淺談配網(wǎng)自動化系統(tǒng)規(guī)劃及實(shí)施中應(yīng)注意的問題

邵明洲

（廣東電網(wǎng)公司珠海金灣供電局，廣東 珠海 519090）

0 引言

用戶對電能服務(wù)的要求越來越高，較高的電能質(zhì)量、較短的故障停電時間以及南方電網(wǎng)內(nèi)部對供電服務(wù)的考核指標(biāo)，這些電力系統(tǒng)的內(nèi)外因，不斷推動著配網(wǎng)自動化的智能化發(fā)展。南方電網(wǎng)公司自2002年12月正式掛牌成立之日起就頒布了供電服務(wù)“十項(xiàng)承諾”文件，并通過95598平臺的反饋對當(dāng)?shù)仉娏具M(jìn)行考核，其城市地區(qū)供電可靠率規(guī)定為不低于99.90%，普通居民客戶端電壓合格率不低于96%，而只有利用先進(jìn)的配網(wǎng)自動化功能才能達(dá)到這些要求。配網(wǎng)自動化系統(tǒng)能夠根據(jù)電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)對遠(yuǎn)端的智能開關(guān)實(shí)行自動遙控投切，以實(shí)現(xiàn)配電管理的現(xiàn)代化，并對配網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行智能優(yōu)化［1］。

1 我國配網(wǎng)自動化發(fā)展歷程

我國配網(wǎng)自動化發(fā)展大致經(jīng)歷了三個階段。第一階段為就地控制的饋線自動化，通過引進(jìn)國外的智能開關(guān)對發(fā)生故障的位置進(jìn)行定位，然后隔離，待故障消除后自動恢復(fù)供電。這種系統(tǒng)對于我國絕大多數(shù)城市不適用，一來引入國外先進(jìn)一次設(shè)備，投資巨大卻收效甚微；二來這種方案對于監(jiān)測中性點(diǎn)小電流接地故障中的單相接地故障是一個盲點(diǎn)。第二階段為主站的發(fā)展，即在調(diào)度中心建立SCADA系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對配網(wǎng)系統(tǒng)的實(shí)時監(jiān)控。相比于初期發(fā)展，這種方式可以在配電網(wǎng)正常運(yùn)行時對其進(jìn)行協(xié)調(diào)管理，而且縮短了故障處理時間，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的智能化運(yùn)行，這種方式在國內(nèi)廣為傳播并普遍使用［2－4］，其一個限制條件是依賴主站進(jìn)行故障處理，不能直接在廠站上進(jìn)行處理。第三階段，經(jīng)過多年的配網(wǎng)改造，通過自動化裝置和系統(tǒng)的安裝，逐步實(shí)現(xiàn)了集變電站自動化、饋線分段開關(guān)測控、電容器調(diào)節(jié)控制和遠(yuǎn)程抄表等功能于一體的配網(wǎng)管理系統(tǒng)。

2 配網(wǎng)自動化的規(guī)劃

配網(wǎng)自動化的最終目標(biāo)是使用戶對用電服務(wù)水平滿意，切實(shí)感受到供電的可靠性和電能的優(yōu)質(zhì)，在故障處理時能夠快速消缺，縮短因故障引起停電的時間。配網(wǎng)自動化系統(tǒng)本身要求簡明實(shí)用，其技術(shù)實(shí)現(xiàn)方案主要采用就地控制型饋線自動化和三遙，對于架空導(dǎo)線采用就地控制型建設(shè)模式，電纜線路采用實(shí)時監(jiān)測＋遙控模式，使用GPRS通信。對于重要負(fù)荷和新建的高新地區(qū)可以投入較多資金，采用以三遙為基礎(chǔ)的集中控制型模式，使用光纖通信。

2.1 架空導(dǎo)線的饋線自動化模式

多采用就地控制型方式，利用GPRS通信通過智能柱上負(fù)荷開關(guān)和斷路器將饋線進(jìn)行分段，現(xiàn)場的配電終端和保護(hù)及自動化裝置相互配合，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測饋線的分段運(yùn)行狀況，隔離分段或分支故障。

