城市配網自動化及其配網規劃的應用探討

文逸輝

摘要：隨著經濟的不斷發展和科學的不斷進步，人們的生活品質有了很大程度的提升，對電力系統的要求也越來越高，在這種情況下，由于電力系統的容量不斷增大、運行設備也不斷老化，配網規劃已刻不容緩。文章通過對城市配網自動化的發展現狀進行分析，探討了城市配網自動化及其配網規劃的應用。

關鍵詞：城市配網；配網自動化；配網規劃；電力系統；離線監控；智能監控 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM76 文章編號：1009-2374（2016）30-0054-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.30.026

配網自動化指的是供電企業通過利用自動化控制系統及計算機技術對電力系統實施有效的離線監控及智能監控，其目的就是進一步提高供電企業的供電質量及配電效率。配網自動化不僅能夠有效地降低供電故障的發生率，還能在一定程度上為供電企業節約大量的人力物力，使供電效率和供電質量都有了很大程度的提升。因此，配網自動化在降低供電成本和提高供電企業經濟效益方面發揮著非常重要的作用。

1 城市配網自動化概述

1.1 城市配網自動化的功能

隨著社會經濟的不斷發展，城市化的發展步伐逐漸加快，為了適應當今社會的發展需求，急需先進的配網來取代傳統的配網功能，因此，配網自動化系統逐漸受到了人們的關注，并得到了非常廣泛的應用，根據實踐應用我們發現，配網自動化的應用效果十分顯著。城市配網自動化的主要目的就是使電力系統能夠實現自動化運作，從而更加便利地對電力調度實行自動化操作。配網自動化技術是集現代化網絡信息技術、自動控制技術、通訊技術等為一體的高新技術，對電力系統的全過程能夠進行自動實時監控，從而有效地對電力系統的運作實行保護，且能夠進行遠程操作，操作更加方便快捷，進一步提高電力系統運行的安全性和可靠性，促進電力系統經濟效益的提升。目前，城市配網自動化的功能可以分為以下方面進行敘述：在電壓管理系統中，城市配網自動化可以使其具有自動控制無功補償電容器投切的功能；城市配網自動化還能夠自動地監控電力系統的實時動態，并對監控系統進行自動采集，從而可以有效地監控城市配網的運行狀態，實時采集運行數據和信息，還能夠通過對采集的數據進行分析及時地發現運行故障，同時系統還兼具報警功能；在電能計費系統中，自動抄表、自動生成電能賬單等這些功能可以大大節約工作人員的時間和精力，同時還確保了抄表的準確性；在用電客戶信息管理系統中，用電客戶的各項信息都能做到及時存儲并且能夠精確地查找客戶信息，以免在需要客戶信息時還要逐個進行查找，不僅浪費大量的時間，還對工作效率造成影響；配網故障診斷系統可以結合標準參數及時有效地對配網的運行狀態進行分析，一旦有運行故障出現，故障診斷系統便會立即停止對該區域的供電，并安排專業人員進行現場維修和記錄，確保城市配網系統能夠安全、可靠地運行。

1.2 城市配網自動化的特點

城市配網自動化的關鍵目的就是實現配網運行的自動化，使供電企業的供電質量和配網運行效率得到進一步的提高。城市配網自動化是集多種先進技術于一體的高新技術，不僅能夠實現離線監控和智能監控，還能為電力企業節約大量的人力和物力，與此同時，配網自動化對于故障的發現及時有效，極大地縮短了故障時間。

1.3 城市配網自動化的類型

電壓-電流型饋線自動化工作的主要原理是完成對配電網中故障的定位、檢測、隔離等功能，從而實現對整個電路的有效檢測。當線路出現故障時，一般需要借助配電網主站借助GPRS來獲取線路上與故障相關的信息，然后對故障發生的位置進行分析和定位。通常情況下，由于主干線上所配備的電壓型自動化負荷開關具備“失壓脫鉤”的功能，因此將會導致處于失電的負荷開關屬于分閘的部位，而遠處的主站僅需要發出開關合閘命令，就能夠將故障部位的開關閉鎖在分閘狀態，從而將故障發生部位與其他部位隔離開來。對于饋線上未發生故障的部位，也可以通過變電站上的出現開關借助解除聯絡開關或重合閉鎖合閘的命令，同時借助自動化負荷開關所具備的“來電自舉”功能來實現供電的逐步恢復。這種電壓-電流型饋線自動化技術兼顧了電流型、電壓型配電網自動化系統所具備的優點，其不僅能夠實現對故障點的有效判斷，并實現對故障點的準確分離，而且還能避免電壓型自動化系統中由于“殘壓閉鎖”效果不理想而產生的對側全線停電的問題，從而大大提高了城市配網自動化的工作效率。在恢復供電和隔離故障方面，也可以減少開關的動作次數，從而在一定程度上延長了開關的使用壽命。

2 城市配網自動化的現狀

城市配網自動化的最終目的就是使供電質量得到進一步提升，確保供電的安全性和可靠性，加強經濟指標的優化，提高配網的運行效率，使配電系統的運作和管理得到有效的改善。我國對于城市配網自動化的實行相對較早，相關設施的重建和改造均為配網自動化奠定了良好的基礎。但由于很多供電企業的設施水平及管理理念還沒有達到相應的程度，對城市配網自動化系統的發展造成了一定的限制。

