淺談電力系統配網自動化建設

付啟剛

(重慶市電力公司運維檢修部，重慶 400014)

1 某地區配電網現狀分析

目前該地區配電網具有以下幾個特點：一是該地區城市建設還處于高速發展階段，城市規劃不穩定，配電網規劃實現率不高，網絡結構不完善；二是配網網絡還未有明確的目標網架；三是配調集約化管理剛剛起步，管理水平仍有待提升；四是雖然具有與配網管理相關的各類信息系統，但對生產運行實時數據的關注度不夠，自動化水平不高。

1.1 配電網和配電設備情況

該地區配電網10kV線路共3133回，其中公用線路2856回，專用線路277回；線路總長度17355km，其中架空線路10130km，電纜7225km。全網環網率為58.51%，可轉供電率47%。在聯絡線路中，單聯絡線路占線路總數的62%。10kV開關設備29031臺，包括壓氣式開關、真空開關、SF6開關等。10kV負荷開關占10kV開關總數的79.6%，斷路器5929臺，占10kV開關總數的20.4%，主要用來保護較大容量的變壓器或作為重要線路節點的開關設備。

1.2 配網相關信息系統

(1)配網GIS系統。該系統建立了統一的空間數字配電網絡模型，為配電網工作管理、配電網規劃等提供圖形拓撲和數據支持；對全局10kV配電線路及設備的數據進行集中管理，并實現覆蓋全地區范圍的圖形操作、配網設備管理、圖紙打印、單線圖自動生成、輔助停電管理、輔助轉供電方案設計等功能。

(2)配網MIS系統。配網MIS系統實現了工作計劃、設備管理、巡視、缺陷、故障、兩票、停電、預試定檢、調度日志、定值、班務管理等配網生產業務的信息化管理。

(3)電力營銷系統。該系統功能包括業務擴充管理、計量管理、抄表管理、電費管理、用檢管理、線損管理、購電管理、工作質量、營業稽查、客戶服務、輔助決策等11個子系統，為其它配網信息系統提供客戶及其設備基礎數據，但其數據依賴人工錄入，數據質量還有待進一步提高。

(4)計量自動化系統。計量自動化系統涵蓋全網各種計量點及采集終端，通過統一的主站系統，完成對電廠、變電站、公變、專變、低壓集抄等發電側、供電側、配電側、售電側的綜合性統一的數據采集監控，并在此基礎上開展線損四分分析、供售電量統計、供電質量統計、客戶節能評估等應用。

(5)主網EHS。主要通過遠動系統實現數據采集，通過計算機系統實現數據處理與存儲，通過人機聯系系統中的屏幕顯示(CRT)與動態調度模擬屏，對電網的運行工況實現在線監視。在實現監視的基礎上，通過計算機、遠動與人機聯系系統，對斷路器、發電機組與調相機組、帶負荷調壓變壓器、補償設施等實現遙控與遙調，以及發送時鐘等指令。該系統可提供變電站10kV出線開關狀態、電流和電壓。經過多年的應用和完善，系統已經成熟，其提供的數據準確、迅速。

(6)故障檢測系統。配網故障檢測系統，也稱信號注入故障檢測系統，由信號源和若干故障指示器組成。故障指示器安裝在線路的分支點出線上，信號源安裝在變電站內與母線相連接，發生故障時，故障指示器就地動作，并將信號通過GPRS傳送至后臺系統。該系統設備成本低，建設周期短，經過近2年的試運行，故障檢測準確率高，能迅速實現故障定位，適宜大規模推廣應用。

(7)電壓型就地饋線自動化系統。電壓型饋線自動化系統，可通過電壓型自動化開關就地實現故障快速定位、隔離和非故障區段自動轉供電。同時，通過為自動化分段開關(含用戶分界開關)配備通信終端，將電壓、電流、開關狀態等信息上傳至后臺，具有監控、報警、實時及歷史數據管理功能。電壓型饋線自動化系統雖然可以自動定位、隔離故障并實施負荷轉移，但故障隔離過程需要變電站10kV開關重合閘配合，對系統形成多次沖擊，對變電站10kV出線開關機構要求較高。

