配電自動化系統中配電終端配置數量規(guī)劃

胡航帆（國網哈爾濱供電公司經濟技術研究所，黑龍江 哈爾濱 150000）

配電自動化系統中配電終端配置數量規(guī)劃

胡航帆
（國網哈爾濱供電公司經濟技術研究所，黑龍江 哈爾濱 150000）

配電終端配置數量的規(guī)劃影響著配電自動化系統的運行質量，在規(guī)劃設計時，規(guī)劃人員應從投入產出的角度，合理確定配電終端配置數量。在規(guī)劃的過程中，需要保證供電的可靠性，在配電自動化系統中，規(guī)劃人員應可以引入分界開關分析法，規(guī)劃的目的是保證配電終端投入產出比的最佳性。確定配電終端配置數量，可以實現配電自動化系統的穩(wěn)定運行，有利于減少系統出現故障的概率。

配電網；自動化系統；配電終端；規(guī)劃

配電自動化系統是電力行業(yè)不斷發(fā)展的產物，其可以實現電力系統的穩(wěn)定運行，可以檢測到故障位置，有利于提高故障檢修的效率。實現配電網的自動化運行，可以提高供電的可靠性，我國配電網自動化技術在不斷發(fā)展的過程中，技術越來越完善，但是配電自動化系統規(guī)劃設計卻存在較大的問題，規(guī)劃人員在配電終端配置數量方面，存在配置不合理的問題。為了實現電網的穩(wěn)定運行，規(guī)劃人員應綜合考慮影響因素，合理確定終端配置的數量。

1 基本原理

1.1 配電終端模塊。配電終端模塊是指對單臺開關進行監(jiān)控的虛擬裝置，其有著兩種類型，一種是二遙終端模塊，另一種是三遙終端模塊。二遙終端模塊具有故障上報、電流遙測的功能，但是不具備遙控的功能。二遙終端模塊中安裝了故障指示器，一個模塊對應了3臺故障指示器，其類型有著一定差別，有架空型，也有電纜型，架空型多安裝在柱上開關的位置，電纜型多安裝在環(huán)網柜上。三遙終端模塊具有遙測、通信及遙控的功能，其功能的實現需要借助饋線終端單元（FTU）。三遙配電終端模塊一般對應一個饋線終端單元、一個站所終端單元。饋線終端單元具有監(jiān)控的功能，對配電自動化系統的運行有著促進作用。

1.2 配電終端模塊配置。在一條饋線上，設有多個用戶，設用戶的數量為n，饋線的總負荷為P，配電終端模塊上安裝了足夠多的開關，在配電終端模塊安裝了具備N-1能力的開關，設饋線故障率為F，故障處理時間為T，維護模塊的費用為C。現擬選取k個分段開關安裝配電終端模塊，饋線可分為k+1個區(qū)域。當配電自動化系統的某一區(qū)域發(fā)生故障，其他區(qū)域維持供電，電力系統的收益可以用以下公式表示：

所以，當配電終端數量增加后，收益增加反而會愈加不明顯。不同區(qū)域的電力系統負荷并不均勻，假設各個區(qū)域負荷分布均勻，負荷的大小為P/（k+1），則安裝k個配電終端模塊的收益可以表示為：

由上式可知，配電終端數量增加，配電系統的收益增加反而不明顯。從投入產出的角度出發(fā)，分段開關安裝配電終端模塊的數量最好是1，這樣可以保證投入產出比的最大化。在規(guī)劃配電終端模塊的數量時，應以保證供電的可靠性為原則。從供電可靠性的角度分析配電終端模塊配置，假設配電系統不同區(qū)域的用戶分布均勻，饋線安裝k個終端模塊，將其分為k+1區(qū)域，每個區(qū)域中有n/（k+1）用戶，故障處理的時間為T。

T=t1+t2+t3

t1表示區(qū)域查找故障的時間，t2表示人工故障區(qū)域隔離的時間，t3表示故障修復的時間。在配電自動化系統中，一般安裝會安裝三遙終端模塊，其功能比較多，可以實現遙測，有利于提高配電系統的自動化程度。通過實踐證明，采用三遙終端模塊后，供電的可靠性大大提高了，故障修復的時間也大大縮短了。如果配電自動化系統安裝的是二遙終端模塊，則不需要改造開關，其通信功能是靠GPRS技術實現的，這種安裝方式可以降低電力系統的建設費，有利于及時恢復配電網的正常運行。在故障修復時，花費的時間比較長，區(qū)域內停電的時間比較長，影響了用戶的正常用電，所以二遙終端模塊比較適合規(guī)模較小的電網。

1.3 安裝電流型用戶分界開關。對于故障率比較高的配電自動化系統，規(guī)劃人員為了減少故障帶來的影響與損失，可以采用安裝電流型用戶分界開關的方式，這可以減少大面積停電現象的出現。有的配電系統，用戶側故障率比較高，這容易造成饋線停電，在安裝用戶分界開關后，可以實現對電網的保護，在發(fā)現故障后可以及時切斷，不會影響其他用戶的正常用電。在保證供電可靠性的同時，有效減少了饋線故障率。在配電自動化系統中，還可以采用二遙與三遙結合的終端模塊，這比較適合規(guī)模較大的電網，可以實現配電系統的自動化運行。采用這種混合的模式，還需要安裝分段開關，由于二遙終端模塊不具遙控的功能，所以，在選擇配套設施時，需有所區(qū)分。混合模式應滿足供電可靠性的要求。

表1 60條大主干布置全電纜饋線在2種典型配置方案下的總投入

2 算例分析

2.1 從投入產出比的角度分析

從投入產出比的角度分析，除了聯絡開關全部安裝配電終端以外，每條饋線僅安裝一臺配電終端，將其分為2個區(qū)域的投入產出比是最高的。但是，這樣的規(guī)劃卻不能全面滿足供電可靠性的要求。

2.2 從供電可靠性的角度分析

假如在每個由“三遙”終端模塊劃分出的區(qū)域分別安裝1個“二遙”終端模塊，每條饋線需要不少于2個“三遙”終端模塊和3個“二遙”終端模塊。對于大主十布置的60條電纜饋線，由于每臺DTU對應1個“三遙”終端模塊，因此其在2種典型配置方案下的總投入見表1。

結語

通過分析發(fā)現，每條饋線配置1個配電終端，并將饋線分為2個區(qū)域，可以實現配電終端配置投入產出比的最大化。為了保證供電的可靠性，規(guī)劃人員可以采用三遙配電終端的方法，確定供電可靠性指標，縮短故障修復的時間，降低故障率。對于故障率比較高的配電系統，可以安裝分界開關，這可以有效的切斷故障的干擾，可以降低故障的影響。本文對配電自動化系統中配電終端配置數量規(guī)劃方法進行了介紹，只有合理確定配電終端配置數量，才能保證電網運行的穩(wěn)定性，才能保證電力企業(yè)正常運行，降低配電自動化系統運行的成本，提高電力企業(yè)的經濟效益。

[1]劉健，趙樹仁，張小慶.中國配電自動化的進展及若干建議[J].電力系統自動化，2012（19）.

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