縣級配電網(wǎng)自動化技術(shù)及其應(yīng)用

趙永昌

（河南省平頂山市華辰供電有限公司 467021）

0 引言

配電網(wǎng)作為電力分配和輸送的最后環(huán)節(jié)，直接影響著電能輸送的質(zhì)量、電網(wǎng)的運行效率和供電的可靠性，筆者從配電網(wǎng)自動化現(xiàn)狀入手，簡要分析了配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)的應(yīng)用、要求和存在的問題及對策。

1 配電網(wǎng)自動化的現(xiàn)狀

配電網(wǎng)自動化是一個極為龐大、復(fù)雜的、綜合性較高的系統(tǒng)工程，包括了電力企業(yè)和配電系統(tǒng)中的全部數(shù)據(jù)功能和控制。在我國，配電網(wǎng)自動化的發(fā)展是電力市場和經(jīng)濟建設(shè)的必然結(jié)果，由于長期以來電網(wǎng)建設(shè)未得到政府有關(guān)部門的重視，導(dǎo)致了財政部門資金短缺，設(shè)備技術(shù)性能得不到完善，事故頻繁發(fā)生，已嚴重危害到人們的生活和經(jīng)濟建設(shè)的發(fā)展。

配電網(wǎng)改造可順利實現(xiàn)配電網(wǎng)的自動化,由于早期的縣級電網(wǎng)已經(jīng)基本形成，只能在原有配電網(wǎng)的基礎(chǔ)上進行改造，難度大，要力爭達到高自動化的目的，應(yīng)做好統(tǒng)籌規(guī)劃，從裝備上符合現(xiàn)代城市的發(fā)展要求，因此，城市配電網(wǎng)電力裝備的基本要求是：技術(shù)上先進、運行安全可靠、操作維護簡單、經(jīng)濟合理、節(jié)約能源及符合環(huán)境保護要求。

2 配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)

配電網(wǎng)系統(tǒng)利用現(xiàn)代電子、計算機和通訊等設(shè)備對供配電進行現(xiàn)代化管理，在保證成本足夠低的條件下，滿足用戶的要求。目前，配電系統(tǒng)采用分層式結(jié)構(gòu)，相互建立良好的信息聯(lián)系和交換，達到最優(yōu)化的配電管理。

配電自動化系統(tǒng)由4個系統(tǒng)構(gòu)成：(1).變電站自動化系統(tǒng)，以自動裝置和計算機系統(tǒng)為基礎(chǔ)，采用信息處理、自動控制等技術(shù)，達到變電站的操作、測量和控制機械化。它可對數(shù)據(jù)進行搜集和處理，對開關(guān)和閉鎖進行自動控制，在整個配電自動化系統(tǒng)中有著極為重要的作用。(2)配電管理系統(tǒng)，以相關(guān)設(shè)備為基礎(chǔ)，采用計算機和信息處理等技術(shù)，對配電網(wǎng)系統(tǒng)進行監(jiān)控和管理。它可以搜集數(shù)據(jù)，對電力用戶進行管理控制，監(jiān)控配電網(wǎng)的運行情況。(3)用戶自動化系統(tǒng),以一定的經(jīng)濟技術(shù)和措施為基礎(chǔ)，對需求方發(fā)電、用電和負荷進行管理。電力供需雙方間存在電力買賣和合作的關(guān)系，二者根據(jù)自身利益達到雙贏。（4）饋線自動化系統(tǒng)，它可以對狀態(tài)進行監(jiān)測，進行遠方和就地控制，轉(zhuǎn)移負荷和隔離故障，進而檢測和控制饋電線路，對饋電線路出現(xiàn)的故障進行診斷和隔離。

3 配電網(wǎng)自動化的應(yīng)用

3.1 逐步完善的原則

配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)較為復(fù)雜,具備較完善的多路電源的配電網(wǎng)點，主要以配電網(wǎng)規(guī)劃、設(shè)備的選擇和城市建設(shè)工程為主，內(nèi)容豐富，技術(shù)性較強。對配電網(wǎng)自動化的發(fā)展應(yīng)實行分期、分階段進行。（1）初級階段，建立電壓的控制系統(tǒng)，為變電站的出線以自動重合閘作保護。（2）增添通信和控制設(shè)備，協(xié)調(diào)配合負荷工作，實現(xiàn)各分支線自動配電開關(guān)的控制。（3）建設(shè)通訊系統(tǒng)和配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)，對各點信息進行傳送，實現(xiàn)微機控制和信息的自動化處理，進而完善配電網(wǎng)自動化

