淺析當(dāng)前的配網(wǎng)自動(dòng)化

熊小東

（重慶市電力公司市區(qū)供電局，重慶 400010）

引言

經(jīng)過國家十多年的大投入，目前來說電力的需求己在近期能夠滿足需求。當(dāng)前的主要矛盾出現(xiàn)在配電環(huán)節(jié)，由于過去對(duì)配電系統(tǒng)投入較少，導(dǎo)致配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)不合理。絕大多數(shù)城市基本上都是輻射型單端供電，一旦線路故障只能切除整回線路，導(dǎo)致大片區(qū)域停電；設(shè)備技術(shù)性能落后，現(xiàn)在未改造的配電網(wǎng)幾乎沒有任何自動(dòng)化可言，往往是一點(diǎn)小故障導(dǎo)致一片區(qū)域長時(shí)間停電。這些嚴(yán)重影響了人民生活和經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展。隨著中國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，配電網(wǎng)的薄弱環(huán)節(jié)顯得尤為突出。

1 配電網(wǎng)自動(dòng)化概述

所謂配電網(wǎng)自動(dòng)化就是：利用現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與電力設(shè)備相結(jié)合，將配電網(wǎng)在正常及事故情況下的監(jiān)測(cè)、保護(hù)、控制、計(jì)量和供電部門的工作管理有機(jī)地融合在一起，改進(jìn)供電質(zhì)量，與用戶建立更密切更負(fù)責(zé)的關(guān)系，以合理的價(jià)格滿足用戶要求的多樣性，力求供電經(jīng)濟(jì)性最好，企業(yè)管理更為有效。

傳統(tǒng)的配電網(wǎng)運(yùn)行管理依靠大量的人力，費(fèi)時(shí)費(fèi)力、工作效率低、缺乏實(shí)時(shí)性。為了解決這一問題，采用現(xiàn)代化的傳感測(cè)量技術(shù)、通訊技術(shù)、計(jì)算機(jī)信息技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)是必要的，通過采用先進(jìn)的傳感器、計(jì)量表、數(shù)字控件和綜合分析軟件來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)監(jiān)控電網(wǎng)、優(yōu)化電網(wǎng)性能、防止斷電、快速恢復(fù)送電等功能。

配網(wǎng)自動(dòng)化的功能應(yīng)包括配電網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)采集與控制/SCADA)，饋線自動(dòng)化(FA，即故障定位、隔離、非故障區(qū)段的供電恢復(fù))、負(fù)荷管理、地理信息系統(tǒng)(AM/FM/GIS)、配電應(yīng)用分析(PAS)等。實(shí)施配網(wǎng)自動(dòng)化可以大幅度提離供電可靠性，同時(shí)具有減人增效，降低經(jīng)營成本的作用：遠(yuǎn)期的意義即針對(duì)在良好一次網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上的自動(dòng)化系統(tǒng)可優(yōu)化運(yùn)行，保持能量平衡，減少尖峰負(fù)荷：進(jìn)而具有推遲新建項(xiàng)目的潛在經(jīng)濟(jì)效益。

2 提高認(rèn)識(shí)，把配網(wǎng)自動(dòng)化擺到電網(wǎng)建設(shè)的突出位置

配電自動(dòng)化就是將環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)開環(huán)運(yùn)行的配電網(wǎng)線路通過分段開關(guān)把供電線路分割成各個(gè)供電區(qū)域。當(dāng)一個(gè)區(qū)域有故障發(fā)生的時(shí)候，可以及時(shí)將分割區(qū)域的開關(guān)跳開，已達(dá)到隔離故障區(qū)域目的；隨后自動(dòng)將因線路故障而失電的非故障區(qū)域迅速恢復(fù)供電，可以避免因線路發(fā)生故障而導(dǎo)致的整個(gè)線路失電現(xiàn)象出現(xiàn)；也可以大大減少停電范圍，確保供電的可靠性。

2.1 實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)自動(dòng)化的意義

實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)有利于在保證供電可靠性的前提下，確保電力用戶用電的時(shí)效性，滿足電力用戶的供電需求；有利于滿足和確保供電的質(zhì)量，符合高新技術(shù)裝備和居民家用電器的要求，避免高峰低谷，電壓幅值和頻率以及諧波對(duì)用戶所產(chǎn)生的不良影響；有利于降低電網(wǎng)的損耗，提高網(wǎng)絡(luò)的供電能力，減少用戶的停電機(jī)率；有利于提高配電網(wǎng)設(shè)備的自身可靠性運(yùn)行能力，大大地減輕運(yùn)行人員的勞動(dòng)強(qiáng)度和維護(hù)費(fèi)用；實(shí)現(xiàn)了配電系統(tǒng)自動(dòng)化后，可以合理控制用電負(fù)荷，從而提高設(shè)備的利用率；另外可以采用自動(dòng)抄表計(jì)費(fèi)，能夠保證抄表記費(fèi)的及時(shí)與準(zhǔn)確，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和工作效率，并能夠讓用戶感受自動(dòng)化的用電信息服務(wù)。

2.2 配電自動(dòng)化系統(tǒng)

配電自動(dòng)化系統(tǒng)簡(jiǎn)稱DAS，是應(yīng)用現(xiàn)代電子技術(shù)、通信、計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將配電網(wǎng)實(shí)時(shí)信息、故障判斷與隔離、地理信息、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行集成，構(gòu)成完整的自動(dòng)化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)正常運(yùn)行及事故情況下的監(jiān)視、保護(hù)、控制和配電管理。它是控制自動(dòng)化與配電網(wǎng)有機(jī)成為一體的系統(tǒng)。

