縣級農網智能化建設探討

田寶林

摘 要： 隨著我國全面推進智能化電網建設，“十二五”期間將基本建成安全可靠、節能環保、技術先進、管理規范的新型農村電網。文章闡述了智能化農網的基本概念，以及西部地區縣級電網的現狀和存在的問題，分析了配網自動化建設中需要注意的問題，并提出了適用于縣級電網智能化升級改造的建設方案。

關鍵詞： 智能化 縣級農網 配網 升級

“十二五”期間，國家將安排4100億元用于農網改造，這是繼上世紀末農網改造之后的又一次大規模升級改造，對農網發展是一個極好的機遇，如何抓住這次電網改造升級的機遇，徹底解決目前存在的問題，建設一個堅強的縣級電網，為區域政治、經濟發展打好基礎，是我們必須認真思考的問題。

一、農網智能化的含義

農網智能化的基本特征是技術上體現信息化、自動化、互動化，管理上體現集團化、集約化、精益化、標準化。

信息化是指在農網中體現為有效整合農電管理信息資源，消除信息孤島，依靠農網智能通信手段，利用信息集成技術解決方案，為農電業務一體化管理提供智能決策支持。自動化是指為適應農網特點和運行環境，適度提高農網智能裝備水平，依靠面向多點分散數據的低成本高可靠通信系統、實用化高效信息采集傳輸及集成應用自動化與優化運行系統。互動化是指通過信息實時溝通分析，為用戶提供透明、便捷、安全的服務，實現農村分布式電源和儲能裝置的靈活接入，促進電能的安全、高效、環保應用。

二、西部縣級電網現狀

在上世紀末全國農網改造時，對縣級電網的供電設施進行了全面升級。以某縣供電分公司為例，在中壓配網線路分段和分支上采用了真空開關，建成了地區農網首個環網供電線路，并取得了線路損耗明顯下降，電壓質量和供電可靠性顯著提高的良好效果。但是隨著城鎮建設的發展需求，這些老舊的電網構架、配變臺區的布點、設備的功能已不能滿足目前用戶的要求。

1.中低壓配網構架布置不合理。縣城配網饋路供電輻射半徑遠遠超過承受能力數倍，電源單一，10kV配網線路N-1比例過低，發生故障后引起大范圍停電的風險較大。配電臺區布置供電半徑遠遠超過250M，配變容量不足，低壓導線截面制約貪荷發展裕度。

2.設備落后，電網升級發展基礎薄弱。在聯絡、分段、分支的開關選型上，10kV真空開關沒有檢測、保護、控制測量接口，保護的整定不能按負荷階梯形整定。配變沒有監測、保護、遠抄接口，中壓配網一旦出現備障，仍然采用全線人工逐段排查，工作效率低，停電時間長，經濟損失大。

3.低壓配網導線截面偏小，集裝表箱安裝方式缺陷多。隨著居民生活水平提高，負荷的自然增率以每年20%遞增，每戶居民最高負荷可達7kW，之前選用的電纜已無法承擔目前的負荷。加之低壓供電半徑偏長，電壓質量無法保證。

4.電網規劃缺乏前瞻性。由于西部的發展相對其他地區而言較為滯后，因此，電網的規劃水平受經濟、信息、技術、人才等因素的制約，缺乏與發達地區的技術交流及專業的技術人才管理和維護引入的先進系統。

三、縣級配網自動化建設需要注意的問題

1.一般縣級電網的規模不大，在開展配網自動化建設時，應該遵循穩定、可靠、實用、先進相結合的原則，避免大而全及盲目建設。

2.從經濟方面考慮，縣級電網配網自動化建設要有針對性，避免建設結構復雜的自動化系統。

3.根據以往配網自動化建設的經驗，通信是配網自動化的瓶頸。已有的配電自動化系統中，往往由于通信通道故障，導致已有的系統運行結果不理想，甚至癱瘓。

4.在方案選擇上，要注重故障處理的效果，如單一的主站集中控制的處理模式需要同時滿足以下條件：通信信道完好；主站計算機軟硬件系統穩定正常；故障處理基于計算機上的配網網絡拓撲結構與現場一致；現場FTU設備和通信裝置運行正常。因此，在方案選擇時要深入分析，選擇適合自身條件的建設方案。

5.在配網自動化建設中，要注重專業技術人才的培養和隊伍組建，為后期的技術維護奠定基礎。

四、適用于縣級配網的自動化建設方案

1.基于故障指示器的故障定位系統。故障指示器通過檢測短路電流的特征判別短路故障。通過在分支點和用戶進線等處安裝短路故障指示器，迅速確定故障分支和區段，快速排除故障，恢復正常供電。近年來具有同時檢測單相接地故障和相間短路故障的二合一故障指示器，使得指示器功能進一步擴展，而且它的通信可以采用GSM短信方式、GPRS/CDMA等通信方式，所以在此基礎上配合安裝一定數量的通信終端，可以將故障指示器的動作狀態發送到控制中心，在控制中心的計算機地理圖上或單線圖上直接定位故障點，大大提高故障處理效率。

2.在故障定位系統基礎上升級的二遙方案。這種方案是在第一種方案的基礎上增加監測終端，除了具有第一種方案的功能外，還可以實時監測電流和開關狀態，實現對電網的基本監測。在故障自動定位系統的基礎上增加線路電流的測量和監測，可以更進一步地達到我們對配網的基本監測要求，提高該自動化方案的實用性，實現對配網的兩遙監測（遙測、遙信）。對于縣級電網而言，這種方案采用GPRS/CDMA等通信方式基本就能滿足需要。

3.分布式智能控制方案。這種方案主要是用智能控制器配合電動開關，實現故障自動隔離和自動轉供電，是在原來的電壓分斷器、電流分斷器、重合器技術基礎之上發展出的一種技術。通過給電動負荷開關、斷路器配置一臺智能自動化裝置，綜合監測線路電流、開關兩側電壓、結合開關狀態的檢測，在故障情況下可以自主判斷故障位置，自動跳開故障區段的兩側開關，自動合上聯絡開關，實現故障區段的自動隔離和非故障區域的恢復供電。如果在這種方案的基礎上增加通信裝置，就可以自動升級為標準的FTU，實現三遙（遙測、遙信、遙控）功能，適合手拉手供電的環網系統使用。

4.具有通信功能的分布式智能控制方案。這種方案是在第三種方案的基礎上，增加局部光纖通信，環網內的各FTU互相交互信息，在故障后毫秒級的時間內直接跳開離故障點最近的兩側開關，而變電站出線開關并不需要跳閘，使停電區域最小，同時聯絡開關自動合閘轉供，保證停電時間最短，而且這種方案即使在網絡通信失效的情況下，該環網中的設備也會自動轉為第三種方案工作，保證故障處理的功能不會喪失。適合具有光纖通信通道的場合，對供電可靠性要求較高的電網可以考慮使用這種方案。

對于縣級電網而言，必須本著經濟、實用的原則，統籌規劃、綜合考慮配網絡結構、設備情況、資金規模等因素，選擇效果最佳的方案，實現縣級農網智能化，為地方經濟發展提供強有力的保障。