關于城市智能化配電網建設方案的探討

閃光

摘 要：隨著社會不斷發展，人類對電能的需求不斷提高，使得城市電網不得不朝著智能化發展。現階段配網的發展還很難跟上城市用電負荷密度增加的腳步，造成配電網經常發生故障。基于此，為滿足當今社會對城市配網的要求，本文簡單闡述了我國配電網系統的現狀及常見問題，并對城市智能化配電網建設進行了一系列探討，重點研究了城市智能化配電網的配電自動化主站系統建設、饋線自動化建設、配電自動化信息交互總線建設和配電生產管理指揮平臺建設，實現了智能化配電網的調控一體化。

關鍵詞：智能化配電網；配電自動化主站系統；電網建設

中圖分類號：TM715 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）20-0186-01

智能配電網概念的提出大大影響了目前的電網發展，不僅在配電方面，也在輸電和用電方面直接改變了傳統的運行方式。目前不同的國家對配電網智能化的定義還不一致，發展程度也不相同，但不可否認，在任何國家，智能化配電網都是電網發展的主流，尤其我國，也必將形成配電網智能化的趨勢。

1 我國配電網系統現狀及常見問題

1.1 配電網系統現狀簡述

城市用電負荷的單位密度增加使得傳統的10kV配電網很難滿足現階段城市用電需求，導致配電網運載能力不足的情況時有發生。2013年對我國配電網系統主設備及重要指標分析的結論為：我國配電網電壓等級為10kV，采用國際導線JKLYJ-10kV-240mm2作為主線路，采用JKLYJ-10kV-120mm2及JKLYJ-10kV-95mm2導線作為分支線路，10kV架空線路絕緣化率為100%；該配電網實現了柱上開關無油化，穩定了電力負荷及線路容量；在一定程度上節能配電變壓器使線路損耗減少，從而提高了線路的穩定性，也節約了電網運行成本。

1.2 配電網系統常見問題

（1）用戶設備使用時間長，維護不當而容易發生故障，而用戶未安裝分界開關使配網不能馬上隔離故障點，導致主線路跳閘。（2）主站系統架構不合理，使配網不能在發生故障時迅速定位故障點，隔離故障點并未非故障區域恢復供電。（3）終端設備性能差，導致配電網系統自動化水平低。

2 城市智能化配電網建設方案

2.1 配電自動化主站系統建設

在建設配電網自動化主站時，要以自動化主站需接入的信息總量為標準，按接入信息總量分類，配電自動化主站可分為大、中、小三類配電自動化主站。大型配電自動化主站可接入大于50萬點的信息總量，適用于北京、上海、深圳等一線大型城市的核心城區；中型配電自動化主站可接入10-50萬點的信息總量，適用于如濟南、青島等城市城區；小型配電自動化主站可接入小于10萬點的信息總量，適用于中小型城市及農村；根據研究確定內蒙古配電網系統的自動化主站接入信息總量在10-50萬點之間，適用中型配電自動化主站[1]。

在配電網自動化主站系統進行管理10kV配網數據和調度自動化系統數據時，功能需要的信息將先通過有線或者無線等通信系統傳播到電力設備和主站系統中，然后通過主站系統使10kV變電站出端開關對調度自動化系統進行操作，最終完成配電自動化主站平臺進行模型管理和數據交互功能，使配電自動化主站系統可以從總線獲取數據。據此，本文設計以下模塊實現智能化中型配網自動化主站對相關數據實時分析。

（1）包括操作系統、系統運行管理、數據庫管理、一體化建模、專題圖生產；多態管理；權限管理和報表等模塊的系統平臺服務模塊。（2）基于地理背景實現數據采集、處理、記錄的SCADA系統模塊。（3）對不同饋線按照不同標準進行故障分析處理的饋線故障處理功能模塊。（4）實現運行模擬仿真、調度員仿真培訓等作用的配電仿真功能模塊。（5）將觀測性弱的配電網轉換為可觀測調控配電網的配網分析應用功能模塊。（6）實現分布式電源接入并解決分布式電源接入導致的電壓波動和頻率波動的智能化應用功能模塊。

