談農村配電網優化管理實施原則

摘 要：配電自動化對提高供電可靠性，保證電網安全，提升電網經濟運行管理水平具有重要意義。我國從上個世紀九十年代開始探索配電自動化，并相繼在各地開展了規模不同的試點。十幾年過去了，業內對配電自動化的實際作用，以及究竟按什么模式開展，依然眾說紛紜、褒貶不一。十幾年的經驗教訓使得業內逐漸接受一個建設原則：不盲目追求新技術、高配置、一步到位，而應因地制宜地實施配電自動化，注重實際效果和經濟性。那么如何去實現這個原則，依然需要一個逐步探索和總結經驗的過程。

關鍵詞：農村配電網；優化；管理；實施原則

中圖分類號：TM714 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2014） 20-0000-02

一、實施農村配電自動化的必要性

本文重點講農村配電自動化，是因為從實際作用和效果來說，農村實施配電自動化對提升電網安全運行水平效果更顯著。主要表現在以下幾個方面：

（一）故障定位方面，配電自動化系統在農網中的作用比城網更顯著。城網中95598系統功能比較完善，其中故障報修功能可以幫助檢修人員準確地定位故障點。除了95598系統外，城網中供配電所一般都配備有微機保護裝置，可以自動切除用戶端故障。因此，城市中配電自動化系統最大的作用就是監控干線故障。而城市配網干線一般用環網柜和地埋電纜比較多，故障相對較少；即使是城市架空線路，也基本都用絕緣導線，出現故障的概率都比較小，而農網就大不相同。農網線路出現故障后，如果沒有配電自動化系統提示，只能靠人工推拉排除，逐級桿塔查找的方法，費時費力。且農網線路中架空裸導線居多，大風、樹枝、飛鳥、都有可能造成故障。支線上安裝的配電變壓器一般都沒有自動化保護，出現故障后也不能自動切除。農網故障率高，排除故障的手段少，使得農網配電自動化的作用顯得尤其重要。

（二）故障自動隔離方面，農網線路比城網線路更易實現選擇性，從而縮小停電范圍。城網線路一般比較短，各分段開關到電源點間的阻抗相差不大，很難通過定值整定來保證選擇性動作。短路故障時，變電站出口開關還是要先跳掉，故障區域的隔離需要人工干預實現。而農網線路一般比較長，分支也多，只要分段開關的位置按照阻抗變化的規律來設置，呈階梯狀排列的順序，即可保證故障突發時，故障區域的分段開關先跳掉，而不用變電站出口開關跳閘，顯著縮小停電范圍。

（三）遠方監控和操作操控方面，配網自動化系統給農網帶來的便利遠高于城網。城網線路短，交通工具也方便，即使沒有配電自動化系統，短時間內分合指定的開關，比較容易做到。而農網線路一般都架設在地形復雜、山高林密的地方，運維人員少，交通工具少，配電自動化系統恰好可以很方便地解決遠方分合開關的問題。

二、農村配電自動化實施原則

在農村實施配電自動化，不能照搬城網模式，必須考慮農網自身的特點，應符合以下原則：

（一）經濟性原則。盡管農村很有必要實施配電自動化，但是必須考慮投資與售電量之間的配比。一般來說，配電自動化系統壽命周期是5年，兩年內收回該系統的投資是合理的。假設該區域配電網的年售電量為A，實施配電自動化系統后，新增售電量和節省的人工成本帶來的收益占A的20%，配電自動化系統投資為B，有以下公式：

計算得出配電自動化投資上限應不高于配電網年售電量的43%。

（二）施工簡易原則。農網覆蓋面廣，地形復雜，施工設備、交通工具配備不足，因此在設備選型上，要盡可能選擇小型化、一體化設計的終端，降低施工難度和成本。

1.選用小型化、一體化自動化終端。配電自動化終端分布廣，數量多，其工作電源的獲取是配電自動化的關鍵技術。目前配電自動化終端的工作電源獲取有三種方式：一是采用電力電壓互感器（TV）獲取低壓電源；二是用太陽能電池板獲取能量，轉換成低壓電源；三是用電力電流互感器獲取能量，轉換成低壓電源。后兩種方式因為獲取電源不穩定，未得到廣泛采用。