2 某地區配網自動化建設方案

結合該局配電網現狀以及國內外先進供電企業的成功經驗，該地區配網自動化的建設應以配網調度為應用主體，以覆蓋整個配網為基本考慮，以配網GIS為基礎，采用各種措施和手段。盡可能利用現有資源，實現系統運行數據的采集和分析應用，并逐步向配網自動化過渡，支撐配網生產指揮、運行管理、客戶服務和規劃建設需求，提高配電網科學管理水平，進而提高供電可靠率和客戶滿意度。

2.1 建設配電主站

(1)面向整個地區配電網，通過計量自動化系統提供的負荷數據、故障檢測系統提供的故障數據實現負荷管理和故障定位等功能。

(2)在城市建設成熟區域(或具有合理、嚴謹的區域規劃)，規劃建設配網自動化。

(3)對于負荷穩定的聯絡線路、長距離單輻射以及故障頻發架空線路，采用就地饋線自動化形式，并通過GPRS／CDMA接入配電主站。

配電主站通過"準實時數據平臺"(PI數據庫)與調度自動化、計量自 動化系統、配網MIS系統、營銷系統等其他系統交互數據。系統結構如圖1所示。

配網自動化系統應具備的基本模塊和功能包括自動繪圖AM與設備管理FM的配電圖紙地理信息系統(AM／FM／GIS)。自動繪圖利用數字化儀手工錄入地圖，經過矢量化操作，將其轉化為矢量圖。設備管理包括設備技術檔案和設備運行工況的管理，同時將變電所、用戶作為設備管理相關的參數，不僅具有錄入設備技術檔案功能，記錄運行工況變更情況，并具有設備技術檔案與設備運行工況的對象查詢和區域查詢功能。配電設備管理是以電壓等級及線路組織設備。變電設備是以變電所組織數據，管理變電所及其所轄設備。用戶表計管理是以用戶組織數據，管理用戶信息及其所屬表計。

GIS功能主要包括地理信息、設備信息、適應配網運行管理和建設的分層管理、圖紙任意縮放、圖紙自動漫游、圖紙導航、地圖管理、地圖編輯和距離自動測量。電網SCADA包括數據采集和發送、數據處理、計算功能、信息報警、數據轉發。

3 效果分析

該方案通過建設配電主站，采集計量自動化終端數據和故障指示器終端數據，近期實現覆蓋全網的負荷和故障管理；實現對配網調度集約化管理、快速復電機制以及客戶服務的有效支撐；實現配網監測、方式管理、應急指揮、作業管理和故障快速定位等功能，滿足客戶信息需求，指導電網規劃建設。以計量自動化數據和故障指示器數據為基礎建設配網管理技術支撐系統是覆蓋范圍最廣、建設周期最短、實施難度最小、資金需求較少的方式。

同時，考慮到配電網的長期發展，規劃建設配網自動化主站，在農村地區和工業園區建設就地型饋線自動化；在城市建設成熟或規劃成熟地區全面實現"三遙"甚至"智能化"；在其它區域有計劃地建設或預留通信通道，按照配網自動化、饋線自動化要求配置配網設備，優化運行環境，待區域發展成熟、配網網絡結構完善時，由故障監測系統逐步向饋線自動化系統過渡，再逐步過渡到標準型的配網自動化系統。

結語

配電網作為發輸配電的最后一級直接面向用戶，其供電質量和供電可靠性對電網和用戶有重要意義。因此，在城市規劃成熟地區做好配電網規劃，逐步形成完善、穩定的配電網結構，在此基礎上建設配網自動化才有實際意義。

[1]裴文.淺探電力系統中配電自動化及管理[J].科學之友，2011.

[2]蘇俊斌.城市電網配電自動化系統技術分析[J].廣東科技，2011.