面向供電可靠性的配電自動化系統(tǒng)規(guī)劃探討

鄭進嘉

摘 要：隨著我國電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴大，對自動化配電系統(tǒng)的綜合性能要求逐漸提高。但我國部分地區(qū)在建設(shè)系統(tǒng)的過程中，規(guī)劃設(shè)計存在不合理之處，例如光纖通道架設(shè)密集，遙控、遙信、遙測等未根據(jù)主站實際能力來設(shè)計，導(dǎo)致配電自動化性能無法充分發(fā)揮出來，所以需要將規(guī)劃設(shè)計工作做好。基于此，從供電可靠性入手歸納供電區(qū)域，對所應(yīng)用到的關(guān)鍵性技術(shù)進行分析，并引入差異化規(guī)劃原則展開探討。

關(guān)鍵詞：供電可靠性；配電自動化；系統(tǒng)規(guī)劃；差異化規(guī)劃

中圖分類號：TM76 文獻標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.12.103

目前，在我國電網(wǎng)建設(shè)中，配電自動化系統(tǒng)為主要工作內(nèi)容之一，其本身與不同供電區(qū)域相結(jié)合。根據(jù)區(qū)域狀況選用適宜的可靠性設(shè)計方案，即遵循差異化規(guī)劃原則，這是建設(shè)配電自動化系統(tǒng)的一種重要指導(dǎo)原則。然而，如何才能引入此差異化規(guī)劃原則，已經(jīng)成為了建設(shè)配電自動化系統(tǒng)的一大難題。本文對“建設(shè)配電自動化系統(tǒng)”這一課題進行研究，其意義重大。

1 供電區(qū)域

按照現(xiàn)階段電力系統(tǒng)建設(shè)的供電可靠性，可將供電區(qū)域分成6類，主要包括：①區(qū)域內(nèi)負荷達到30 MW/km2以上的區(qū)域，供電可靠性不許維持在99.99%，也可稱作“A+區(qū)域”。A+區(qū)域內(nèi)包含市中心區(qū)、高新技術(shù)開發(fā)區(qū)等。②區(qū)域內(nèi)負荷達到15～30 MW/km2的區(qū)域，同A+區(qū)域一樣，對供電可靠性的要求較高，此類區(qū)域即為A類區(qū)域。③區(qū)域內(nèi)負荷達到6～15 MW/km2的區(qū)域。根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，此供電區(qū)域供電可靠性可以維持在99.965%左右，例如地級市市中心區(qū)、重點城市市區(qū)等，也被稱為“B類區(qū)域”。④區(qū)域內(nèi)負荷達到1～6 MW/km2的區(qū)域，供電可靠性需要維持在99.897%左右，例如地級市市區(qū)、發(fā)達城鎮(zhèn)等均可以歸納到此類區(qū)域內(nèi)，即為“C類區(qū)域”。⑤區(qū)域負荷在0.1～1 MW/km2的區(qū)域。此現(xiàn)象在城鎮(zhèn)供電區(qū)域、農(nóng)村供電區(qū)域較為常見，這類區(qū)域被稱為“D類區(qū)域”。⑥區(qū)域內(nèi)負荷在0.1 MW/km2以下的區(qū)域，對供電可靠性要求不高，通常情況下，該類區(qū)域中可包含偏遠農(nóng)、牧區(qū)，也被稱為“E類區(qū)域”。

2 配電自動化系統(tǒng)規(guī)劃內(nèi)關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用

2.1 主站規(guī)劃設(shè)計

在配電自動化系統(tǒng)的建設(shè)中，需做好主站設(shè)計工作，并將其細化，分為小、中、大模式和前置延伸模式。其中，前置延伸模式需要主站在監(jiān)控區(qū)域范圍內(nèi)進行前置延伸看，主要是為了采集區(qū)域數(shù)據(jù)信息，達到就地監(jiān)控的目的；而小、中、大模式，主要以可擴容平臺作為核心內(nèi)容，確保它與EMS、PMS、GIS等相關(guān)系統(tǒng)，通過信息交互總線達到互聯(lián)的目的。這樣就能達到配電網(wǎng)信息共享和整合的目的，在此基礎(chǔ)上構(gòu)建相應(yīng)的配電網(wǎng)圖模，從而實現(xiàn)配電網(wǎng)的故障監(jiān)控與處理。對于不同類型的主站建設(shè)來說，應(yīng)以信息接入量為相關(guān)參考依據(jù)，例如小型主站信息接入量保持在10萬點內(nèi)，中型主站信息接入量保持在50萬點內(nèi)，而大型主站接入信息量則大于50萬點。這時，要注意區(qū)分硬件設(shè)備、配置軟件模塊，大型主站需要在SCADA軟件的配置下，引入其他的故障處理模塊、信息交互模塊以及應(yīng)用軟件；而中型主站配置高級應(yīng)用軟件具有可擇性，小型主站主要模塊為SCADA模塊、故障處理模塊和信息交互模塊。

