淺談配電自動化在配電線路中應用的意義

陳志遠

摘 要：配電網(wǎng)是電力供應鏈的末端，直接面向社會和廣大客戶用電服務。配電自動化是堅強智能電網(wǎng)建設的重要組成部分，是進一步改善配電網(wǎng)供電質(zhì)量，提高供電可靠性的關(guān)鍵手段;是優(yōu)化資源配置，提高設備利用率，進一步開發(fā)利用清潔能源的必要措施;是加強和完善配電網(wǎng)管理，提高管理效率的重要途徑。本文對國內(nèi)外在配電自動化技術(shù)和相關(guān)設備的現(xiàn)狀進行了分析，結(jié)合新型電力電子技術(shù)、信息技術(shù)、互動策略等，對配電自動化在配電線路中的應用進行了探究。

關(guān)鍵詞：配電自動化;配電線路;信息互動

當前在大力建設堅強型智能電網(wǎng)環(huán)境下，如何建設智能配電網(wǎng)現(xiàn)在還沒有一個完整的提法。作為共識認為智能配電網(wǎng)將最終在配網(wǎng)調(diào)度上體現(xiàn)，其很大程度上取決于配網(wǎng)自動化水平的高低。因此，配電自動化是提高供電可靠性和供電質(zhì)量、擴大供電能力、實現(xiàn)配電網(wǎng)高效經(jīng)濟運行的重要手段，也是實現(xiàn)智能電網(wǎng)的重要基礎之一。本文將在介紹國內(nèi)外在配電自動化發(fā)展和配電自動化系統(tǒng)設備研發(fā)現(xiàn)狀的基礎上，針對智能電網(wǎng)建設下配電自動化在配線路中應用的意義進行闡述。

1配電自動化技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

近幾年，電子信息和計算機技術(shù)的迅速發(fā)展以及我國配電一次電氣設備制造技術(shù)的提升，為配電自動化技術(shù)的發(fā)展提供了有力的支撐：

1.1與配電自動化配套的一次開關(guān)設備制造技術(shù)進步顯著，包括架空配電線路開關(guān)、負荷開關(guān)、電纜配電線路中的環(huán)網(wǎng)柜等設備都已經(jīng)在配電網(wǎng)中廣泛使用，近些年配電自動化試點建設地區(qū)的設備運行情況表明這些一次設備已經(jīng)能夠滿足配電自動化的要求。

1.2配電自動化終端設備性能比較穩(wěn)定。目前一些國產(chǎn)終端設備的各項指標已經(jīng)達到世界一流水平，同時兼顧適應各地區(qū)的氣候環(huán)境特點。各地的終端設備應用情況也反映出國產(chǎn)配電自動化終端設備使用性能穩(wěn)定，技術(shù)支持力量充沛，發(fā)展前景良好。

1.3光纖通信技術(shù)的應用促進了配電自動化系統(tǒng)自愈功能的實現(xiàn)。當前配電自動化系統(tǒng)已經(jīng)能夠滿足配電網(wǎng)數(shù)據(jù)信息和控制信息的可靠傳輸。基于GPRS/CDMA的無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)以及數(shù)字式中壓配電載波技術(shù)也都得到了廣泛的應用，成為了配電數(shù)據(jù)采集傳輸?shù)闹匾侄巍＿@些通信技術(shù)在配電自動化的試點建設中都獲得了成功的應用;（4）配電自動化主站系統(tǒng)技術(shù)逐步發(fā)展成熟，已經(jīng)成為了配電網(wǎng)調(diào)度、監(jiān)控管理的重要工具。主站是配電自動化系統(tǒng)的核心部分，能夠?qū)崿F(xiàn)配電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控等基本功能和電網(wǎng)分析應用等擴展功能。當前配電自動化主站主要用于實現(xiàn)配電自動化系統(tǒng)與生產(chǎn)管理系統(tǒng)、GPMS配電管理系統(tǒng)、95598呼叫中心系統(tǒng)、調(diào)度SCADA系統(tǒng)等的信息交互。

2配電自動化的發(fā)展趨勢

2.1標準性

配電自動化系統(tǒng)工程復雜，信息量巨大，涉及調(diào)度、運維、營銷等多個應用系統(tǒng)的相互接口和信息集成。為了實現(xiàn)電力系統(tǒng)的各種不同應用軟件系統(tǒng)的集成和規(guī)范各個對象系統(tǒng)間的接口，國際電工委員會制定了IEC61968（配電管理的系統(tǒng)接口）系列標準。支持基于IEC61968標準的信息交互成為配電自動化發(fā)展趨勢之一。

2.2多樣性

隨著智能電網(wǎng)建設的開展，配電自動化技術(shù)發(fā)展迅速，針對不同城市、不同供電企業(yè)的實際需求，配電自動化系統(tǒng)的實施規(guī)模、系統(tǒng)設置、實現(xiàn)功能上不盡相同，《配電自動化規(guī)劃設計技術(shù)導則》規(guī)定結(jié)合一次設備需要，站所終端可以建設成“三遙”、“動作型二遙”、“標準型二遙”、“基本型二遙”四種建設形式，實現(xiàn)對應不同的功能。因此，配電自動化技術(shù)及其實現(xiàn)形式的多樣化是發(fā)展趨勢之一。

