城市配網自動化及其配網規劃的應用

廣東電網有限責任公司佛山南海供電局 潘志強

城市配網自動化及其配網規劃的應用

廣東電網有限責任公司佛山南海供電局 潘志強

在電力工程管理中，城市配網自動化建設是非常重要的內容，并伴隨著社會生產力的發展不斷進步，而社會也對城市電力供應的穩定性要求更高。本文分析我國當前城市配網自動化及規劃的應用現狀，以供參考。

城市配網自動化；配網規劃

配網自動化及其配網規劃的日常運行與管理通常是運用于現代化電子技術、網絡技術、計算機、通訊技術方面，配電過程通過實時信息、離線信息、用戶地理信息整合而成，發展至今，其自動化體系得到了完善，并逐漸促進配電的運營管理與發展。

1.城市配網自動化研究

配網自動化緊密聯系各個供電企業在供電質量與效率方面的因素，充分應用自動化控制技術和計算機技術進行智能離線監控的一種配網方式，其自動化的實現很好地解決了過去出現各種供電故障的問題，同時有效節約了人力和財力，很大程度地提高企業對城市用電需求的滿足率與供電的效率，并在此基礎上獲取經濟效益[1]。歸根到底，城市配網自動化應用與實現就是通過自動化在電力系統中的運作，從而以自動方式實現電力的調度。在應用的多種配網自動化技術中，如自動控制技術、網絡信息技術、高新通訊技術等，都融于一體服務于系統工作，實現對整個系統自始至終的動態監控，保護運作過程，完成遠程操作，確保電力系統實現穩定安全地運行。

2.當前城市配網自動化發展現狀

2.1 我國當前的配電設施及網絡現狀分析

當前，我國的大多數城市在配電網絡方面均處于良好的狀態，但配電線路基本為架空或電纜地埋的方式實現，尤其是廣大的農村地區架空線路更多。但由于網絡設置的結構相對復雜，層次較多，聯絡相對混亂，采用多電源線路的分段方式配電使得一些地區的分段線路狀態不佳，并且網絡的負荷在不斷增長的同時無法滿足要求，出現了配網負荷大大超過提供能力的情況。因此也不難發現，近些年來，很多供電企業已經逐漸從網架結構方面進行了調整與改造工作，持續加大供備線路的比重，盡可能地滿足負荷要求。配電自動化的總段與設施開關息息相關，其終端采集的數據以及對具體控制的需求也都與設施的開關接口相匹配，一些供電企業在比較早以前就已經制定實施了大幅度修改陳舊設施，轉變為自動化接口設施的方法，調節了改造的難度，于是也開發出一種主要工作重心為改造，其次以更換輔助改造的新模式。

2.2 我國城市配電信息化系統的構建

配電地理信息體系通過充分應用當地的地理信息技術以及電網規劃技術、管理技術促進配電管理計算機系統的實現，目的在于針對設施種類多、數量大、范圍廣、信息密集性高且配電網結構復雜的信息變化進行調整。其中，GIS系統對供電企業在配電生產運作和管理工作上發揮了重要作用，但具體到實際的運用過程，依舊存在很多不足。首先，這個系統本身是采用外包的方式實現開發與應用，導致企業管理者甚至工作人員并沒有對其具體的經營管理與服務要求有足夠的認識，這也必然導致配網規劃的最終設計方案無法實現全面覆蓋與深度滲透，并且還有可能面臨實用性不強的問題[2]。其次，在一體化數據圖模的處理上也難以完好，無法實現與MIS自動化系統和SCADA數據的共享，導致后期的維護工作量大增，并且還會受到使用過程中的各種制約。

2.3 我國城市配電自動化系統結構的應用

2.3.1 配電網架設備

通常情況下城市的供電網線路為10kV左右，配網主干線很多采用電纜鋪設與架空結合的方式運行，隨著城市化進程的推進，城市建筑風格的復雜，傳統配網架空方式搭建電網難度增大，因此更多高負荷能力的導線與設備開始應用，以滿足城市需要。與此同時，終端設備開關與系統終端的端口相匹配，為了預防出現故障，城市的很多供電企業在終端上預留了另一個自動化設備接口，確保了自動化系統安全性。

