎng)的輸電品質(zhì)和穩(wěn)定性的要求逐漸提升。配電網(wǎng)作為發(fā)輸配電的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，其重要性不言而喻。但因?yàn)榕潆娋W(wǎng)巨大的規(guī)模與繁雜的機(jī)構(gòu)差別性，乃至一些路線在負(fù)載高峰時(shí)段長(zhǎng)時(shí)間處于負(fù)載過重運(yùn)行狀態(tài)，很大程度上造成輸電水平和品質(zhì)低下。另外缺乏自動(dòng)化技術(shù)的支撐，電力公司難以第一時(shí)間了解配網(wǎng)工作狀況，進(jìn)而降低了配電網(wǎng)事故的處置與輸電恢復(fù)效率，一方面對(duì)配電網(wǎng)的低成本運(yùn)行產(chǎn)生不良影響，另一方面還降低了輸電的穩(wěn)定性。因此配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)的重要性和深遠(yuǎn)意義體現(xiàn)出來，利用現(xiàn)代技術(shù)手段來對(duì)配電網(wǎng)智能化進(jìn)行最優(yōu)化管理迫在眉睫，可以看出，配電網(wǎng)自動(dòng)化方案的運(yùn)用對(duì)于電力公司與社會(huì)而言均意義重大，下文將對(duì)漳平市配網(wǎng)自動(dòng)化方案加以剖析，且論述其形成的社會(huì)效益。對(duì)本市實(shí)行配網(wǎng)自動(dòng)化具有重要借鑒意義。

1 配電自動(dòng)化的方案及實(shí)施

1.1 基本思路

首先要以智能電網(wǎng)為奮斗目標(biāo)，再使用先進(jìn)的管理觀念與發(fā)達(dá)的信息技術(shù)、傳感器技術(shù)、數(shù)字系統(tǒng)管控技術(shù)等，依托先進(jìn)科技來達(dá)成配電網(wǎng)業(yè)務(wù)流、數(shù)據(jù)流、電力流的雙向運(yùn)行。系統(tǒng)運(yùn)用2層機(jī)制架構(gòu)，重點(diǎn)由配網(wǎng)自動(dòng)化主站層與配網(wǎng)自動(dòng)化終端設(shè)施層構(gòu)成，雙方利用無線、光纖、載波等通訊系統(tǒng)實(shí)施信息通訊。在核心變電站構(gòu)建配電通訊子站系統(tǒng)、整合變電站輸電范圍內(nèi)配電網(wǎng)自動(dòng)化終端的所有數(shù)據(jù)，且傳輸給配電網(wǎng)自動(dòng)化主站系統(tǒng)。在開關(guān)站，運(yùn)用開關(guān)站通訊管控機(jī)器，把開關(guān)站的出現(xiàn)信息集中傳輸給配電網(wǎng)自動(dòng)化主站系統(tǒng)。另外依據(jù)智能電網(wǎng)配電過程的整體架構(gòu)，和配電網(wǎng)網(wǎng)架構(gòu)建為根基，以智能電網(wǎng)科學(xué)研究項(xiàng)目為核心，從而達(dá)成配電網(wǎng)架構(gòu)的整合。

1.2 配電自動(dòng)化的作用

配電自動(dòng)化系統(tǒng)首先應(yīng)當(dāng)具有下述幾個(gè)功用：

（1）配電網(wǎng)設(shè)施的監(jiān)測(cè)、即時(shí)信息搜集、達(dá)成電流電壓量的監(jiān)測(cè)和運(yùn)輸功用；

（2）配電變壓器低壓側(cè)補(bǔ)償電容器的自行投切；

（3）事故辨別、隔離和網(wǎng)絡(luò)建構(gòu)功用，具有故障信號(hào)捕捉的能力；

（4）實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)分析處理及生成報(bào)表功能；

（5）接收并執(zhí)行遙控指令，控制開關(guān)的分與合；

（6）具有自診斷、上電及軟件自恢復(fù)功能，具有軟、硬件watchdog功能。

按照該市配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)方案，其實(shí)現(xiàn)方式主要從下幾個(gè)方面：

（1）配電網(wǎng)分段開關(guān)首先應(yīng)當(dāng)擁有密封性，另外電源管控一定要安全；

（2）根據(jù)現(xiàn)實(shí)配網(wǎng)狀況選取人工、遠(yuǎn)方自動(dòng)轉(zhuǎn)移負(fù)載、自動(dòng)等相應(yīng)形式；

（3）對(duì)于有較高穩(wěn)定性要求的架空配電網(wǎng)，運(yùn)用電流式FTU來測(cè)量事故電流和信號(hào)，且利用遠(yuǎn)程管控形式將事故隔開且恢復(fù)正常輸電；

