配網自動化，用戶管理的未來—夏河縣配網自動化建設與應用探討

林曉暉+林存銀

摘 ?要：夏河縣電網作為甘南電網的分支網絡，其配網自動化將為當地及周邊帶來諸多便利。本文結合夏河縣配電網現狀，闡述了配網自動化的內容、原則、目標和實施方案，理清夏河縣配網建設改造的思路，通過對配網自動化建設所達效果的呈現，總結出因地制宜搞好配網規劃與建設，對逐步實現配電網自動化，提升用戶管理水平有著至關重要的意義。

關鍵詞：配網;自動化;用戶管理;未來

夏河縣供電公司成立于1991年10月，供電面積6274平方公里，服務各類客戶21749戶，共運行和維護35千伏輸電線路7條，共計118公里， 35千伏變電站5座、主變9臺、總容量為32500千伏安。運行維護10千伏配電線路756公里，10千伏電纜線路3.23公里，0.4千伏線路484.509公里（含電纜）。各類斷路器總數45組，10千伏配電變壓器746臺。由于地處大夏河流域，縣境內已并網發電的水電站達到7座，新建及即將并網發電的水電站為2座。由于小水電站的局限性，使得在調度員進行正確決策，調度命令傳達以及調度監控等方面存在大大小小的問題，易造成小水電無序發電，增加電網壓力和發電行業整體成本，無利于地方經濟的發展。因此，必須對小水電站進行實時監控，實現配網自動化。

一、配電網自動化主要內容

配電網自動化，是一個集配電網運行管理、生產營業管理為一體的綜合管理系統，主要包括變電站內自動化、配網自動化、用電負荷監控、用電抄表計費、配電網地理信息管理系統（GIS）、數據庫、配網規劃等內容。配電網自動化的實施，必須具備可轉移的網絡負荷、可靠的網絡設備和自動化設施以及標準的自動化設施接口。

二、配電網自動化實施的原則和目的

（一）夏河縣配電網建設與改造的原則：1）滿足縣城社會經濟發展和人民生活的用電需求;2）統一規劃、分步實施、因地制宜、適當超前;3）與上級電網規劃相銜接，與地方建設相協調;4）堅持安全可靠、經濟實用、技術先進、減少維護的原則，采用適合國情且先進成熟的技術和設備，禁止使用國家明令淘汰及不合格的產品;

（二）夏河縣配電網建設與改造的目標：1）優化電網結構，避免重復建設，主網架建設要滿足夏河縣電網中期規劃發展;

2）提高供電能力、供電質量并節能降損。按照《國家電網公司農村電網電壓質量和無功電力管理辦法（試行）》的要求，安裝電壓質量監測儀，且裝設率須達100%。10千伏綜合線損率和低壓線損率應分別控制在8%和10%以下;3）改進高壓配電接線方式，10千伏主干線路采用環網接線、開環運行，線路供電半徑在合理范圍之內;4）夏河縣居民生活用電實行一戶一表，根據用電負荷合理選擇電能計量裝置;

三、編制電網發展規劃及配電網自動化實施方案

（1）關于配電網電壓等級選擇問題。目前，夏河縣域采用的配電主網電壓等級110千伏、35千伏不太切合實際，應以110千伏和35千伏為主供電源，以10千伏為中壓配電主網，以0.4千伏低壓配電主網較為合適。（2）關于配電主網模式的選擇。夏河縣城電力網是一種特殊模式介于城鄉電網之間，必須因地制宜把供電區不同區域化，根據區域情況在電纜網絡自動化和架空網絡自動化二者中進行選擇。（3）關于夏河縣水電站并網監控問題。夏河流域目前已建成七座并網發電水電站，分別并網在我公司管轄的35千伏麻當變電站及35千伏阿木去乎變電站出線的10千伏線路上，為了不影響公司電網正常運行，在編制電網規劃時必須依據各水電站裝機容量和供電范圍，同時結合夏河縣配網自動化建設方案編制專題實施計劃。（4）關于配網自動化配合問題。夏河縣城配電網目前非常適于電網自動化應用和推廣，但由于存在資金等多方面因素的影響，不可能一步實現自動化目標，因此，必須利用超前意識制定配網自動化和改造方案;配電主網線路應實現多分段及“手拉手”供電，加裝自動化開關設備和配電系統智能控制裝置，使其具有自動檢測故障、自動隔離故障段和自動恢復非故障區供電的功能;配置“三遙”功能（遙控、遙測、遙信），并考慮“三遙”接口問題，接入配網自動化、調度自動化、MIS、GIS等系統。