3.2 適用性原則

由于我省農(nóng)村經(jīng)濟相對落后，設(shè)施還不完善，因而不能依照發(fā)達省份的配電網(wǎng)自動化模式，我們應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶嶋H情況，適應(yīng)城鄉(xiāng)經(jīng)濟的發(fā)展條件，來解決配電網(wǎng)的實際問題和供電的可靠性，符合用戶的要求，做到資金的最優(yōu)化，使資金有效的投入配電網(wǎng)自動化建設(shè)中。

隨著電網(wǎng)建設(shè)改造的不斷進行，配電網(wǎng)在設(shè)備容量和線路長度上不斷發(fā)展，配電網(wǎng)應(yīng)能適應(yīng)電網(wǎng)的不斷發(fā)展，不斷實現(xiàn)自動化向智能化的過度。采用定時限保護的方式，對電流階梯和時間階梯重合，使上下級的保護配合更為方便、協(xié)調(diào)。對于反時限保護而言，由于設(shè)備產(chǎn)品實際保護性能有差異，導(dǎo)致了上下級保護的配合不協(xié)調(diào)、不方便。

3.3 電流控制的原則

自動配電開關(guān)有合閘延時的時間，由于故障時，線路并聯(lián)組數(shù)較多，而最末級完成的時間達幾十分鐘，導(dǎo)致故障判斷時間明顯小于合閘時間，影響供電的連續(xù)性。再者，由于重合斷路器有合分操作和瞬時性故障時自動重合，使得配電開關(guān)頻率增大，導(dǎo)致設(shè)備可靠性降低，影響配電設(shè)備的使用壽命。

4 配電網(wǎng)自動化的要求

配電網(wǎng)自動化通過計算機和網(wǎng)路技術(shù)，以實時方式就地或遠方對配電網(wǎng)進行數(shù)據(jù)收集、控制和調(diào)節(jié)，保證配電網(wǎng)系統(tǒng)的安全運行，降低電能的損耗，提高供電的可靠性。（1）通過配電網(wǎng)系統(tǒng)監(jiān)測功能，可有效的對計量表進行測量，及時的發(fā)現(xiàn)用戶計量表的故障，采取必要的補救措施，對竊電行為進行制止，避免用電量的損失。配電網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)具備完善的、能識別故障電流的和滿足室外環(huán)境的故障控制器，對斷路器進行遠方操作控制。（2）通過系統(tǒng)的監(jiān)測功能，可及時對線路線損情況進行計算，確保線路的正常運行。配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)電量和功率的控制，可促進電費的回收；主站系統(tǒng)應(yīng)具備開放性和擴充性的功能，完善主站軟件功能，加大對硬件的處理力度。（3）通過實時配電網(wǎng)自動化的監(jiān)測系統(tǒng)，可對每條線路上的負荷運行情況進行監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)不安全的因素，采取相應(yīng)的措施，消除事故隱患，保證配電網(wǎng)的安全運行。

5 通信

通信系統(tǒng)是配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)中的重要組成部分，由子站之間、子站對現(xiàn)場終端、主站對現(xiàn)場終端和現(xiàn)場終端組成通信，它可以實現(xiàn)配電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)的采集，對主站下發(fā)指令，對運行狀態(tài)進行監(jiān)測、控制和管理，由于通信區(qū)域不同、條件不同、通訊方案也不同，因此在配電網(wǎng)自動化實施中會有一定的難度，目前，配電網(wǎng)自動化技術(shù)還不夠成熟，設(shè)備不完善，一般采用混合通信的方案。

6 配電網(wǎng)自動化應(yīng)用中存在的問題

（1）控制端主站功能不匹配：目前，配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)設(shè)備不完善，技術(shù)不先進，缺乏設(shè)計理念，在進行設(shè)備選擇時缺乏長遠眼光，盲目求新，過于追求現(xiàn)代化，導(dǎo)致出現(xiàn)設(shè)備新舊交叉的問題，忽略了基礎(chǔ)的建設(shè)，缺少具體的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，無法體現(xiàn)整體的效果。原因是電力系統(tǒng)存在不匹配不協(xié)調(diào)的控制端與主站的通信通道堵塞，把現(xiàn)代化配電裝置與陳舊的配電網(wǎng)結(jié)合，無法發(fā)揮自動化系統(tǒng)的作用。

