配網自動化相關問題分析

【摘要】配電網自動化是運用計算機技術、自動控制技術、電子技術、通信技術及新的高性能的配電設備等技術手段，對配電網進行離線與在線的智能化監控管理，使配電網始終處于安全、可靠、優質、經濟、高效的最優運行狀態。本文首先回顧了我國配網發展取得的成就，分析了配網自動化的意義和發展歷程， 以及配網自動化運行與維護所存在的問題，對工程實際有一定指導作用。

【關鍵詞】配網；自動化；發展：意義

0.引言

電力系統包括發電、輸電、變電、配電和用電五部分。配電網絡中通常包括配電變電站、一次配電線路、配電變壓器、二次配電線路、繼電保護等，是連接發、輸電系統與用戶的重要環節。配電網起著承上啟下的作用，上承輸電網絡，下接電力用戶，擔負著保證可靠持續供電和提供良好電能質量的重要任務。20世紀90年代以來，隨著國民經濟的高速發展，對配電網的電能質量、供電可靠性等要求也逐漸提高，尤其是城市配電網中較薄弱的中低壓網絡面臨著極大的壓力。因此，配電網的重要地位不容忽視。

我國電力系統長期以來形成了“重發、輕供、不管用”的局面，全國大部分地K表面上電量供大于求，而實質上是由于配電網落后有電送不出，用戶有需要卻得不到供給，如居民用電、農村用電線損高、電費高、電壓低、供電不可靠等問題，已經成為電力系統供用電的瓶頸。因此，配網自動化在國內的電力系統中的智能化要求上越來越高，國家在智能電網規劃中重點強調配網自動化的重要性，把配網自動化建設提到更高的高度。

1.配電網及其發展

我國的配電工業起步較晚，到20世紀60年代，逐漸形成省內電網，70.90年代實現了跨省、跨區域聯網，20世紀末、21世紀初實施全國聯網工程。長期以來，我國的電力工業滯后于社會與經濟的發展，一直存在缺電局面，國家將電力建設重點放在了發電廠和輸電網上，而對配電系統投資偏少。自20世紀90年代中期，全國性的缺電局面有所緩解，但由于配電網薄弱，供電可靠性得不到保障的地方出現了有電送不出去的被動局面。自1998年后，國家投入大量資金進行城市及農村配電網改造，近年來配電網技術設備水平上了一個新臺階，供電能力及供電質量明顯改善，同時配電網損耗也顯著降低。回顧過去，我國城市配電改造和技術發展主要取得的成就是，配網線路升壓、簡化電壓等級，減少變壓層次；配電設備容量不斷提高；合理布置變電所線路走廊，多采用地下電纜；配電網結構逐步完善；配電網運行管理自動化信息化。

2.配網自動化的意義

配網自動化系統是利用現代電子技術、計算機、通信技術、軟件技術及網絡技術，將l0kV配電網在線數據和離線數據、電網結構數據進行信息集成，構成完整的區域自動化系統。實施配網自動化的目的是為了提高供電可靠性，提高供電質量，提高服務質量，提高企業的經濟效益和提高企業的管理水平，使供電企業和用戶雙方受益。

實施配網自動化系統可以：

（1）當配網發生故障時，迅速查出故障區段，快速隔離故障，及時恢復非故障區段客戶的供電，從而減少故障停電次數和停電時間，縮小停電范圍。

（2）在正常運行情況下，通過監控配網運行工況，優化配網運行方式，從而使配網的潛力得以最大限度地利用。

（3）根據配電網電壓合理控制無功負荷和電壓水平，改善電壓質量，降低線路損耗，達到經濟運行的目的。

（4）減少和縮短設備檢修停電時間。

（5）合理控制用電負荷，從而提高供電設備利用率，增強供電能力。

（6）更好地管理配電設備。

（7）提高為客戶服務的響應速度和服務質量。

（8）改進在故障時對客戶的應答能力。

（9）共享系統信息資源。

（10）提高供電可靠性。

（11）提高為客戶服務水平和客戶的滿意程度，改善供電企業形象。

（12）降低勞動強度、提高供電企業的管理水平和勞動生產率。

3.配網自動化的發展歷程

一般認為配電自動化的發展大致分為三個階段：第一階段是基于自動化開關設備相互配合的配電自動化階段，其主要設備為重合器和分段器等，不需要建設通信網絡和計算機系統，其主要功能是在故障時通過自動化開關設備相互配合實現故障隔離和健全區域恢復供電。這類系統的自動化程度較低，具體表現在：僅在故障時起作用，正常運行時不能起監控作用，因而不能優化運行方式；調整運行方式后，需要到現場修改定值；恢復健全區域供電時，無法采取安全和最佳措施；隔離故障時需要多次重合，對設各的沖擊大等。