（4）使用電壓型故障自動(dòng)隔離方式應(yīng)對(duì)樹狀放射式接線的架空線路且通信手段不完善的區(qū)域。

1.3 配電自動(dòng)化的實(shí)施方案

該市建設(shè)配電自動(dòng)化系統(tǒng)始終以“總體規(guī)劃、依據(jù)現(xiàn)實(shí)情況、最有設(shè)計(jì)，一步到位”為準(zhǔn)則，以“效率高、費(fèi)用低、易操作”為目標(biāo)，有效地制定了配電網(wǎng)遠(yuǎn)程管控、迅速解決事故、輸電穩(wěn)定性提升等具體方案。

1.3.1 體系結(jié)構(gòu)

首先主系統(tǒng)采用兩層體系結(jié)構(gòu)，該市配電自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)參照了電力信息通信國際標(biāo)準(zhǔn)，主系統(tǒng)運(yùn)用2層機(jī)制架構(gòu)，經(jīng)過統(tǒng)一監(jiān)控形式的2層機(jī)制架構(gòu)要求，漳平局配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)重點(diǎn)由兩部分構(gòu)成：①配網(wǎng)自動(dòng)化主站層；②配網(wǎng)自動(dòng)化終端設(shè)施層。很好的讓配電自動(dòng)化具備與調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)以及管理信息等系統(tǒng)通訊接口相互連通，以實(shí)現(xiàn)信息交換與共享。第一層為主配電站，通過交換式以太網(wǎng)的配電自動(dòng)化后臺(tái)程序與大規(guī)模數(shù)據(jù)庫，連接電腦互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)，重點(diǎn)用以管控本市境內(nèi)的中壓配電網(wǎng)。第二層是遠(yuǎn)方終端，大致包含裝設(shè)在每個(gè)配變柱、配電房上的開關(guān)、環(huán)網(wǎng)柜等加以信息搜集與管控的配電終端設(shè)施。把遠(yuǎn)程終端系統(tǒng)裝設(shè)在配電室和開關(guān)站中，電量集抄器裝設(shè)在變壓器周邊，對(duì)于分散用戶的用電管理帶來實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)參考。同時(shí)將配網(wǎng)終端搜集的信息傳輸?shù)秸钠骄值闹行臄?shù)據(jù)庫，各區(qū)局用戶端還能夠利用遠(yuǎn)程工作站的形式，在管理范圍內(nèi)加以操控與養(yǎng)護(hù)，對(duì)于業(yè)務(wù)與數(shù)據(jù)的分離有很大的幫助。

1.3.2 通信方式

選擇先進(jìn)性、實(shí)用性、可擴(kuò)展性的通信方式對(duì)配電自動(dòng)化具有重大意義。在漳平輸電局與市郊間以具有較高水平的通信基本條件后，應(yīng)當(dāng)全面運(yùn)用漳平市局當(dāng)前的調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)，達(dá)成各區(qū)局用戶端和配電主站程序的通訊。充分利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)通信條件，確保符合實(shí)際需求的傳輸速率。另外在各個(gè)變電站基本具有和市局的通訊體系，配電網(wǎng)自動(dòng)化程序能夠依據(jù)通訊需求整體運(yùn)用。通過綜合比較例如技術(shù)經(jīng)濟(jì)性以及一次性投資維護(hù)使用等來選擇新建電網(wǎng)通信方式。

2 配網(wǎng)自動(dòng)化的社會(huì)效益

實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)自動(dòng)化對(duì)于供電企業(yè)來說不僅具有很好的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)對(duì)企業(yè)的管理發(fā)揮重要作用，分析列舉了以下幾個(gè)具體社會(huì)效益：

2.1 配電網(wǎng)可靠性的提高

配電網(wǎng)自動(dòng)化整個(gè)過程包括電網(wǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集，配電網(wǎng)控制中心計(jì)算機(jī)接受通道傳送的信息并做分析處理，對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行重構(gòu)等以及事故處理。這一配電網(wǎng)自動(dòng)化方案的實(shí)施加快了在緊急情況下的反應(yīng)，縮短了停電時(shí)間。配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)能在幾分鐘內(nèi)將這一過程處理完畢。同時(shí)配網(wǎng)的自動(dòng)化能夠通過故障定位來及時(shí)判斷故障并處理，對(duì)于縮小故障的波及范圍和損失具有重要影響。實(shí)時(shí)具體數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示漳平各區(qū)目前的停電面積平均至少減少1/4以上。另外，通過較為完善的配電網(wǎng)自動(dòng)化運(yùn)行管理，可以將檢修計(jì)劃安排更合理，停電時(shí)間縮短到最小。故障的自動(dòng)隔離直接提升了更短的客戶電能中斷供給事件，減小停電范圍，對(duì)客戶而言此便是更高效、更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。

