配電自動化建設(shè)方案研究

摘要 配電自動化作為提高供電質(zhì)量、建設(shè)智能電網(wǎng)的重要舉措，其方案的科學性及合理性直接關(guān)系著配電網(wǎng)的運行效率、安全性及穩(wěn)定性。因此，如何根據(jù)配電網(wǎng)現(xiàn)狀，結(jié)合配電系統(tǒng)發(fā)展需求，制定具有前瞻性、戰(zhàn)略性、科學性、可行性、有效性的配電自動化建設(shè)方案具有重要的意義。文章主要結(jié)合某城市中心區(qū)域的配電自動化建設(shè)實例進行分析，可為類似情況的配電自動化建設(shè)提供參考。

關(guān)鍵詞 配電；自動化；網(wǎng)架；主站；子站

中圖分類號 TM7 文獻標識碼 A 文章編號 2095—6363（2016）04—0084—02

據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計表明，國外發(fā)達國家城市年平均停電時間為幾分鐘到幾十分鐘，而我國城市的年平均停電時間為9h左右，這說明我國供電質(zhì)量與世界發(fā)達國家還存在著一定的差距，需要通過各項措施來提高供電可靠性，而事實證明，配電自動化建設(shè)是一項高效且必不可缺的重要技術(shù)措施。配電自動化是集電子、通信、計算機等于一體的電力綜合性技術(shù)，可實現(xiàn)對配電系統(tǒng)各種運行狀態(tài)的監(jiān)視、保護與控制，不僅能提高配電網(wǎng)運行效率、保證供電質(zhì)量，還能實際節(jié)能降損、充分利用配電設(shè)備。在我國，配電網(wǎng)等級有高、中、低之分，因此，配電自動化建設(shè)應(yīng)該將不同級別的配電網(wǎng)納入到一個整體。目前我國配電網(wǎng)有兩個較為明顯的特征。一是中性點不接地，單相接地故障發(fā)生時仍允許供電一段時間。二是體系結(jié)構(gòu)復(fù)雜，以輻射狀為主，傳輸功率不高。這就決定了我國在配電自動化建設(shè)過程中不能完全照搬國外的方案，需結(jié)合我國配電網(wǎng)實際情況加以制定。雖然，我國已在配電自動化建設(shè)方面付諸了諸多努力，但作用仍不明顯，筆者認為主要是由以下原因引起的。缺乏整體規(guī)劃、關(guān)鍵技術(shù)不夠成熟、網(wǎng)架建設(shè)步伐落后、運行維護不到位，有必要針對這些問題對配電自動化建設(shè)方案作進一步優(yōu)化、改進和完善。

1配電自動化現(xiàn)狀

某城市的中心區(qū)域，近年來經(jīng)過先進技術(shù)、設(shè)備的應(yīng)用，以及對配電網(wǎng)的不斷改進和優(yōu)化，配電自動化程度有了很大的提高，但是配電網(wǎng)自動化程度仍然處于較低水平，主要表現(xiàn)于以下幾個方面。

1.1配電網(wǎng)一次系統(tǒng)

據(jù)調(diào)查顯示，某城市中心區(qū)域配電自動化范圍內(nèi)電纜化率較高、負荷結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、網(wǎng)架成熟，具有配電自動化建設(shè)的基礎(chǔ)條件，但各方面狀況與全面開展配電自動化建設(shè)的實際要求還存在著一定的差距，例如，部分開關(guān)站或線路分段開關(guān)之間負荷偏大，若重載出現(xiàn)，難以轉(zhuǎn)移負荷，不符合N-1要求。另外，部分開關(guān)站運行年限較久，加上環(huán)境較差，已經(jīng)無法滿足自動化建設(shè)要求，因此，需要對原有網(wǎng)架進行優(yōu)化。

1.2配電自動化

1）主站。該城市已經(jīng)建設(shè)了較為成熟的配電管理作者簡介：王志勤，國網(wǎng)遼寧省電力有限公司遼陽供電公司。系統(tǒng)，可實現(xiàn)配電信息數(shù)據(jù)的共享以及配電網(wǎng)調(diào)控一體化基本功能。但由于原主站建設(shè)時還未出臺較為先進的主站建設(shè)參考標準，導(dǎo)致無法實現(xiàn)電網(wǎng)運行相關(guān)信息及數(shù)據(jù)的有效集成，需要對主站系統(tǒng)進行優(yōu)化和升級。