2.3.2 配電自動化體系

城市配網自動化體系通常先利用自動化設備與開關的配合，通過子站、主站以及終端形成雙層數據收集與監控部分來監控配電網絡，確保配電網主站指令可以以最快的速度傳遞到每一個配電終端與子站中去，從而達到將終端設備運行數據反饋到終端主站的目標。在建設系統主站時，首先必須考慮主站建設實用性與靈活性的問題，其次要求配網線路改線率高，針對監控點隨時更換的情況改變監控信息，相關部門必須將改變的數據信息及時反饋到配網自動化系統中去，確保主站得到的信息與線路運行情況一致。一旦子站監控點信息改變沒有及時同步到自動化系統中，那么哦誒網線路實際運行情況就會出現于主站顯示信息不對稱，也就影響了城市配網自動化系統可靠性，系統的價值將失去。

2.3.3 配網GIS系統

地理信息系統的應用能夠收集、儲存和分析輸出的地理空間定位數據，主要包括了系統層、數據層以及業務邏輯層，在城市配電網自動化的應用中有以下三方面的表現，分別為輸配電線路管理、配電網設施管理以及終端消耗管理。具體結構圖示如下。

圖1 配電網GIS系統結構圖示

2.4 我國城市配電自動化的通信模式應用

配電自動化系統的實現離不開合理的通信方式，將實現對配電網主站系統控制的命令準確傳達到遠程的配電終端，就能及時正確地反映遠程配電終端各項設施運作的情況，其對應的數據信息也將能及時發送至控制中心。當前的應用現狀中，由于很多地區的通信設施環境較為惡劣，分布范圍非常廣，數量眾多，系統復雜，所以在通信方法使用方面的安全性、管理性等均難以得到保障。在實際的操作當中，必須根據不同城市地區的發展情況，因地制宜，采用最合理的通信方法，以保證配電自動化的安全穩定運行。

分散多點通信方式是配電網監控的關鍵技術，與配電自動化的要求相符，無論選擇哪一種通信形式都要在確定配電網的結構模式以后針對當地的情況以及相關因素進行綜合的技術與經濟比較，比如分別應用于城市中心地區、郊區，或是地下電纜配電等。在考慮建設配電自動化通訊網以后，要采用與當地電力部門成功使用的技術與組網形式，盡可能一步到位，少走彎路，保持通訊網的穩定與高效運行，同時要對其進行計劃性維修，預防過多的緊急檢修事件。對城網自動化的通信主干網，則要采用專用網，如使用導引電纜、光纖或配電載波等，確保對配電網干線重要開關站以及環網開關柜的支線線路的監控，有助于提高城網供電可靠性，縮短故障時間。針對非重要的分支線與用戶配電房，尤其是與監控中心較遠的負荷點，則要租用市話網的通訊線路。總之，對整個配電自動化通信而言，需要根據當地的實際情況采用多種通信方式的組合，同時有主備通道，確保通信網絡暢通，才能確保配電網在通訊模式上的自動化應用[3]。

3.城市配網的規劃與應用措施探討

3.1 確保主干網線的穩定運作

配網規劃必須以具體的負荷控制要求為標準，注重對主干線網絡穩定運轉時負荷電流的控制，如控制單環網饋線不超過250A，多環網饋線不超過300A，輻射線不超過400A等等，一旦負荷電流超出范圍，就要從增加線路等方面考慮以實現分割負荷的目標，從而轉供負荷，下圖2表示配電網絡饋線情況。

圖2 配電網絡饋線具體安排

3.2 注重變電站的聯絡饋線安排

在規劃配電聯絡時，工作人員還要注重對變電站聯絡用線的安排，如10kV饋線需要至少4條以上，而負荷則不能超過導線安全截流量的一半，才能確保符合變電站負荷轉移的要求。對電纜管道的規劃也要考慮實際的情況，要求終期同時完成，而電氣建設可分期完成等。下圖3表示配電網絡饋線出線的安排。