第二個階段的配電自動化系統是基于通信網絡、饋線終端單元（FTU）干Ⅱ后臺計算機網絡的配電自動化系統，它在配電網正常運行時，也能起到監視配電網運行狀況和遙控改變運行方式的作用，故障時能及時察覺，并由調度員通過遙控隔離故障區域和恢復健全區域供電。

隨著計算機技術的發展，產生了第三個階段的配電自動化系統，它是在第二個階段的配電自動化的基礎上，增加了自動控制功能，由計算機自動完成故障處理等功能。第三階段的配電自動化的另一個特征是形成了集配電網SCADA系統、配電地理信息系統、需方管理（DSM）、調度員仿真調度、故障呼叫服務系統和工作票管理等一體化的綜合自動化系統。

4.配網自動化運行與維護

配網自動化系統建成后，系統維護是保證配網正常安全運行的必要手段。然而配網自動化系統有其自身特點，因此，在運行維護中存在一些難點。

現場情況復雜，測控點多。而配電自動化系統的測控對象為進線變電所、l0kV開閉所、小區變電所、配電變電所、分段開關、并聯電容器、用戶電能表和重要負荷等，因此站點非常多，這不僅會給系統的組織帶來較大困難，而且在控制中心的網絡上，要處理這么大量的信息，特別是在圖形工作站上，要清晰地展現電網運行方式，困難將非常大。另外如此眾多的終端設備，一但可靠性不夠高、或不方便維護，則將會使電力局陷人大量煩瑣的維護工作中；此外點多量大，系統造價也將是一個很大的問題。

配電網自動化系統絕大部分設備均需在戶外運行，工作環境惡劣，溫度要求通常在25℃～75℃，耐濕度要求高達95%，另外還要考慮防雨、防曬、防雷、防風沙等因素，掛在現場的二次設備還要考慮振動、干擾等影響。另外，在配電系統中設備的投切也比輸電網系統頻繁得多。因此，設備的可靠性、壽命、質量等要求都較戶內的高，造價也增大。

控制電源和工作電源的提取也是令配電自動化頭疼的問題，因為在變電所，可以通過所內的直流電源屏或直流電池組獲取電源，而在現場，一旦線路停電，就將失去電源的主要來源，而故障判斷、隔離故障區域、恢復非故障區域的供電，是配電自動化的主要功能，為了實現這一功能，就必須確保在故障或停電期間能夠獲取一個環網區域所有開關處的線路信息及故障信息、能夠接受遙控命令、并準確可靠跳合閘。為此，往往在裝置內不得不掛接蓄電池，而蓄電池的充放電以及在高低溫時電池的放電能力和長期未進行深放電后的性能將會受到較大影響等問題。

配網自動化系統是包括一、二次設備，通訊設備、計算機等設施。系統建立后，需大量的全能型專業技術人員對該系統進行維護，培訓一支全方面檢修維護隊伍，需要時間和經驗的累積，這也是配網自動化系統建立初期的一個難點。

5.總結

眾所周知，配網是電力系統重要的基礎設施，關系城市及農村人民的生產、生活。因此，對配電網自動化提出了更高的要求，配電網自動化也是電力系統現代化發展的必然趨勢。目前，我國配網自動化系統的建設還處于起步和探索階段，主要是以提高供電可靠性、經濟性和電能產品質量為主要目的，以系統達到實用化為最終目標。如何使配電系統自動化系統適應電力市場環境的要求，并通過實施配電系統的綜合自動化來降低供電企業的運行成本，同時提高對客戶的服務質量，將成為今后各級供電企業共同關注的問題。開發出技術先進、功能實用的配網自動化系統是大家共同的目標。