探討配網自動化系統建設的必然性

國網浙江省電力公司臺州供電公司 浙江臺州 318000

摘要：國家電網公司在2013年工作會議中提出“發展配網建設是當務之急”，第一次把配網建設提高到最優先級別。隨著我國新型城鎮化建設的加快，分布式電源、微電網、智能用電、電動汽車等產業快速發展，配電網的薄弱環節日益凸顯。配網自動化目前已進入試點實施階段，文章主要對配網自動化系統建設的內在動力與必然性進行了探討。

關鍵詞：配網自動化系統；配網管理；建設模式的必然過程

引言

配網自動化是配網建設當中必不可少的一環。據不完全統計，截止2013年底我國配網自動化系統覆蓋率不足15%，而發達國家的配網自動化水平達到50%以上。從配網的供電可靠性和營運效率上對比，中國的配電網管理遠遠落后世界上發達國家。隨著我國的社會經濟轉型，新型電源及負荷直接接入配電網，給配電網的安全穩定運行帶來了新的技術問題和挑戰。這些問題的解決都依賴于配網自動化水平的提升，加強配網自動化系統的建設日漸成為電網發展的內在需求。

1.配網自動化是電力系統的必然趨勢

1.1配網管理現狀

現行的配電管理大多采用傳統的計劃性檢修管理模式，工作程序繁瑣，流程復雜，由于配網從變電站、配電線路一直延伸到終端用戶，配電設備種類多，數量大，管理的基礎資料非常多，且線路的接線方式十分復雜，設備的增改和檢修十分頻繁，管理任務十分繁重。從實際操作看，傳統的手工作業、臺賬管理的方式工作繁雜、勞動強度大，同時電網容載比低、網絡結構待優化、供電可靠率和線損率有待改善、接入復雜電源和用電設備的能力低，不能適應快速發展的用電結構和總量變化需求。

1.2 配網的內在發展需求

針對新型城鎮化建設的加快，分布式電源、微電網、智能用電、電動汽車等產業的快速發展，國家電網公司在2013 年印發的《關于加強配電網規劃與建設工作的意見》中明確：“配電網發展與新型城鎮化建設、分布式電源和電動汽車發展相協調，與電網整體規劃和遠景目標相銜接”。從發展的眼光看，我國的電力系統已經進入了一個大機組、大電網、超高壓的時代，電網結構日趨復雜，配網作為新一代用電智能設備和分布式電源的接入側，將承擔能量流和信息流的傳輸職能，若比作通道則未來面臨了擴容和新增鋪設的過程，這一切都將依賴配網自動化水平的提升，配電網的智能化已然成為供電企業的必然選擇。

2.實現配網自動化的基本條件

實施配網自動化的電網一次網絡架構應規劃合理、接線簡單、具有較為完善的多路電源，具有足夠的負荷轉移能力，并配置較為可靠的一次設備。其主要體現在電源容量及分布點合理，滿足N-1要求；主網架已基本形成，主干線或主支線可相互聯絡；主干線或主支線供電能力可滿足負荷增長和負荷轉供的需要；線路參數和負荷資料等基本齊全。

實施配網自動化的電網配電終端要求可靠性高，功能強大并具有智能化功能，可以通過配電終端等設備完成對柱上開關、環網柜、箱式變壓器、開閉所等設備各種現場信息的處理及監控功能，并進行故障信號可靠的捕捉，判斷故障發生的類型，以及為配網自動化系統的故障處理提供準確、可靠的判斷。

3.配網自動化系統建設的必然過程

配網自動化系統從簡單到復雜，必然經歷以下五種管理系統，依次為簡易型、實用型、標準型、集成型和智能型，形成向下包容的格局。

3.1簡易型

簡易型配網自動化系統是基于就地檢測和控制技術的一種系統。其原理是運用故障指示器來獲取配網線路上的故障信息，由人工現場巡視故障指示器翻牌信號定位故障區段，也可以利用GSM 等無線通信方式傳送故障指示信號到主站來判斷。在一次設備具備條件的情況下，采用重合器或配網自動開關，通過開關之間的時序配合就地實現故障的隔離和恢復供電。