2.2 電纜網(wǎng)“三遙”自動化

在高新地區(qū)一般實(shí)行“三遙”自動化，即采用集中控制型模式，使用光纖通信，使配電終端DTU和配電主站進(jìn)行雙向通信，實(shí)時監(jiān)測配電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)、配電設(shè)備和故障信號，其配電主站可以自動控制智能開關(guān)的投切，也可以人工介入，利用管理模式，快速消除故障，保障電力供應(yīng)。

2.3 架空導(dǎo)線及電纜的智能終端布置

對于運(yùn)行線路，智能終端要根據(jù)主干線的重要分段開關(guān)或參照故障發(fā)生次數(shù)進(jìn)行布置，在故障率較高的分支點(diǎn)安裝終端，以實(shí)現(xiàn)投切。例如，支線長度大于5 km安裝智能斷路器；當(dāng)支線長度大于10 km時，除安裝智能斷路器外再加裝智能負(fù)荷開關(guān)。新建線路工程或線路開關(guān)需要改造時，建議全部更換為智能終端。

3 配網(wǎng)自動化存在的問題及建議

3.1 存在的問題

伴隨著電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展和國民對供電質(zhì)量的要求越來越高，配網(wǎng)自動化也遇到了越來越多的問題。從目前的實(shí)際情況看來，主要為配網(wǎng)系統(tǒng)本身發(fā)展的一些問題和實(shí)時建設(shè)的問題，具體包括以下幾個方面：

3.1.1 功能設(shè)計(jì)的偏向性

配網(wǎng)自動化發(fā)展的初衷是提升故障解決效率，所以過去很長一段時間，配網(wǎng)自動化的功能設(shè)計(jì)過于偏向故障整定，雖然提升了配網(wǎng)的供電可靠性，但功能設(shè)計(jì)單一，不利于配網(wǎng)系統(tǒng)的后期發(fā)展，制約了其與其他系統(tǒng)的進(jìn)一步融合和優(yōu)化。

3.1.2 配網(wǎng)自動化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)失衡

配網(wǎng)自動化的智能設(shè)備和通信系統(tǒng)需要很好地協(xié)調(diào)配合，一些電力企業(yè)在設(shè)計(jì)時不注意統(tǒng)籌兼顧，在較落后老舊的設(shè)備上使用較先進(jìn)的自動化系統(tǒng)，達(dá)不到“三遙”功能，或通信通道不夠，容量太小，導(dǎo)致傳輸延遲甚至引發(fā)誤操作；或者采用了先進(jìn)的智能終端，但軟件系統(tǒng)沒跟上，浪費(fèi)了資源。這些都是結(jié)構(gòu)性失衡，前者需要重新安裝大批設(shè)備，耗費(fèi)極大。

3.2 建議

（1）根據(jù)可靠性、易操作性、前瞻性的配網(wǎng)自動化系統(tǒng)總體規(guī)劃原則，在配電網(wǎng)建設(shè)或改造時應(yīng)將未來配網(wǎng)系統(tǒng)的發(fā)展趨勢考慮進(jìn)去，為以后配網(wǎng)系統(tǒng)的優(yōu)化發(fā)展留下充足的空間，也可以避免因適應(yīng)配網(wǎng)自動化發(fā)展而去大量更換配網(wǎng)硬件的資源浪費(fèi)。

（2）加強(qiáng)地區(qū)供電的環(huán)通，加裝環(huán)網(wǎng)柜和負(fù)荷開關(guān)等設(shè)備實(shí)現(xiàn)環(huán)網(wǎng)化，對地區(qū)進(jìn)行分片供電，使得發(fā)生故障時可以有效隔離故障地區(qū)，縮小停電范圍，為配網(wǎng)自動化打好基礎(chǔ)。

（3）對于供電可靠性要求特別高的地區(qū)和負(fù)荷密度較小、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)薄弱但具有較大潛力的區(qū)域，在規(guī)劃建設(shè)或改造發(fā)展時應(yīng)以發(fā)展配網(wǎng)自動化為目標(biāo)，合理改造電網(wǎng)的供電半徑，加強(qiáng)其網(wǎng)架線路，使用智能化配電終端，并根據(jù)當(dāng)?shù)鼐唧w條件分布實(shí)施。