2.2 通信與終端部分設(shè)計

在設(shè)計配電自動化系統(tǒng)時，確保終端合理具有重要意義。通常情況下，終端以“三遙”“二遙”為主，其中，“二遙”指的是符合上報故障數(shù)據(jù)信息、遙測電流等功能需求的終端。在實際設(shè)計時，開關(guān)部分不需要電動操作機構(gòu)的引入，而如果終端具有本地保護的功能，則應(yīng)做好電動操作機構(gòu)的配備工作，不僅可以引入無線專網(wǎng)應(yīng)用來實現(xiàn)終端功能，還可以引入GPRS方式來完成。“三遙”主要表現(xiàn)在上報故障信息方面，要求融入遙測、遙信、遙控功能，并且需要在控制開關(guān)上裝設(shè)電動操作機構(gòu)。在非對稱加密情況下，此終端的實現(xiàn)可采用光纖通道方式。

2.3 繼電保護技術(shù)

繼電保護技術(shù)主要以供電可靠性為主旨。從農(nóng)村配電網(wǎng)方面分析，多體現(xiàn)出低短路容量、較長供電半徑、較多分支等特點，因此可以快速切除故障，在主干線上設(shè)置三段式過流保護，并安裝斷路器。從城市配電網(wǎng)方面分析，多呈現(xiàn)出短路容量大、供電半徑短的特點。當(dāng)發(fā)生故障時，需要對電流值進行整定，可以選擇級差保護措施，確保故障狀態(tài)下分支線與主干線兩者并不會互相干擾。

3 差異化規(guī)劃的實現(xiàn)

在實際設(shè)計規(guī)劃時，不僅需要確保繼電保護、終端設(shè)計、主站設(shè)計的合理性，還需要考慮引入差異化規(guī)劃原則。對于配電系統(tǒng)主站來說，可在縣城中應(yīng)用前置延伸模式，而大、中、小重點城市可分別設(shè)置大、中、小型主站。對于配電終端和繼電保護，應(yīng)以不同供電區(qū)域為參考依據(jù)來規(guī)劃設(shè)計，例如A+區(qū)域可引入全電纜供電方式，同時配電終端采用“三遙”終端，降低故障發(fā)生率，并且出現(xiàn)故障時可及時恢復(fù)供電。A類區(qū)域配電終端采用“三遙”終端，選用電纜或者絕緣導(dǎo)線作為供電線路。此外，為了降低線路故障發(fā)生率，需要融入本地保護、“二遙”終端、GPRS通道。對于B類區(qū)域，在聯(lián)絡(luò)開關(guān)、線路上配置“三遙”終端，其他終端采用“二遙”終端和GPRS通道，可有效降低故障發(fā)生率。對于C類區(qū)域，所有終端均選用“二遙”配電終端和GPRS通道。對于D類區(qū)域，在應(yīng)用斷路器的情況下，選擇三段式過流保護，并與“二遙”、GPRS通道相結(jié)合，可快速切除故障。另外，在實際規(guī)劃設(shè)計時，需要做好重要用戶的相關(guān)系統(tǒng)規(guī)劃，規(guī)劃工作以A+區(qū)域的方式為依據(jù)。

4 結(jié)束語

合理規(guī)劃配電自動化系統(tǒng)可有效提高供電可靠性。在實際規(guī)劃設(shè)計時，需要按照供電可靠性的要求來劃分不同的供電區(qū)域，明確在建設(shè)過程中需要應(yīng)用的關(guān)鍵性技術(shù)，通過引入差異化規(guī)劃原則，讓不同供電區(qū)域內(nèi)建設(shè)的配電系統(tǒng)可以滿足供電可靠性的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，從而加快電力系統(tǒng)的建設(shè)步伐。

參考文獻

[1]劉健，林濤，趙江河，等.面向供電可靠性的配電自動化系統(tǒng)規(guī)劃研究[J].電力系統(tǒng)保護與控制，2014（11）：52-60.

[2]劉冰，馮勝磊，劉化民.面向供電可靠性的配電自動化系統(tǒng)規(guī)劃研究[J].中國科技博覽，2015（48）：139.

[3]譚媛，李浩，侯亞坤.面向供電可靠性的配電自動化系統(tǒng)規(guī)劃研究[J].科技與企業(yè)，2015（23）：86.

〔編輯：劉曉芳〕

文章編號：2095-6835（2017）12-0104-01