2.2 電能質(zhì)量持續(xù)提高

通過配電網(wǎng)自動(dòng)化的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)功能和負(fù)荷預(yù)測(cè)、負(fù)荷管理與控制功能、狀態(tài)估計(jì)及電壓和無功優(yōu)化調(diào)度等功能，及時(shí)收集電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)信息，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)分析，從而掌握電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)，以便通過網(wǎng)絡(luò)分析選擇最佳運(yùn)行方式來提高電壓質(zhì)量，向用戶提供優(yōu)質(zhì)電能。運(yùn)用最好的運(yùn)行模式，來保證電壓品質(zhì)的提升。

2.3 減少功率損耗

通過網(wǎng)絡(luò)分析軟件配合，配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)用在線實(shí)時(shí)分析的運(yùn)行方式自動(dòng)選擇網(wǎng)損最小和安全穩(wěn)定的方式供電，同時(shí)實(shí)現(xiàn)最優(yōu)無功控制，提高功率因數(shù)來降低網(wǎng)損，在產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)產(chǎn)生巨大的社會(huì)效益。

2.4 整合配電網(wǎng)的架構(gòu)，降低一次性投入

電力企業(yè)通過負(fù)荷管理及準(zhǔn)確的實(shí)際操作數(shù)據(jù)，在保證供電可靠性的條件下，不但可以構(gòu)建科學(xué)的電網(wǎng)方案來降低電網(wǎng)資金投入。而且通過配電網(wǎng)自動(dòng)化，讓系統(tǒng)供配電能力得到最大發(fā)揮，減少設(shè)備投資的時(shí)間。在通過詳細(xì)的規(guī)劃后，可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)漳平用電量增大時(shí)，配電網(wǎng)會(huì)部分線路和設(shè)備出現(xiàn)負(fù)載率過高的現(xiàn)象，但通過配電網(wǎng)自動(dòng)化優(yōu)化運(yùn)行方式，平均各線路和設(shè)備的負(fù)載率，在加強(qiáng)了整個(gè)配電網(wǎng)的安全性的同時(shí)，也能滿足配電網(wǎng)安全指標(biāo)?？梢钥闯雠渚W(wǎng)自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益是無限的。

2.5 合理的資源利用保障電網(wǎng)的安全性

在故障發(fā)生時(shí)能過實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)以及具有網(wǎng)絡(luò)分析功能，不僅能夠預(yù)防重大電力事故的發(fā)生，同時(shí)實(shí)現(xiàn)電能的最優(yōu)配置，最大限度地提高電能的利用率。而且我們可以對(duì)過往的電力事故的評(píng)估，優(yōu)化現(xiàn)有的方案，不僅能預(yù)防同時(shí)大幅減少未來類似事故的損失。

3 我市實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)自動(dòng)化的重要意義

通過對(duì)漳平市的配電網(wǎng)自動(dòng)化分析可以看出其對(duì)我市配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)具有重大意義。不僅能夠擴(kuò)大我市電網(wǎng)監(jiān)控范圍，提高電網(wǎng)管理的有效性同時(shí)提高了配電網(wǎng)管理水平。配電網(wǎng)自動(dòng)化還將大幅減少我市因事故引起的停電時(shí)間，進(jìn)一步縮小停電范圍。同時(shí)優(yōu)化了我市配電網(wǎng)運(yùn)行方式，降低電能損耗，對(duì)于我市電網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效益具有很大的提升。對(duì)于提高我市整體配電網(wǎng)信息化水平具有積極的指導(dǎo)意義。

4 結(jié)束語

綜上所述，我們可以看到配電網(wǎng)自動(dòng)化帶來的種種經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，但同時(shí)也應(yīng)該看到其大范圍的建設(shè)和投資運(yùn)行成本。配電自動(dòng)化的發(fā)展已有數(shù)年時(shí)間，但仍未能夠大規(guī)模的開展。配電網(wǎng)自動(dòng)化的投資主要還是集中在成熟商業(yè)中。只有在配電網(wǎng)自動(dòng)化的建設(shè)和其社會(huì)效益中取得合理平衡才能推動(dòng)配電網(wǎng)自動(dòng)化的高速穩(wěn)定發(fā)展。伴隨社會(huì)的發(fā)展，客戶對(duì)電能品質(zhì)的要求持續(xù)抬高，持續(xù)提升配電網(wǎng)的運(yùn)行和自動(dòng)化的管控能力一方面是現(xiàn)實(shí)需求另一方面是本市配電網(wǎng)自動(dòng)化的構(gòu)建的迫切需求。

[1]肖峻，崔艷妍，王建民，等.配電網(wǎng)規(guī)劃的綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系與方法[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2015（15）.

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