配電自動化系統建設研究

時培環

摘 要：隨著我國電網建設步伐的加快，對配電自動化系統綜合性能也提出更高的要求。然而國內部分地區在系統建設中，仍存在較多不合理的規劃設計現狀，如密集光纖通道的架設、遙測與遙信等終端的配置，完全脫離主站能力而單獨設計，制約配電自動化性能優勢的發揮，要求做好規劃設計工作。

關鍵詞：配電自動化系統;供電可靠性;規劃

國家能源局2015年發布了《配電網建設改造行動計劃（2015-2020年）》（以下簡稱《行動計劃》），至2020年配電網規模將呈快速增長態勢，配電網運行管理工作量大幅增加，對配電網的調度、監控、搶修的要求更高，配電自動化系統的建設需求非常迫切，各地均在建設滿足新要求的配電自動化系統。本文從技術、經濟、管理角度，分析了配電自動化建設模式，提出了系統的建設實施方案，確保建設投資的有效性，避免重復建設、過度投資等問題，系統可用性、實用性較強，減少故障定位的時間，實現快速故障隔離。

一、配電自動化現狀及發展方向

1.1配電網發展規劃

在《行動計劃》中，明確了配電網是國民經濟和社會發展的重要公共基礎設施，提出了目前我國配用電水平相對國際先進水平仍有一定差距，區域發展不平衡，供電質量仍有待改善。需建設滿足規劃、區域統籌、安全可靠、高效實用、技術先進、智能化配電網絡設施和服務體系。提出了推進配電自動化和智能用電信息采集系統建設，實現配電網可觀可控;滿足新能源、分布式電源及電動汽車等多元化負荷發展需求，推動智能電網建設與互聯網深度融合等新要求。

1.2配電自動化現狀

配電自動化相較于主網調度自動化建設相對滯后、智能應用較少、調控能力有限、建設水平較低。截至目前，220kV及以上主網自動化已基本實現全覆蓋，而配電自動化覆蓋率較低。配電自動化發展水平也存在較大的區域差異，其中北京、上海、廈門、杭州等城市配電網自動化建設智能化、自動化、信息化應用水平較高，而欠發達或經濟落后的地市電網配電自動化較為落后，存在“盲調”問題，亟待建設滿足現代電網運行要求的智能配電自動化系統，實現配電網的可視可控，滿足現代電網管理、運行的要求。

1.3配電自動化建設研究的意義

按照《行動計劃》建設任務，配電網的覆蓋范圍、供電可靠性、智能化程度都將得到大幅提高，2015-2020年這六年的建設規模是2014年及之前幾十年已建配電網規模的40%左右。隨著配電網一次網架規模的高速發展，必然對配電自動化、保護、通信等智能支撐系統的建設提出更高要求。

根據國內外建設運營經驗，配電自動化覆蓋率要達到一定規模時，才能產生效益，并節省一次電網投資，保證設備的合理壽命周期，達到經濟運行的目的。因此，深入研究配電自動化系統的建設方案，對下一階段配電網的全面升級和建設改造具有積極的意義。

二、配電自動化系統規劃中的關鍵技術

2.1主站規劃設計

配電自動化系統建設中，要求做好主站設計工作，可細化為前置延伸模式與大、中、小模式。其中前置延伸模式下，要求主站能夠在監控區域前置延伸，其目的在于使區域信息采集得以實現，可滿足就地監控要求。而在大、中、小模式下，強調以可擴容平臺為主，保證其與相關系統如GIS、PMS以及EMS等在信息交互總線利用下實現互聯，這樣能夠滿足整合與共享配電網信息要求，在此基礎上進行配電網圖模的構建，進而達到配電網故障處理、監控等要求。對于不同類型主站建設，需以信息接人量為依據，如大型主站，其信息接人量超出50萬點，而在中型、小型主站上，分別保持在50萬點與10萬點以內的信息接人量。此時在配置軟件模塊與硬件設備上應注意區分，其中大型主站應在SCADA配置下，將其他應用軟件、信息交互以及故障處理模塊引入，而中型主站可有選擇性的配置高級應用軟件，小型主站則以信息交互、故障處理以及SCADA模塊為主日。