采用傳統TV獲取低壓電源是目前普遍使用的方式，但這種方式已不適應新技術發展的需要。傳統TV的設計最初是為了電磁式儀表、繼電器而設計的，功率輸出比較大，鐵芯重量及損耗也比較大。而現在廣泛采用的基于數字電路技術的自動化終端裝置功耗都比較低，可以不需要這么大的功率輸出，完全可用小型化的電容式互感器提供能量，如圖1所示。電容式互感器體積、重量可以做的很小，直接安裝在分段開關上。這樣施工時只要開關吊裝完畢，工作電源也就安裝到位，省去了單獨吊裝TV的環節，如圖2所示。

新增開關采購時，盡可能選擇工作電源與開關一體化設計的設備。一體化開關自帶電容式工作電源，互感器二次接線部分在工廠生產時已做好，既節省現場施工時間，又杜絕了施工接線錯誤。

2.通信信道施工簡易。農網的特點是線路長，走徑復雜。如果敷設光纖做為信道，通信質量和信息安全確實有保證，但是施工造價高，周期長，因此采用無線通信網絡是最簡易的方式。無線通信網絡不受配電網架變化影響，不需要投入基礎建設費用，也不需要投入專人維護通信設施。雖然每年要為無線通信運營商支付服務費用，但即使是累積十年的服務費用，也遠遠小于敷設光纖的一次投資。

3.監控主站簡易。主站硬件設備的配置應以實用化為原則，不能機械地套用調度自動化的主站配置。在實時性、數據容量、冗余配置上要參照農村電網的實際需求來定。對于沒有縣級調度自動化的農網，實施配電自動化時可以考慮縣配調一體化主站設計，如圖3所示，避免未來上縣調和集抄系統時重復建設主站設備；已經建立縣級調度自動化系統的，且在功能上滿足地方經濟3～5年發展的需要，不具備配網自動化系統功能的，可以單獨建立一套配網自動化系統，如圖4所示，兩個獨立系統之間通過網絡實現數據共享。

主站系統軟件分為基礎平臺和應用模塊兩層。保證基礎平臺（SCADA監控平臺）穩定可靠，人機界面操作要簡單易學，防誤操作的功能要強；應用模塊的配置與管理人員日常工作相結合，系統能夠自動將監控數據整理成管理人員關心的指標或圖形。應用模塊的功能設計要充分考慮農網的實際自動化水平，適應農網管理人員的工作習慣，不能完全照搬調度自動化的模式。例如潮流計算、無功優化、線損分析等功能，沒有條件象主網調度系統那樣自動獲得數據的，可以簡化為手工錄入數據，經驗公式計算的模式。

運行管理和維護工作站采用C/S模式，可授權控制和修改各類數據庫，瀏覽查詢性工作站采用B/S模式，采用IE瀏覽器，訪問各類數據和畫面，沒有修改權限。這樣可減輕配電自動化主站系統的網絡負擔，提高主站系統的數據安全性，最大限度地擴大主站系統網絡覆蓋范圍。

（三）重維護原則。配電自動化不能很好發揮效用的一個重要因素是后期維護跟不上。配電自動化系統不是一個單一的設備，除了正常的故障維修外，配電網一次網架結構變化了也要隨之改變拓撲結構，定值也要隨網架結構、負荷變化而及時調整，維護人員如果對系統不了解，很難將維護工作做到位。相對于城網來說，農網人均管轄的線路長、范圍廣，加之人員素質和裝備都不足，靠自身力量很難維護系統運行。因此在選擇配電自動化供應商時，應優先選擇可以提供后期維護的專業廠家。如果自身運維力量不夠，可以考慮在保證安全的前提下，將維護工作外包。后期維護不等于簡單的售后服務，主要包括定期對系統硬件設備進行檢查、網絡拓撲更新、定值修改、故障分析及提供改善建議等服務。

三、結束語

農村配電自動化對提高農網運行管理水平，降低人員勞動強度具有更為重要的意義。實施配電自動化系統的建設必須因地制宜，考慮實際網架結構、負荷重要性、一次設備現狀、發展趨勢及售電收入等，確定經濟可行的合理方案。同時要注重運行維護的重要性，保證配電自動化投資產生預期效益。

[作者簡介]楊鴻剛（1964.10-），男，寧夏天凈元光公司，副總經濟師，電氣工程師，研究方向：智能電網。