2.1 配電網網絡和設施現狀

現階段，城市配電網網絡的狀態良好，城市的配電網線路的線路結構一般情況下是混合的，以架空電纜或地埋電纜為基礎。近年來，城市的配電線路逐漸向地埋電纜過渡，對于大中型城市來說，其配電網絡電纜化率逐漸提升，進而促進了配電線路的平均環網率，為城市配網自動化的實現奠定了良好的基礎。由于其網絡結構十分復雜，網絡層次也非常不清晰，在聯絡的過程中十分混亂，多電源線路的分段處于不良的狀態，再加上近年來負荷大大增長，很多線路對于負荷增長的各類需求不能充分滿足，配網負荷的轉供能力隨著負荷的持續增長不斷下降。因此，針對上述問題，各個供電企業開始從網架結構入手，對其進行相應的調整及改造。配電自動化終端與一次設施開關之間有非常密切的聯系，配電終端對數據進行實時的采集和控制與一次設施開關接口是相互對應和匹配的，企業在對相關設施進行改造和重建的過程中，會預留出相應的自動化接口，為后期配網自動化的實現奠定堅實的基礎。

2.2 配電信息化系統構建

配電地理信息體系是將地理信息系統技術、配電網的規劃技術和生產運作管理技術有效地結合到一起，從而使配電管理計算機系統得以實現。其中GIS系統在配網的生產運作和管理方面發揮著非常重要的作用，但與此同時也存在著很多的不足之處，GIS系統的開發是以外包的形式，因此開發商不能深刻認識到電力企業的生產管理理念及經營管理理念，無法全方位地實現整體規劃及設計方案，甚至導致該系統不具有良好的實用性能。如果不能很好地處理一體化的數據圖模，則難以實現圖模的共享，這樣會大大增加系統在運作和維護方面的工作量，極大地限制了相關的應用。

2.3 配電自動化系統結構

我國的配網自動化體系結構分為四種模式，包括主站、子站和終端三層結構，主站和終端兩層結構，自動化開關相互配合的配電自動化模式，其中主站、子站和終端三層結構中分為集中采集、集中監控模式和集中采集、分散監控模式。這四種模式各有利弊，電力企業應該結合當地城市配電網現狀對模式進行科學合理的選擇。在這四種模式中，主站的構建最為關鍵。主站是否實用決定著整個配電自動化系統。由于配電網的饋線控制點頻繁多變，改線工作幾乎每天都在進行。這些變化應該及時與配電自動化系統同步，確保主站體系中的信息與配電網的現場實際信息一致。如果配電網現場的信息發生改變，但沒有及時地對主站系統進行更新操作，導致主站體系中的信息與配電網的現場實際信息出現不一致的現象，就會嚴重影響整個配電系統的可靠性，與此同時，也就降低了配電自動化系統的應用價值。如果能夠準確合理地將運行、維護工作和現場實際改進與配電自動化系統同步更新，構建剛性配電自動化系統，就會有效地避免由于信息不一致而造成總體系統失效。

2.4 配電自動化通信模式

有效的通信方式是配電自動化系統運行的基本保障，其主要任務是將配電網主戰系統的控制指令準確地傳輸到配電終端，并將終端的運作狀態傳送至控制中心。配電自動化系統的通信設備具有工作環境差、分布廣、數量多、系統復雜等特點，因此，對通信方式進行選擇時，應該因地制宜，將各方面的因素考慮清楚，確保配電自動化系統的通信安全、可靠的正常運行。

3 城市配電網規劃

為了充分滿足配網的快速發展和城市配電自動化的建設要求，在城市配網自動化的規劃中，應該結合當地配網的實際發展狀況分期分步地進行。根據多年的實踐經驗，我們建議主站系統的配置最好一次到位，但對于子站和終端來說，需要結合目前的發展需求進一步考慮，可以按照先試點后推廣的原則，再結合配網網架的改造，使配電自動化體系得到進一步完善，從而使全網饋線自動化得以順利實現。在展開城市配網自動化的規劃過程中，應該充分考慮終端設施的匹配、配電信息體系的構建、通訊方式等影響因素，還應該著重關注相關設施的重載、過載、供電能力欠缺等問題。另外，在對城市配網自動化系統進行規劃時，對配網的相關負荷控制要求應該格外關注，結合當時的實際情況控制主干線的負荷流量。配電自動化在建設的過程中由于需要大量的時間和資金，因此資金來源問題也需要相關人員認真的規劃考慮。

4 結語

城市配網自動化系統在電力系統的運行過程中發揮著至關重要的作用，不僅能夠確保電網在安全、穩定、可靠的環境下運行，還有利于供電質量和配網效率的提升。供電企業應該加強對配電自動化技術的運用，結合當地的實際情況，積極落實配網規劃，進一步提升配網的自動化水平。另外，供電企業還應該重點關注配網發展的各項需求，運用高新科技科學合理地對配網自動化體系進行規劃，相關配網設施的選擇應該重點關注其效率、功率、功耗等，進一步提高配網自動化的實用價值。

參考文獻

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