城市配網(wǎng)自動化及其配網(wǎng)規(guī)劃的應用

王洪宙

（廣東電網(wǎng)有限責任公司湛江供電局，廣東 湛江 524002）

隨著城市用電量不斷地增加，對供電系統(tǒng)帶來了比較大的工作壓力，因此保證城市配網(wǎng)的科學規(guī)劃便是顯得十分的重要，為了能夠更好地保證自動化建設在城市配網(wǎng)中的有效應用，要保證其建設規(guī)劃的合理性和規(guī)范性，在自動化技術和計算機計算和通信技術的相互幫助下，能夠全面提高在線實時監(jiān)測工作，對其配網(wǎng)實際運行狀態(tài)進行合理的控制，全面提高供電質量，最終保證配網(wǎng)可以安全穩(wěn)定的運行，促進電力企業(yè)自身快速的發(fā)展和進步，在一定程度上為人們提供出更加安全和優(yōu)質的電力資源。

一、城市配電網(wǎng)自動化的應用

當前隨著我國科學技術的快速發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)以及移動終端智能設備開始逐漸的普及在大眾視野中，進而體現(xiàn)出電腦和人們?nèi)粘９ぷ鲗W習過程中的關聯(lián)性。所以如果電力系統(tǒng)在運行時出現(xiàn)故障現(xiàn)象，就會致使局部區(qū)域出現(xiàn)斷電現(xiàn)象，所以給人們的正常工作生活帶來影響，結合這一狀況分析可知，對配網(wǎng)故障管理方面提出嚴格的要求。所以配網(wǎng)自動化的應用已經(jīng)對上述狀況進行改變，比較明顯的就是通過自動化系統(tǒng)能夠有效識別其故障，由于在電力系統(tǒng)運行的過程中，能和動態(tài)收集進行有效結合，從比較多的數(shù)據(jù)信息中進而尋找出其存在異常的數(shù)據(jù)信息，還能以相對來說比較快的時間內(nèi)容對異常數(shù)據(jù)信息出現(xiàn)的區(qū)域進行準確定位，進而分析異常數(shù)據(jù)信息是否與故障存在關聯(lián)，這種方式能夠為故障處理的過程中提供故障出現(xiàn)位置以及故障嚴重程度等一系列數(shù)據(jù)信息，充分為以后的維修工作提供有效支持。另外系統(tǒng)自動化在管理中的優(yōu)勢由于城市化進程的進一步加大，城市配網(wǎng)在發(fā)展中的規(guī)模也逐漸擴大化，所以就會給電力系統(tǒng)管理工作帶來困難。但同時也為配網(wǎng)自動化發(fā)展建立其新型管理模式，更加符合電力企業(yè)在管理過程中的需求。

二、分析配電網(wǎng)自動化的意義和構成

（一）意義分析

最近幾年來，隨著我國城市化建設腳步不斷的加快，在城市化建設進程之中，人們的生活工作以及社會生產(chǎn)都是離不開電力的支持，用電設備激增導致其人們對用電量需求持續(xù)的增加，但是也會出現(xiàn)了相對比較多的問題。為了能夠對這種情況進行解決，應當制定能夠迎合當?shù)赜秒娦枨蟮墓╇姺桨?，保證該地區(qū)的生活、工作和生產(chǎn)不會受到負面影響。在這樣的背景下，將網(wǎng)絡信息技術、計算機控制技術以及自動控制技術的城市電網(wǎng)線路自動化傳輸模式受到了重視。這樣的輸電模式能夠將城市用電網(wǎng)格化，電網(wǎng)之間是可以在計算機智能控制的過程中保證其協(xié)調工作，并且是結合用電的需要，對不同網(wǎng)格輸送不同電量，提高地區(qū)用電的質量和效率。同時配網(wǎng)現(xiàn)場的數(shù)據(jù)進行實時監(jiān)測和采集工程是配網(wǎng)自動化的主要特點，在配電應用分析和地理信息監(jiān)測以及負荷管理等方面也是表現(xiàn)出一定的優(yōu)勢。因此可以得出，配網(wǎng)自動化在信息容量方面以及功能方面都具有顯要的優(yōu)點。配網(wǎng)自動化能夠促進終端設備與應用分析的有機結合，并且配網(wǎng)自動化還能夠將各種數(shù)據(jù)信息反映到地理背景圖上，例如電桿、饋線與變電站技術信息數(shù)據(jù)等，采用離線管理和在線分析的方式，將一次設備與二次設備的特點突出表現(xiàn)出來。