四、實現配網自動化的技術要求

（一）配電網絡要求。建立縣域內接線合理、結構牢固的10千伏配電網絡，其各項技術應滿足縣域配電網自動化的要求。須供電可靠、損耗小、運行穩定、電能質量高;在環網供電情況下出現故障時，能進行故障定位、故障隔離并改變負荷供電路徑;且能達到實現平衡負荷、保證電壓質量、降低損耗等方面的運行要求。

（二）對配網集控中心站的技術要求。縣城面積較小的夏河縣，用電大戶較少且配電網接線比較簡單，因此只建立主站控制中心即可，所有RTU、FTU和TTU都可直接與主站控制中心通訊和聯絡。主站是整個系統的核心，它除了完成配電網SCADA功能、為DMS系統在線和離線應用提供支持平臺外，它必須滿足一定的技術要求：如具有先進的配置且能可靠地運行，在實時數據采集處理和電網監控等方面應具有足夠的響應性;其硬軟件、接口等符合國家（國際）標準;結構采用分布式，便于系統擴展、互聯。

（三）設備選擇。1）配電網用開關設備。配電線路上的開關設備，須具有電、手動雙重操作功能，且外界人為因素不會對合閘與分閘產生影響;采用能自動隔離線路故障的真空型配電斷路器;當配電網自動化一次設備與通信軟件不能同時完成時，選用重合器方案;采用便于操作的真空分段器、跌落式分段器以及戶內負荷開關;選用帶間隙型的氧化鋅避雷器作為線路分段處的避雷裝置。2）保護裝置。重合器、斷路器的保護裝置應是一個獨立的單元，必須經過嚴格的試驗，應滿足溫度-40—+75°及濕度95%的要求，且能防電磁干擾、具有遠動通信功能和接口，能對配電線路故障進行監測、判斷和執行。3）遠動裝置。配電自動化所用的，作為獨立、單元化結構的運動裝置的精度及各項指標，應達到電力行業所規定的標準要求。且具有能正確無誤接收和發送遙控（遙分、遙合）命令，確定分合位信號及非正常操作時事故變化信號以及電氣測量和事故記錄等基本功能。

4）計算機及通信系統。配電自動化系統對所配計算機軟、硬件要求較高。主站系統應采用雙機備用方式;軟件要成熟穩定。應具有數據共享、供電信息管理、設備信息管理、實時監控、三遙功能、故障診斷與隔離、分析控制負荷等功能;同時還應具備配電網絡、配電運行及配電維護等方面的管理功能。

通訊的可靠性對配網自動化是至關重要的，由于縣城地域面積不大，可以采用光纖通訊方式。光纖通訊的特點是傳輸速度快、容量大、不受干擾，可靠性高，是比較理想的通訊方式。通信的形式和功能可根據系統的實際情況確定，通信規約應符合部頒。