2.2終端與通信部分設計

配電自動化系統設計中，終端設計是否合理極為重要，一般以“二遙”、“三遙”終端為主。其中的“二遙”終端主要指可滿足電流遙測、故障信息上報功能要求的終端。實際設計過程中對于開關部分無需引入電動操作機構。但終端若有本地保護功能，此時需配備電動操作機構。終端功能的實現既可引入GPRS方式，也可將無線專網應用其中。而對于“三遙”終端，該終端在體現故障信息上報功能的基礎上，也要求將遙控、遙信與遙測功能融入，且需使電動操作機構設置在控制開關上。與“二遙”終端不同，該終端在非對稱加密中，通常通過光纖通道的應用實現。

2.3配電自動化系統差異化規劃的實現

實際規劃設計中，除保證在主站設計、終端設計以及繼電保護等合理外，可考慮將差異化規劃原則引人其中。這種差異化原則，對于配電系統主站，可將前置延伸模式用于縣城中，而小型、大中型與重點城市分別進行小型主站、中型主站與大型主站的設置。對于繼電保護、配電終端則需以不同供電區域為依據進行規劃設計，如A+區域部分，可將全電纜供電方式引入，并在配電終端上以“三遙”為主，可使故障率得以減少，且在故障情況下能夠快速恢復供電。在A類區域，也可在配電終端上以“三遙”為主，并在供電上選擇絕緣導線或電纜，同時，為使線路故障率降低，應利用GPRS通道、“二遙”終端與本地保護進行結合。對于B類區域，主要將“三遙”終端配置在線路與聯絡開關上，其他終端以GPRS通道、“二遙”配電終端為主，有利于故障率的降低。區別于B類區域規劃設計，c類區域系統規劃中，要求全部以GPRS通道、“二遙”配電終端為主。在D類區域，規劃過程中可在斷路器應用下，采用三段式過流保護，再結合GPRS通道、“二遙”，以此使故障被切除。

三、效益分析

配電自動化系統的建設可以提高配電網的自動化水平，提高供電可靠性，降低線損，降低故障停電時間，降低人員勞動強度，具有顯著的經濟效益、管理效益和社會效益。通過實施配電自動化后，可以提升配電網管理水平，縮短應急響應時間，實現調度指令科學下達，避免非必要停電;通過調控一體化的建設，實現一次開關的遠程遙控操作，縮短停電操作時間，降低運維搶修的人力和費用成本;可實現快速故障定位和故障隔離，恢復非故障段的供電，縮小故障影響范圍，全面提升供電可靠性;能有效延長一次設備壽命，減少一次設備投資，最大限度地發揮系統供配電能力，降低設備的閑置率，改善一次設備的整體運行環境;可以提高供電可靠性，大大改善電能質量;為配電網調度、運行、檢修、管理提供了有效的技術手段，徹底改變了配電網盲調、全人工運行維護等情況;將配電網調度監控、配電網運行維護、故障報修集中管理，實現配電網管理的集約化、精細化、專業化，達到減員增效、規范業務、提高效率的目的。

四、結束語

建設技術先進、投資經濟、安全可靠的配電自動化系統是整個配電網建設的關鍵點和提效點，也是保障一次網絡安全穩定運行的重要環節，體現了配電網的智能化、自動化水平。因此，配電自動化建設應根據當地電網一次現狀特點結合配電網規劃發展情況，選擇技術先進、投資合理、安全可靠的建設模式，并通過管理創新完善相關的管理制度建設，從專業管理體系和技術支撐體系兩方面來確保配電網的高效建設和運營。

參考文獻：

[1]配電網建設改造行動計劃（2015-2020年）[R].國家能源局，2015.

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[4]DL/T721-2013配電網自動化系統遠方終端[S].2016.