（二）構成分析

配網(wǎng)自動化系統(tǒng)構成主要包括以下方面：一是配電主站。配電主站的安裝位置一般情況下會選擇在調度中心內(nèi)部，發(fā)揮出和各個子站保持正常溝通聯(lián)系的作用。二是配電子站。配電子站的安裝位置通常會選擇在變電站的內(nèi)部，能夠與終端設備保持互相通信。但是由于系統(tǒng)構成較為復雜，涉及到不同的涉筆，分布范圍也較為廣闊，所以所有的配電子站都與配電主站進行連接，將會影響正常的運行。三是配電遠方終端。該部分的主要職責是對配網(wǎng)轄區(qū)內(nèi)包含的內(nèi)環(huán)網(wǎng)柜、變壓器、柱上開關以及開閉所展開實時監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)和控制出現(xiàn)問題的設施，進而優(yōu)化當前的配電網(wǎng)。四是通信網(wǎng)絡，通信網(wǎng)絡的設置會處于重點設備與配電主站之間，能夠在接收到配電主站的命令后將相應的信息進行傳遞，并且對終端設備的信息進行采集，在通信方式選擇中，要結合配電系統(tǒng)的實際環(huán)境特點，突出通信方式的可靠性和實用性。在現(xiàn)如今階段中，比較常見的通信方式包括無信通信和光纖通信兩種。在配網(wǎng)信息系統(tǒng)中，比較常見的是無線通信方式，無線通信方式在建設初期不用投入較多的費用，但是在后期維護的過程中需要較高的成本。而光線通信同樣具有較高的成本，但是其具有相對來說比較良好的穩(wěn)定性以及可靠性。

三、分析配網(wǎng)自動化建設存在的問題

（一）由于結構設計缺少合理性

電力企業(yè)在進行設計配網(wǎng)結構的過程中，很少會站在全局的角度思考問題，設計內(nèi)容缺少大局觀，經(jīng)常出現(xiàn)顧此失彼的情況，進而使主站與控制端不匹配的情況時有發(fā)生。電路設備之間出現(xiàn)沖突，將會對供電通道的容量難以滿足實際的用電需求。除了結構設計的缺乏大局觀，還有個別電力企業(yè)為了追求經(jīng)濟利益，在設計過程中沒有將電力供給安全性給予充足的關注。由于缺少安全性理念，盲目地將自動化技術應用到老化的配電網(wǎng)中，使現(xiàn)如今配網(wǎng)結構出現(xiàn)不合理情況。

（二）由于盲目使用新型設備

電力企業(yè)為了能夠滿足電網(wǎng)建設自動化的發(fā)展趨勢，在沒有清晰了解實際需要的情況下，便購入新型的電力設備，造成新設備與舊設備不能夠實現(xiàn)良好兼容，難以保障系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。不僅會造成資源浪費，還會影響系統(tǒng)運行可靠性，沒有對電網(wǎng)自動化建設帶來實質性的作用。

四、分析配網(wǎng)自動化的規(guī)劃應用

（一）分析供電方式和一次設備

由于我國的地區(qū)十分遼闊，企業(yè)各個地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展是存在一定的差別，因為受到地域和發(fā)展情況所帶來的影響，我國的城市電網(wǎng)主要是根據(jù)電纜網(wǎng)的方式，配電網(wǎng)的供電方式主要是三個方面所組成：一是線路開關設備；二是電源點；三是網(wǎng)架。由于網(wǎng)架與電源點能夠展現(xiàn)出多種組合方式，呈顯著不同的攻防形式，例如單電源輻射狀供電、網(wǎng)格狀供電、多電源環(huán)狀網(wǎng)供電以及多電源互備供電等。在線路開關設備方面，例如分段器、斷路器、環(huán)網(wǎng)柜或者負荷開關等，通過不同的配置選擇，能夠呈現(xiàn)功能各異的供電配合方案。在此之外，我國城市電網(wǎng)構成中，通常會選擇環(huán)網(wǎng)柜和真空斷路器作為現(xiàn)如今配電線路的主要設備，在農(nóng)電架空線網(wǎng)中，通常會選擇分段器、負荷開關、重合器等當作配電線路的主設備。

（二）分析遠程終端系統(tǒng)