2.2 饋線自動化建設

在饋線自動化具體建設時，主要有“集中型”饋線自動化和“電壓-時間型”兩種模式。“集中型”饋線自動化可以根據配電終端對故障告警信息、開關站的保護動作信號、開關分閘等信息進行檢測。如果發生故障，主站系統會自動啟動處理程序，確定故障的類型和區段，之后對故障區進行隔離，并對非故障區恢復供電。“時間-電壓型”饋線自動化主要依靠電力設備在饋線終端設置負荷開關，并通過終端檢測到的電壓型號變化調整開關。電壓型負荷開關在通電時閉合，斷電時斷開，可以在故障發生時快速確定故障點，通過斷開連接故障線路的斷路器方式隔離故障線路。主站根據變電站的信號判斷對變電站的重合閘，如果故障點離變電站出線斷路器較近，主站則不會對變電站出線斷路器合閘；相反，如果故障點離變電站出線斷路器較遠，主站則會對變電站出線斷路器合閘，恢復對電源側非故障區的供電。

2.3 配電自動化信息交互總線建設

在配電自動化信息交互總線建設時采用雙總線結構，具體架構分為三層：應用功能層、服務平臺層和中間件層、操作系統層。其中應用功能層包括接入系統管理、協議轉換功能、跨物理隔離傳輸功能、發布和訂閱機制、總線安全機制、大消息處理功能、信息交換模型管理、CIM模型語義校驗、信息交互日至、實時與準實時數據傳輸、基于瀏覽器的管理界面和負載均衡功能。服務平臺層和中間件層包括信息交換路由服務、通信協議轉換服務、消息格式轉換服務、數據存儲服務和中間件系統軟件。操作系統層可以安裝Windows、INB AIX、Tru64UNIX、HP UNIX、LINUX極大操作系統。在兩條總線之間的部分放置正向與反向的物理隔離裝置。各個系統按照總線標準傳遞信息，完成數據的交互，具體交互分為：EMS為總線提供主網圖形、模型等數據信息；EMS系統向配電自動化系統轉發實時數據；配電自動化系統與總線交互實時數據和圖形服務；總線通過信息交互網關，與PMS系統進行屬性、資產、檢修、停電計劃與風險分析結構的交互，與營銷管理系統進行用戶、計量及業擴信息的交互，與客服系統進行故障報修信息的交互。

2.4 配電生產管理指揮平臺建設

管理指揮平臺結構分為三部分：操作系統層、應用支撐平臺層、應用層。其中應用支撐平臺層細化為服務層和模型層。應用層分為幾大功能：保點管理功能、配電生產應急指揮功能、停電管理風險管控功能、主動式配電檢修、配電生產輔助決策、與客服系統互動功能和綜合查詢統計功能。服務層包括：系統管理、安全管理、風險評估、基于實時信息的拓撲分析、報表管理、查詢服務和接口適配器服務。模型層包括：配網設備模型、網絡拓撲模型、實時數據CIM模型、規則庫、配置數據、高低壓用戶模型、停電風險模型、實時數據關系模型、歷史數據和計算模型。操作系統層依然是包含上述幾大操作系統。在整個平臺軟件結構中，應用支撐平臺層與應用層被服務組件適配器相隔，應用支撐平臺層中的服務層與模型層被模型訪問接口相隔。

2.5 配網調控一體化建設

配網調控一體化主要是協調配電自動化主站系統、配電自動化信息交互總線和配電生產管理指揮平臺三大支持系統。利用配電自動化主站系統對配電網運行進行監控、調整，在發生故障時隔離故障點，恢復對其他區域的供電，保持配電保證電網安全運行。配電自動化信息交互總線是通過總線與其他系統的交互，為了匯集電網信息，方便技術人員進行一體化調控。配電生產管理指揮平臺將生產應急指揮、配電間檢修、風險管控等工作歸入一個平臺管理，提供風險分析、客戶服務的功能。配電自動化主站系統與配電生產管理指揮平臺由配電自動化信息交互總線相連接，兩者通過總線與EMS等系統的交互實現配網調控一體化[2]。

3 結語

綜上所述，配電網智能化是我國電網的發展趨勢，然而目前我國城市配電網還存在著發展滯后，發展不平衡，電網結構不合理，自動化水平低的問題，這些問題嚴重阻礙了我國城市電網的發展。

參考文獻

[1]侯學理，孫杰.淺析智能化配電網[J].科技資訊，2011，（12）：142-143.

[2]何國榮.智能化配電網運行方式優化的分析[J].電子制作，2015，（05）：256.endprint