2.3自愈性

配電自動化是實現(xiàn)現(xiàn)代配電網(wǎng)的重要技術(shù)，而智能電網(wǎng)的重要特征之一就是自愈性。配電網(wǎng)的自愈性是要求在故障發(fā)生時自動進行故障定位、隔離和負荷轉(zhuǎn)移供電，而且未來將逐步升級為能夠適應分布式電源的雙向潮流下的饋線自動化功能。

3 配電自動化在配電線路中的應用

3.1對于多供一備電纜配電網(wǎng)

若多供一備電纜配電網(wǎng)中的某一個正常供電的電源發(fā)生故障，則直接跳開該電源所帶線路的變電站出線開關(guān)將線路隔離，之后合上線路末端聯(lián)絡開關(guān)，由專用備用電纜恢復對整條線路的供電。

采取上述故障處理措施后，才能發(fā)揮出多分段多聯(lián)絡、多供一備等模式化接線配電網(wǎng)的優(yōu)勢，例如2分段2聯(lián)絡配電網(wǎng)最大利用率達到67%、3供1備配電網(wǎng)最大利用率達到75%。

3.2 對于多分段多聯(lián)絡配電網(wǎng)

若主干線故障，則由變電站出線斷路器跳閘切斷故障電流，并由配電自動化系統(tǒng)根據(jù)故障指示器或人工查線確定故障位置，然后跳開故障位置兩側(cè)相鄰開關(guān)隔離故障。若故障未處于變電站出線開關(guān)的相鄰區(qū)域，則合變電站出線開關(guān)以恢復對故障位置上游健全區(qū)域的供電，若故障位置下游存在需要恢復的健全區(qū)域，則跳開故障位置下游健全區(qū)域的分段開關(guān)，將故障位置下游的健全區(qū)域分段，然后分別合上各段對應的聯(lián)絡開關(guān)，使得每個備用電源僅恢復其中一段線路的供電。

若N分段N聯(lián)絡配電網(wǎng)中的某一個電源點發(fā)生故障，則直接跳開該電源所帶線路的變電站出線開關(guān)將線路隔離，然后跳開線路上的全部分段開關(guān)將線路分為N段，再合上各饋線段對應的聯(lián)絡開關(guān)，分別由每個備用電源恢復其中一段線路的供電。若是架空線路，還可以配以重合閘機制以區(qū)分永久故障和瞬時性故障。

3.3 借助配電自動化提高配電網(wǎng)應急能力

目前，配電自動化系統(tǒng)的故障處理策略，都是針對配電網(wǎng)發(fā)生饋線故障的情形。但是在一些情況下有時還會發(fā)生造成一條甚至多條10kV母線失壓這類影響較大的故障，例如自然災害（如冰災、雪災、地震等）造成輸電線路倒塔、外力破壞或輸電線路故障、檢修等。在上述情況下，有時在高壓側(cè)不能確保全部失壓母線恢復供電，就會造成配電網(wǎng)大范圍長時間停電。盡管造成10kV母線失壓的故障發(fā)生概率較小，但其造成大面積停電的危害極大。隨著電網(wǎng)的建設與改造，配電網(wǎng)的電源點、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)以及分段和聯(lián)絡趨于合理，使得通過中壓配電網(wǎng)大規(guī)模地轉(zhuǎn)移負荷成為可能，配電自動化的實施，使得大批量開關(guān)的操作能夠在很短的時間內(nèi)完成，因此，實現(xiàn)緊急狀態(tài)下配電網(wǎng)大面積斷電快速恢復具有可行性。在緊急狀態(tài)下配電網(wǎng)大面積斷電快速恢復理論研究與實踐方面，已經(jīng)取得了許多研究成果，將這些成果應用到配電自動化系統(tǒng)中，將能有效提高配電網(wǎng)應急能力。

4 結(jié)束語

配電自動化不僅在配電網(wǎng)故障情況時進行快速診斷、自動隔離，以減少故障停電范圍，恢復非故障段供電，提高供電可靠性;而且在配電網(wǎng)正常運行時，通過監(jiān)視配電網(wǎng)的運行工況，優(yōu)化配電網(wǎng)的運行方式，合理控制用電負荷，改善供電質(zhì)量，從而提高設備利用率，實現(xiàn)電網(wǎng)經(jīng)濟運行。通過配電自動化系統(tǒng)與相關(guān)應用系統(tǒng)的信息交互，可以實現(xiàn)對配電GIS、PMS、用電信息采集系統(tǒng)、營銷管理信息系統(tǒng)、“95598”等多個系統(tǒng)之間的互動應用，加強配電網(wǎng)故障搶修、檢修的信息互動與業(yè)務集成，為配電網(wǎng)生產(chǎn)搶修指揮提供技術(shù)支撐，提高配電網(wǎng)精益化管理水平。

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