基于農(nóng)網(wǎng)配電自動化技術(shù)的解決方案分析

肖海賓

摘 要：農(nóng)村配網(wǎng)與城市配網(wǎng)技術(shù)水平存在較大差異，存在載流量低、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)水平不高、設(shè)備老舊等問題，嚴(yán)重影響供電安全與穩(wěn)定。配電自動化技術(shù)是結(jié)合多種科技手段和自動控制技術(shù)的綜合性技術(shù)，能夠?qū)崟r監(jiān)控配電網(wǎng)運行狀態(tài)，確定故障位置，隔離及協(xié)助配電網(wǎng)系統(tǒng)快速恢復(fù)，具有十分突出的優(yōu)勢。基于此，文章以實用性視角出發(fā)，針對青海高海拔地區(qū)農(nóng)牧區(qū)配網(wǎng)安全穩(wěn)定運行影響因素進(jìn)行分析，提出幾種對應(yīng)農(nóng)網(wǎng)配電自動化技術(shù)的解決方案，希望能夠為青海農(nóng)網(wǎng)配電自動化系統(tǒng)規(guī)劃與應(yīng)用提供一定參考。

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng);自動化技術(shù);解決方案;農(nóng)牧區(qū)

我國青海省位于青藏高原，分布著大量高原農(nóng)牧區(qū)，具有地理及氣候環(huán)境惡劣、面積廣闊、游牧人口比重大的特點，且擁有豐富清潔能源，是西電東送主要電力輸出地之一，導(dǎo)致其配電網(wǎng)具有供電面積大、線路多、用電負(fù)荷分散單一、配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)簡單、供電距離長及電網(wǎng)運行環(huán)境復(fù)雜，且配電網(wǎng)極易遭受惡劣環(huán)境、地質(zhì)災(zāi)害、機械張力、樹障等影響，如何加強高海拔農(nóng)牧區(qū)配電網(wǎng)規(guī)劃、建設(shè)與運維工作，兼具建設(shè)經(jīng)濟(jì)性和實用性，保障廣大農(nóng)牧民用電，是青海三新農(nóng)電有限責(zé)任公司一直探索的問題。

1 農(nóng)網(wǎng)配電安全穩(wěn)定運行影響因素

配網(wǎng)結(jié)構(gòu)簡單。現(xiàn)代社會電力系統(tǒng)發(fā)展情況調(diào)查顯示，農(nóng)牧區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展步伐加快，農(nóng)牧民家中添置了越來越多的家用電器，用電需求大幅增加，對電能質(zhì)量要求也越來越高，但農(nóng)牧區(qū)現(xiàn)有配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)多為110KV、10KV、35KV的輻射型電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)難以滿足設(shè)實際需求[1];電源及負(fù)荷分布不平衡，如水電資源集中在黃河南部地區(qū)、礦產(chǎn)資源分布在海西州以西地區(qū)、電力負(fù)荷則集中在海東、西寧等東部地區(qū)，再加上配電網(wǎng)發(fā)展較為落后，存在能源支持點少，布局混亂、供電設(shè)備老舊等問題，現(xiàn)有配電網(wǎng)負(fù)荷承載能力難以滿足實際需求，出現(xiàn)電能供應(yīng)不足的情況。

供電可靠性和穩(wěn)定性較差。高海拔農(nóng)牧區(qū)配電網(wǎng)一般屬于D、E類供電區(qū)域，供電面積廣，地理及自然環(huán)境惡劣，存在溝壑、山區(qū)等地形，且氣候復(fù)雜多變，暴風(fēng)雨、暴雪等惡劣天氣發(fā)生頻繁，導(dǎo)致總體線路故障率高、變電站停電頻繁及停電面積廣，檢修人員必須及時了解配電網(wǎng)實際運行情況，才能及時發(fā)展和定位故障，在最短時間內(nèi)完成搶修工作，避免對農(nóng)牧區(qū)群眾及企業(yè)造成損失[2]。目前很多地區(qū)存在無法及時反應(yīng)電網(wǎng)運行狀況的問題，或者反應(yīng)問題不正確或不一致，應(yīng)當(dāng)積極應(yīng)用自動化技術(shù)和設(shè)備，及時了解配電網(wǎng)詳細(xì)運行數(shù)據(jù)，便于執(zhí)行相關(guān)任務(wù)。

2 農(nóng)網(wǎng)配電自動化技術(shù)的解決方案

在我國大規(guī)模農(nóng)村配網(wǎng)自動化建設(shè)中，電力公司積極研究發(fā)展，創(chuàng)新發(fā)展各種自動化技術(shù)，取得了一定成效，在實際運行中，可以對配網(wǎng)線路故障進(jìn)行自動跟蹤檢測，也能實時監(jiān)控配電網(wǎng)實際運行情況，方便對配電網(wǎng)整體進(jìn)行管理，有效提高供電穩(wěn)定性和安全性，提升電能質(zhì)量，具有十分積極的意義[3]。據(jù)統(tǒng)計，截止青?！叭齾^(qū)三州”10千伏及以下配電網(wǎng)工程全面竣工，青海藏區(qū)總體配電網(wǎng)故障停運率下降至每年1.44次/百公里，故障報修率下降至4.21次/百戶。

方案一：優(yōu)化配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)