3 城市配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

目前，國內(nèi)在配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用上大致分為兩大類型：一類是電壓型系統(tǒng)，一類是電流型系統(tǒng)；這兩個(gè)系統(tǒng)各有優(yōu)點(diǎn)。配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的規(guī)劃與設(shè)計(jì)，應(yīng)綜合考慮經(jīng)濟(jì)條件、負(fù)荷需求、技術(shù)水平，以及投資效益等因素，遵循以下幾點(diǎn)原則進(jìn)行。

3.1 系統(tǒng)的可擴(kuò)展性

主站系統(tǒng)的規(guī)模、容量、處理速度、CPU負(fù)荷應(yīng)有充足的裕度。

3.2 系統(tǒng)實(shí)時(shí)性

需滿足電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)性的要求。

3.3 可維護(hù)性

可維護(hù)性良好，可以提高了系統(tǒng)可利用率。

4 實(shí)施配網(wǎng)自動(dòng)化的技術(shù)原則

4.1 可靠性原則

實(shí)施配網(wǎng)自動(dòng)化的首要目標(biāo)是提高配電網(wǎng)的供電可靠性，實(shí)現(xiàn)高度可靠的配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)要遵循以下原則：具有可靠的電源點(diǎn)；具有可靠的配電網(wǎng)網(wǎng)架；具有可靠的設(shè)備；具有可靠的通信系統(tǒng)。

4.2 分散性原則

由于配電網(wǎng)的地域分布性特點(diǎn)，建立配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)希望功能分散、危險(xiǎn)分散，采用具有智能的一次設(shè)備使其故障就地解決；為進(jìn)一步提高整體系統(tǒng)的安全可靠性，主站軟件功能分散，SCADA功能與電網(wǎng)調(diào)度SCADA功能類似，具備完善的數(shù)據(jù)采集、事件記錄、監(jiān)視與報(bào)警、控制調(diào)節(jié)管理及通信等功能。

5 配網(wǎng)自動(dòng)化的分階段實(shí)施

配電網(wǎng)自動(dòng)化是一項(xiàng)綜合性的系統(tǒng)工程，最基本的條件是應(yīng)具有較為完善的多路電源的配網(wǎng)點(diǎn)，涉及到城市建設(shè)，配電網(wǎng)規(guī)劃，設(shè)備選擇等一系列工程；專業(yè)技術(shù)性強(qiáng)。對(duì)于配電網(wǎng)自動(dòng)化的發(fā)展應(yīng)實(shí)行分期，分階段進(jìn)行。

第一階段為初級(jí)階段：即變電站出線以自動(dòng)重合閘做保護(hù)，線路上裝多組自動(dòng)配電開關(guān)，建立電壓控制。

第二階段：在第一階段的基礎(chǔ)上，增設(shè)通信及控制設(shè)備，各分支線自動(dòng)開關(guān)由供電所實(shí)行控制，對(duì)負(fù)荷進(jìn)行有效調(diào)配。

第三階段：增加各供電所與配電中心的通信，將各點(diǎn)信號(hào)傳送到配電管理中心，實(shí)現(xiàn)微機(jī)控制及信息的自動(dòng)化處理，達(dá)到完善的配電自動(dòng)化。

6 配網(wǎng)自動(dòng)化規(guī)劃

為了配合電網(wǎng)的發(fā)展，配電自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)的盡快啟動(dòng)是勢(shì)在必行的形式，同時(shí)也將依據(jù)本地配網(wǎng)的發(fā)展規(guī)劃分期分步實(shí)施，但建議主站系統(tǒng)按一次到位的原則配置，而子站、終端則按發(fā)展的需要，先試點(diǎn)，后推廣擴(kuò)大，配合網(wǎng)架的改造，完善配電自動(dòng)化體系，最終實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)饋線自動(dòng)化。

在配網(wǎng)規(guī)劃和建設(shè)中主要問題包括城市配網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、配電各種信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享、設(shè)計(jì)規(guī)劃、終端設(shè)備的選擇和配置及其供電電源模式、通信方式及系統(tǒng)管理維護(hù)等方面。

結(jié)語

配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的實(shí)施可縮小故障停電范圍、停電時(shí)間，改善用戶用電的環(huán)境和條件，滿足生產(chǎn)和生活的需求，提高配網(wǎng)供電能力，增加系統(tǒng)的可靠性，縮短人員查找和處理故障的時(shí)間，可以提高工效和電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性。同時(shí)有效地降低了損耗，提高了電能質(zhì)量，在用戶不變的情況下最大限度地提高了售電量，增加了經(jīng)濟(jì)效益。

作為供電管理技術(shù)人員，要不斷學(xué)習(xí)，不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，為廣大用戶提供高質(zhì)量的供電服務(wù)。

[1]方先存，劉仁金.農(nóng)村電網(wǎng)的配電自動(dòng)化方案研究—皖西農(nóng)網(wǎng)的現(xiàn)狀、配電自動(dòng)化面臨的技術(shù)問題[M].皖西學(xué)院學(xué)報(bào)，2003.

[2]肖吉德.配電自動(dòng)化需要理性—訪北京科銳配電自動(dòng)化股份有限公司自動(dòng)化總監(jiān)袁欽成先生.電工技術(shù)雜志，2003.