五、夏河縣配網自動化系統建設的思路

（1）依據夏河縣配網建設和發展狀況，首先在縣域管轄大用戶或水電站安裝智能開關，同時建立夏河配網自動化實時數據庫和實時數據統一采集與集中監控平臺，用統一的平臺對不同自動化系統的實時數據進行采集、存儲和發布，并按信息化管理的要求，向配網管理單位提供生產現場的各種基礎數據。（2）隨著國家加大城市化建設的步伐，縣城供電負荷的不斷增長，供電壓力越來越大。目前兄弟單位應用的配網自動化終端全部采用移動公司GPRS功能進行通訊，由于上傳數據受環境電磁干擾造成傳輸數據可靠性差。因此“手拉手”雙電源切換聯絡開關全部采用冷備用運行狀態，每當進行負荷切換操作，必須由工作人員到現場高空進行操作，因此形成工作人員勞動強度大、操作安全隱患大的問題，加之配套智能開關安裝的隔離開關頻繁操作，容易造成隔離開關故障。為了解決以上存在問題，建議公司在建設配網自動化通訊系統時，優先采用光纖通訊，對于距離較遠的地方采用GPRS無線通訊。同時將雙電源聯絡開關由原來冷備用狀態變更為熱備用狀態，負荷切換由調控員進行遠方操作，從而縮短轉移負荷的操作時間，同時確保了工作人員的人身安全。對于雙電源聯絡開關遠方操作防誤操作問題，首先，制定詳細的操作規程，其次，在后臺管理機上安裝誤防閉鎖程序。（3）為了充分發揮配網自動化作用，達到故障準確定位、故障快速隔離、非故障區域盡快恢復供電目的，最大程度的縮短故障線路查找時間，提高供電可靠性。建議在偏僻山區和交通不便的大分支線路上安裝帶有短息功能的線路故障指示器，同時充分發揮ZW32-12型智能開關作用，每當線路發生故障時，首先，通過短息提示信息，由調控員遠方操作該線路智能開關，進行故障快速隔離，然后，由供電所工作人員巡視線路，將故障處理，最后由調控員遠方遙控操作開關恢復線路供電。（4）充分利用目前配網自動化功能進行電壓無功優化管理，今年以來省公司將變電站10千伏母線、10千伏線路末端、配變臺區等地點統一安裝了A、C、D類電壓監測儀，運行數據全部上傳省公司統一監控，每周開展一次電壓合格率數據統計分析與考核通報，因此，電壓無功管理壓力越來越大，如何降低線損，提高供電電壓質量是我們工作的重點。目前公司管轄19條10千伏線路均安裝了隨器無功補償裝置，由于補償容量固定，沒有自動投切功能，因此安裝的無功補償裝置利用率非常低。另外，公司管轄35千伏變電站負荷輕，又在電源末端，本身10千伏母線電壓較高，造成變電站集中無功補償裝置無法正常投入運行。建議將10千伏線路固定無功補償裝置更換為配網自動化系統監控的動態無功補償裝置。實現調控員24小時遠方監控，確保電壓合格率指標的完成。

六、夏河縣實現配網自動化達到的效果

（1）配網自動化建成后可通過配網自動化主站，可在第一時間完成對縣域配網主要供電線路和配變運行狀態的實時監控，對配網靜態和動態信息的數據進行自動化處理。（2）每當線路發生故障時，通過報警系統能及時上報各種故障信息，使得故障區域一目了然，調控員可以準確定位和快速切除故障段，使得配網的故障隔離速度大大加快，線路恢復供電的速度也大大提高，從而提高了配網供電的可靠性。（3）為將來實現調配一體化系統的整合提供了良好的基礎。隨著配網自動化系統運行經驗的增加，運行數據的積累，都為調配一體化系統的建設提供了技術支撐。（4）配電自動化系統除了對正常的負荷、運行狀態監控系統以外，配變測控終端（FTU和TTU）還可以查看任意系統數據的運行曲線和歷史曲線，同時還可以生成各種報表。在配網通信系統和一次主網架完善后，配調主站完全可以實現就地的饋線自動化和和基于主站的無線網絡傳輸自動化。（5）配電網自動化系統可將夏河縣管轄小水電站以及大用戶通過負荷監控終端將用戶負荷信息實時進行采集并上傳控制中心。另外通過調度自動化系統和配網自動化系統的建設，使夏河縣供電公司自動化水平有一個很大提高，自動化程度上一個新臺階。

參考文獻：

[1] 《配電網綜合自動化技術》機械工業出版社 龔靜主編

[2] 《配網自動化技術》 機械工業出版社 郭謀發