從實際運行情況看，青海高海拔農(nóng)牧區(qū)配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)較為簡單，規(guī)模較小但整體覆蓋范圍大，為提高供電穩(wěn)定性與安裝性，應(yīng)積極應(yīng)用自動化技術(shù)優(yōu)化配網(wǎng)結(jié)構(gòu)。一方面，采用主站層、子站層、終端層的設(shè)計模式，其中主站層為區(qū)域配電網(wǎng)絡(luò)最高層，肩負(fù)整個區(qū)域配電網(wǎng)運行和管理工作，實時監(jiān)測配電網(wǎng)運行狀況，與各子系統(tǒng)有效連接，確保配電網(wǎng)整體穩(wěn)定性;農(nóng)牧區(qū)面積廣闊，為確保所有配電自動化設(shè)備都能與主站相互連接，需要合理規(guī)劃設(shè)置若干子站網(wǎng)，肩負(fù)聯(lián)通上下的重要作用，是信息交流的中轉(zhuǎn)站，同時還肩負(fù)轄區(qū)內(nèi)配電網(wǎng)故障診斷、隔離及恢復(fù)工作;終端層是農(nóng)村配電網(wǎng)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，主要功能是配電站、變電器、環(huán)網(wǎng)開關(guān)等信息采集、監(jiān)控和保護(hù)[4];另一方面，為提升供電可靠性，增強農(nóng)牧區(qū)配電網(wǎng)抵抗自然災(zāi)害和外力破壞的能力，可以設(shè)置支路斷電系統(tǒng)，在各個支線增加線路自動保護(hù)裝置，一旦某一位置出現(xiàn)故障，線路可自動完成阻斷，便于后續(xù)檢修，也避免造成更大范圍的停電。據(jù)了解，截止2020年6月底，青海藏區(qū)配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化工作告一段落，該區(qū)域供電可靠率提升至99.8%，電壓合格率提升至99.5%，并全面解決了3894戶“低電壓”問題。

方案二：線路故障自動定位系統(tǒng)

線路故障自動定位系統(tǒng)工作原理是，通過通信功能，將故障指示器自動檢測故障和接地故障功能發(fā)出的信息，利用短距離無線通信整合傳輸至通信終端，并借助公共網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中GPRS通信傳導(dǎo)至總控系統(tǒng)中，一旦發(fā)出故障信息，指示器就會出現(xiàn)燈光警報及動作翻牌等信號，同時將信息傳導(dǎo)至控制系統(tǒng)進(jìn)行分析，確定故障位置并將故障信息告知負(fù)責(zé)系統(tǒng)維修和管理人員。該技術(shù)具有十分顯著的應(yīng)用成效，不僅能夠借助自動化技術(shù)對饋線進(jìn)行故障快速定位、故障隔離、非故障區(qū)供電恢復(fù)等作用，還能將故障引發(fā)的大面積停電控制在最小區(qū)間內(nèi)，縮短故障恢復(fù)時間，是故障指示器技術(shù)、故障處理技術(shù)和通信技術(shù)的聯(lián)合應(yīng)用，主要應(yīng)用于10KV配電線路中，尤其是在有分段開關(guān)或手動分段開關(guān)的架空配電線路中。

故障指示器及配網(wǎng)自動化開關(guān)安裝原則：（1）在經(jīng)常發(fā)生故障、引發(fā)大面積停電的線路安裝故障指示器，以便快速鎖定故障進(jìn)行有效隔離;（2）按照村鎮(zhèn)、路及大型分支劃分故障范圍，將故障指示器安裝在開關(guān)附近，方面檢修人員快速定位故障發(fā)生區(qū)域;（3）在巡檢困難區(qū)域安裝故障指示器和配電自動化開關(guān);（4）盡量靠近變電站安裝故障指示器和開關(guān)，彌補變電站無接地選線儀的不足。

其具體解決方案如下：第一，遙感檢測模式，只具備故障位置判定、開關(guān)遙信信號，通常只配備故障指示器、通信技術(shù)和通信終端、配電自動化主站，比較適用于故障查找麻煩，對供電可靠性要求不高的偏遠(yuǎn)農(nóng)牧區(qū);第二，集中式控制模式，當(dāng)配電自動化終端收到故障信息后，以主站為主導(dǎo)聯(lián)合其他配電自動化終端分析和判斷故障類型、故障位置和影響范圍，并給出一個最佳處理方案，并通過人工遠(yuǎn)程遙感進(jìn)行故障隔離和恢復(fù)。其優(yōu)勢在于綜合多方信息，對故障判定較為精準(zhǔn)，給出的故障處理方法也更加科學(xué)合理;不足在于容易受外界因素影響，且通信通道和技術(shù)要求高[5];第三，分布式開控制模式，配電自動化終端收到故障信號后，可通過檢測到的設(shè)備電氣參數(shù)變化、邏輯推理功能和保護(hù)功能，自行判斷故障位置，并進(jìn)行故障隔離和恢復(fù)等工作，然后將事件處理過程上報運行監(jiān)控人員，無需依靠主站。其優(yōu)勢在于不易受外界因素影響，對通訊通道及通信技術(shù)要求不高，但對配網(wǎng)自動化設(shè)備性能及可靠性要求較高。

3 結(jié)束語

總之，隨著配電網(wǎng)自動化技術(shù)逐漸完善，將在農(nóng)村配網(wǎng)建設(shè)中發(fā)揮更大價值，青海三新農(nóng)電有限責(zé)任公司應(yīng)當(dāng)積極投入研究，結(jié)合高海拔農(nóng)牧區(qū)配電網(wǎng)建設(shè)特征和用戶需求，更有效地運行和管理配電網(wǎng)，提高故障檢修效率和質(zhì)量，為農(nóng)牧區(qū)群眾提供更高質(zhì)量的電力服務(wù)。

參考文獻(xiàn)

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