（2）存在信息孤島現(xiàn)象： 我省配電自動化還處于初步階段，信息孤島現(xiàn)象普遍存在，由于配電網(wǎng)自動化、可靠性、故障搶修等系統(tǒng)功能不完善，造成了資源利用率不高，投資較大，導(dǎo)致了配電網(wǎng)信息孤島的存在。與此同時，自動化設(shè)備數(shù)據(jù)平臺和設(shè)備分類及設(shè)備臺賬平臺不統(tǒng)一，缺乏明確的規(guī)范性，無明確的設(shè)計方向，阻礙了配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)的發(fā)展。

（3）在配電網(wǎng)自動化實施過程中，各部門單位應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)嘏潆娋W(wǎng)發(fā)展的實際情況,擬定詳細施工方案,完善配電網(wǎng)設(shè)備設(shè)施,進行綜合考慮,和供電企業(yè)內(nèi)部信息化的建設(shè)相互協(xié)調(diào)。

（4）在配電自動化系統(tǒng)中，站端設(shè)備進行遠程控制頻率要比輸電網(wǎng)自動化系統(tǒng)高的多，因此要求站端設(shè)備具有更高的可靠性，在戶外環(huán)境進行配電線路設(shè)備的實施中，加大了開關(guān)和配電終端設(shè)備的要求，應(yīng)考慮到雷電、腐蝕、電磁干擾等環(huán)境因素的影響，需要對材料進行嚴格篩選。

（5）配電終端設(shè)備的電源可進行開關(guān)的控制，正常情況下從線路中取得，后備電源應(yīng)具備較高的可靠性，保證線路失電后，供電的正常運行。在實施配電網(wǎng)自動化后，提高了工作效率，降低了運行人員的工作強度，為供電企業(yè)創(chuàng)造了更好的經(jīng)濟和社會效益。配電網(wǎng)自動化的實施，改變了配電網(wǎng)傳統(tǒng)的運行管理方式，對運行人員提出了較高的要求。

（6）對配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)進行就地和遠方的控制，采用智能型負荷開關(guān)、斷路器和各自動化開關(guān)的與遠方通訊能力，接受遠方的監(jiān)控，及時對故障問題進行分析、判斷和切除，恢復(fù)非故障段的供電，調(diào)度可積極參與網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化調(diào)整和非正常方式下的集中控制。

7 改進的措施

（1）縣級供電企業(yè)必須在電網(wǎng)規(guī)劃的基礎(chǔ)上，因地制宜的制定出切實可行的縣級配電網(wǎng)自動化規(guī)劃實施方案，注重長遠利益，統(tǒng)籌安排，進行配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)的規(guī)劃。

（2）在配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)中，應(yīng)重視關(guān)鍵技術(shù)，加強對遠方的監(jiān)測控制，在研究信息一體化的同時，滿足電力二次系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全框架的順利進行。加強突破遠方通信的關(guān)鍵技術(shù)，降低通信誤碼率，提升通訊速度。

（3）配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)應(yīng)以科技技術(shù)為支撐，積極開發(fā)先進軟件，采用微機控制軟件系統(tǒng)的管理。我國目前配電網(wǎng)自動化雖然實現(xiàn)了配電仿真模擬功能，但離發(fā)達國家的高級配電自動化有一定的距離，所以，完善和提高配電網(wǎng)自動化技術(shù)和模式，實現(xiàn)對新型電力設(shè)備的運行控制是很有必要的。

8 總結(jié)語

由于目前配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)尚存在問題，因此，加大投資力度，制定相應(yīng)技術(shù)措施，完善電力設(shè)備是十分重要的。它不僅需要各電力部門積極展開配電網(wǎng)自動化的產(chǎn)品研究，還需加大力度，依靠先進的科學(xué)技能，進行配電網(wǎng)自動化的升級改造，符合電力發(fā)展的要求，進而實現(xiàn)配電網(wǎng)自動化的長久發(fā)展。

[1]何偉鵬，淺談配電網(wǎng)自動化技術(shù)的應(yīng)用[J].科技天地，2011.2.

[2]夏書軍 .程志武等，自動化技術(shù)在電力系統(tǒng)配電網(wǎng)中的應(yīng)用[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2010.2.

[3]陳曉峰，配電網(wǎng)自動化的現(xiàn)狀與分析[J].北方環(huán)境，2011.1.

[4]楊紫明,趙忠偉,吳劍男.配網(wǎng)自動化建設(shè)與配電運行管理[J].中國電業(yè)(技術(shù)版),2011(9): 67-69.

[5]劉健,張志華,張小慶,等.繼電保護與配電自動化配合的配電網(wǎng)故障處理[J].電力系統(tǒng)保護與控制.2011

[6]焦邵華，電網(wǎng)智能保護新技術(shù)的研究，華北電力大學(xué)博士學(xué)位論文，2000.4