2）子站、終端。所有調(diào)度開關(guān)站未能滿足配電自動化建設(shè)要求，需要進行三遙改造。另外，為了建設(shè)分層式的配電自動化模式、應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)型配電終端，需建設(shè)一套集中式子站。

3）通信網(wǎng)。目前該城市中心區(qū)域還未建成穩(wěn)定可靠的配電通信網(wǎng)體系，因此，需對該中心區(qū)域的配電通信網(wǎng)進行構(gòu)建，并配備通信網(wǎng)絡(luò)集中監(jiān)控管理系統(tǒng)。2配電自動化建設(shè)方案

結(jié)合該城市中心區(qū)域配電網(wǎng)特點及配電網(wǎng)建設(shè)難點，配電自動化的建設(shè)應(yīng)在加強一次網(wǎng)架、完善通信系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，以配電網(wǎng)設(shè)備的全覆蓋為目標，實現(xiàn)三遙、配電SCADA和饋線自動化等功能，為智能配電網(wǎng)建設(shè)奠定基礎(chǔ)。

2.1配電網(wǎng)網(wǎng)架建設(shè)

該城市中心區(qū)域目前的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)和專供負荷能力還較為薄弱，存在著停電和限電的風險。超載或重載情況下無法滿足N-1要求。因此，為了符合配電自動化建設(shè)要求，需對目前電網(wǎng)進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化、均勻負荷、補充電源。首先，按4種典型接線方式對線路進行分類，對其中的部分重載線路進行負荷分流，使線路滿足N-1原則。其次，排查所有開關(guān)站點，更換不滿足自動化建設(shè)要求的開關(guān)站點。最后，對有重要用戶需更換的開關(guān)站點，優(yōu)先采用斷路器柜。

2.2配電主站建設(shè)

配電自動化主站系統(tǒng)的建設(shè)應(yīng)在考慮實際需求的基礎(chǔ)上適度超前。基于該城市中心區(qū)域配電網(wǎng)未來十年的發(fā)展需求，主站系統(tǒng)應(yīng)能自動采集、存儲和處理相關(guān)信息數(shù)據(jù)，且運維工作量及難度有所降低，應(yīng)能快速隔離故障點，自動恢復(fù)送電。應(yīng)能適應(yīng)多種通訊方式，支持多種應(yīng)用結(jié)構(gòu)。根據(jù)主站系統(tǒng)建設(shè)目標，該城市中心區(qū)域優(yōu)化后的配電自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示，由硬件、操作系統(tǒng)、平臺軟件及應(yīng)用軟件等部分組成，實現(xiàn)各種基礎(chǔ)功能及數(shù)據(jù)交互共享。

2.3配電子站、終端建設(shè)

考慮該城市中心區(qū)域?qū)嶋H情況，對環(huán)網(wǎng)柜的進線開關(guān)進行三遙改造，對出線開關(guān)實現(xiàn)一遙或兩遙。為了實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)型配電終端直接接入主站系統(tǒng)，并完成“主站+網(wǎng)絡(luò)型配電終端”的分層式配電自動化結(jié)構(gòu)初步轉(zhuǎn)變，需增設(shè)集中型子站系統(tǒng)，使網(wǎng)絡(luò)型配電終端可通過子站系統(tǒng)接入到主站系統(tǒng)。集中式子站的上下通信均采用IEC104規(guī)約，后期還可對串口型子站及老式DTU進行升級，從而實現(xiàn)層次化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的徹底，并將集中型子站作為主站的前置機使用。

2.4配電通信網(wǎng)的建設(shè)

考慮該城市中心區(qū)域負荷密集、各開關(guān)站間需敷設(shè)的光纜路徑很短等實際情況，決定綜合采用EPON、電力線載波、無線公網(wǎng)三種通信技術(shù)來構(gòu)建配電通信網(wǎng)。可敷設(shè)光纜且長度在1km以內(nèi)的站點采用EPON技術(shù)，無法敷設(shè)光纜或敷設(shè)光纜長度大于1km的站點采用中壓電力線載波，無線公網(wǎng)可作為必要的通信補充方式。

3結(jié)論

配電自動化建設(shè)不僅關(guān)系著智能電網(wǎng)建設(shè)目標的實現(xiàn)，還影響著供電區(qū)域內(nèi)的社會經(jīng)濟穩(wěn)定發(fā)展，因此，配電自動化建設(shè)的重要性不言而喻，文章所述方案具有一定的借鑒價值，但在具體建設(shè)實踐中，還須結(jié)合配電網(wǎng)實際，借鑒類似成功經(jīng)驗，制定出科學性、經(jīng)濟性、可行性的建設(shè)方案。