在單輻射或單聯絡的配電一次網架、僅需故障指示功能的配電線路和無專門通信條件、不具備電動操作機構和受控功能的配電網初步建設階段，應采用簡易型配網自動化系統。

3.2實用型

實用型配網自動化系統主要是通過多種通信手段（如光纖、載波、無線公網/專網等），以兩遙（遙信、遙測）為主，并具備簡單遙控功能的實時監測系統。這類系統需要智能設備的支持，主站具有SCADA 功能，監測的數據也比較多，包括配網線路、開閉所、環網柜等的開關、斷路器以及重要的配變等，且對部分具備條件的一次設備實現遙控。這類系統可根據配電終端的數量或通信的需要，增加配電子站或通信匯接站，不僅適用獨立的配網監控系統，還可以兼具調度和配網監控一體化的系統功能。

一般中等規模配網且已設立或準備設立配網調度機構的配電網可采用實用型模式，該模式適用于通信通道具備基本條件，配電一次設備具備遙信和遙測條件，但不具備實現集中型饋線自動化功能條件的地區，以配電SCADA監控為主要實現功能。

3.3標準型

標準型配網自動化系統是在實用型配電系統的基礎上增加基于主站控制的饋線自動化功能（FA），有條件區域能夠實現網絡重構。它對通信系統要求較高，一般需要采用光纖通信，同時需要比較完善的配電一次網架，相關的配網設備具備電動操作機構和受控功能。該系統的主站具備完整的SCADA功能和FA功能，通過主站和終端的配合實現故障區段的快速切除與自動恢復。它與上級調度自動化系統和配電GIS應用系統實現互聯，具備完備的配網模型和數據，可以支持基于全網拓撲的配電應用功能。

配電一次網架和設備比較完善，配電網自動化和信息化基礎較好，具備實施集中型饋線自動化相應條件的地區必然采用標準型才會發揮最大的經濟效益和社會效益。標準型對于城市中具有多電源、多分段的配網自動化建設比較實用，其中饋線自動化要在電纜化程度較高的區域實施。

3.4集成型

集成型配網自動化系統是在標準型的基礎上擴展配網管理功能和綜合應用功能后形成的，通過基于IEC61968 標準的信息集成總線來實現與各類相關實時系統和管理系統（如：生產管理系統、營銷管理系統以及ERP系統）的接口，同時還擁有相應的高級應用分析軟件功能。

配電一次網架和設備條件比較成熟，配網自動化系統初具規模，內部各類相關系統已經建立且運行經驗較為豐富的地區，在大中型城市較大規模、結構復雜的配電網絡宜采用集成型模式，其自動化水平比標準型又推進了一步。

3.5智能型

智能型配網自動化系統是在集成型配網自動化系統的基礎上擴展而來的，相對于集成型系統，它多了分布式電源、微電網以及儲能裝置等設備的接入，實現智能自愈的饋線自動化功能以及與智能用電系統的互動，并具有與輸電網的協同調度功能，以及多能源互補的智能能量管理網分析軟件功能。

一線城市配網一次網架結構完善，已建成集成型配網自動化系統的供電網絡，逐步開展分布式電源或微電網及儲能建設、智能化用電營銷系統建設等區域電網通常在負荷需求、電網智能化、管理水平等方面要求極高，這時采用智能型的標準來建設配網自動化系統就成了必然的選擇。

4.結語

配網自動化是一種集成化自動化系統，是現代配電網發展的必然選擇，在其建設的過程中，涉及計算機網絡、通信、自動化技術，還涉及一次設備、配網運行管理等工作，因此全方面研究現有配電網結構和設備狀況，適應負荷發展的需求，建立人才隊伍、做好遠景規劃、分步實施，逐漸完善我們的配網自動化系統，提升配電網的管理水平，更好的服務于國民經濟發展，最終為供電企業的持續發展提供優質的土壤。

參考文獻：

[1]陳泉.中小城市配網自動化系統的研究[D].濟南：山東大學，2010.

[2]許克明，熊煒.配電網自動化系統（第2版）[M].重慶：重慶大學出版社，2007.