在配電自動化系統(tǒng)中，遠程主要對FTU 以及TTU 對線路開關和配電臺區(qū)進行監(jiān)控。運動系統(tǒng)和設備的穩(wěn)定性以及可靠性主要包括環(huán)網(wǎng)控制和遠方控制、保護動作和就地手動等方面的內(nèi)容，在處理配電網(wǎng)自動化遠動系統(tǒng)的過程中，會將線路電源和傳輸規(guī)約作為主要內(nèi)容，如果保證設計內(nèi)容能夠滿足戶外環(huán)境以及不間斷電源實現(xiàn)配電自動化是一項值得深思的難題。配網(wǎng)自動化遠方終端能夠給予保護、控制和監(jiān)測對饋電線路FTU 的通訊管理能力，屬于針對變電站間隔和配電自動化饋線設計的一體化現(xiàn)場終端，十分適合應用配網(wǎng)自動化系統(tǒng)中變電站10kV 匱出斷路器的管理。

（三）分析主站系統(tǒng)

在進行主站系統(tǒng)設計的過程中，其呈現(xiàn)出來層次化和模塊化的特點。層次化主要是將相關的軟件劃分成為基礎平面和應用模塊等兩種類型，在功能擴充和修改的過程中，不需要改變原來的基礎平臺層，僅需要在相應的功能模塊上進行即可。這樣的方式能夠強化系統(tǒng)中的可靠性與擴充能力。模塊化則是將當前的基礎平臺作為基本條件，盡力按功能模塊化，為功能的增加、修改提供便利，使其能夠滿足不同投資規(guī)模的需要。此外網(wǎng)絡結構需要在硬件設計方面保證雙網(wǎng)的平衡，能夠成為彼此的備用模式，同時也能夠讓寬帶和通信的可靠性得到提升。

（四）分析配電GIS

一般情況下，配網(wǎng)的GIS 主要對以往配電系統(tǒng)中的運行方式進行修改，并且應用先進的計算機設備在電子地圖上進行配網(wǎng)實時調度工作，對客戶工作和查詢決策以及設備管理等進行信息管理。由于配電網(wǎng)工作涉及范圍比較高，不同崗位的管理人員所需要承擔的管理責任也會有所差別，并且在工作時，要求設備提供的功能也會存在區(qū)別。因此，企業(yè)在配電網(wǎng)GIS建設過程中，應當對不同崗位的職責要求和工作環(huán)境進行全面的了解，分析不同職能部門的功能需求，這也是促進配網(wǎng)GIS 建立過程中的主要參考因素，在充分考慮內(nèi)部職能部門的功能需求后，制定出具有針對性的解決措施，進而滿足不同客戶的實際需要。

（五）分析通信系統(tǒng)

信息之間能夠準確以及快速的傳輸和接受，會對整個系統(tǒng)的運行效果產(chǎn)生直接影響，在設計配電自動化的通訊方案時，需要考慮各項因素，其中包括主站對子站的通信和子站之間的通信以及子站對現(xiàn)場單元的通信等等。在現(xiàn)如今的配電自動化試點工程系統(tǒng)當中，通訊方案中主要針對主站對子站的通信以及主站對現(xiàn)場單元的通信兩種。通信系統(tǒng)作為配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)當中的重點與難點，在規(guī)劃的過程中會因區(qū)域的差別、條件的不同使通訊方案呈現(xiàn)多種多樣，通常包含光纖、有線電纜、電力載波等等。但是從整體的角度來看，混合通信方案更加能夠迎合當前的實際需求，并且通訊干線應用光纖時，由于城市區(qū)域內(nèi)供電半徑相對比較短，是存在相對比較高的性價比，支線在應用到其他方面的通信時候，是需要充分的考慮距離干線遠近和傳輸方面的實際要求，遠距離孤立點通常會選擇無線傳輸。

總結：總而言之，在現(xiàn)如今經(jīng)濟建設快速發(fā)展的基礎上，電力企業(yè)得到了飛速的進步，但是在配網(wǎng)自動化中，其自動化系統(tǒng)的建設必須要充分結合信息化系統(tǒng)和自動系統(tǒng)的實際運行情況，保證其標準化和規(guī)范化的發(fā)展和進步，構建配網(wǎng)規(guī)劃方案。滿足實際生活生產(chǎn)的用電需求，保證城市電力系統(tǒng)保持運行的穩(wěn)定性，推進城市電力企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。