（4）“三供一備”和“兩供一備”等典型的配網(wǎng)接線方式可以廣泛應(yīng)用在城區(qū)的配電網(wǎng)中，結(jié)合開關(guān)站的建設(shè)優(yōu)化電網(wǎng)結(jié)構(gòu)。在負(fù)荷比較大而密集的供電區(qū)域采用雙環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，對環(huán)網(wǎng)線路進(jìn)行合理分段，使得饋線和主干線在發(fā)生供電故障時能夠快速轉(zhuǎn)移負(fù)載。

（5）配網(wǎng)自動化的基礎(chǔ)是一次設(shè)備，所以要建立智能化的配網(wǎng)系統(tǒng)，在選用一次設(shè)備時要考慮配網(wǎng)自動化發(fā)展的趨勢，打好基礎(chǔ)。選擇的設(shè)備不僅要滿足基本的功能技術(shù)等要求，還要考慮到其智能遠(yuǎn)動性，具備較強(qiáng)的抗干擾、抗腐蝕等適應(yīng)惡劣環(huán)境的運(yùn)行能力。

（6）在安裝了配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的供電區(qū)域可以通過智能程序自動分段定位故障點(diǎn)，并立即隔離故障區(qū)域，加強(qiáng)供電可靠性，在消除故障后能夠自動恢復(fù)供電。有的地區(qū)不具備實(shí)現(xiàn)自動隔離故障和恢復(fù)供電的條件，可以先實(shí)現(xiàn)故障的定位和報(bào)警功能，使得主站調(diào)度能手動調(diào)整負(fù)荷，拉斷相關(guān)開關(guān)。

（7）配電網(wǎng)由傳統(tǒng)的桿上變、柱上開關(guān)、架空導(dǎo)線逐步向箱式變、開關(guān)站、地埋電纜發(fā)展，規(guī)劃時應(yīng)和當(dāng)?shù)卣疁贤▍f(xié)商好，在開關(guān)站、箱式變上預(yù)留自動化裝置的位置，在地埋電纜鋪設(shè)時也要為通信光纜留出空間。

（8）在珠三角地區(qū)，配網(wǎng)自動化系統(tǒng)在發(fā)展中融合了很多別的系統(tǒng)，例如GIS地理信息系統(tǒng)，GIS系統(tǒng)可以將地理走向、桿塔、線徑、線路長度、線路負(fù)荷分布與配網(wǎng)自動化系統(tǒng)搜集的電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)相匹配，以更加直觀地監(jiān)測配電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)，在發(fā)生故障時也可以從GIS上看到故障范圍，對于故障搶修具有很好的指導(dǎo)意義。

4 結(jié)語

在人們對供電質(zhì)量要求越來越高的形式下，配網(wǎng)自動化得到了極大的關(guān)注，同時配網(wǎng)自動化的實(shí)現(xiàn)是供電企業(yè)得以生存和發(fā)展的必然要求。配網(wǎng)自動化在城市電網(wǎng)建設(shè)和改造中具有十分重要的作用，其規(guī)劃與實(shí)施是一項(xiàng)牽涉范圍廣、投資大的系統(tǒng)工程，本文對此提出了一些問題和建議，希望能夠吸引更多的人來深入研究配網(wǎng)自動化，從而把我國的電力系統(tǒng)建設(shè)得更加堅(jiān)強(qiáng)智能。

［1］陳堂，趙祖康，陳星鶯，等.配電系統(tǒng)及其自動化技術(shù)［M］.北京：中國電力出版社，2003.

［2］朱英偉，何云良，徐文，等.金華地區(qū)配電自動化系統(tǒng)一期工程實(shí)施方案［J］.電力系統(tǒng)自動化，2002，26（9）：78-79.

［3］孫德勝，郭志忠，王剛軍，等.饋線自動化系統(tǒng)設(shè)計(jì)［J］.繼電器，1999，27（4）：38-41.

［4］殷立新.經(jīng)濟(jì)實(shí)用的配電自動化模式［J］.農(nóng)村電氣化，2001（3）：22.