面向供電可靠性的配電自動化系統(tǒng)規(guī)劃研究

張韶文

摘要：受我國社會發(fā)展情況與實際需求的影響，我國配電自動化規(guī)劃內(nèi)容始終存在著不合理的問題，供電自動化設(shè)計忽略了地域之間存在的差異性，主要是以城市供電特色為主，不能從全面的角度上發(fā)揮出配電自動化系統(tǒng)的實際效力。并且供電主站與配電自動化系統(tǒng)應(yīng)用功能不符，在實際應(yīng)用過程中，配電自動化系統(tǒng)的應(yīng)用型低下，傳統(tǒng)的供電設(shè)備與現(xiàn)代智能供電技術(shù)不能達到協(xié)同合作的要求。目前，在我國很多地區(qū)，配電自動化系統(tǒng)的功用還得不到充分的發(fā)揮，嚴(yán)重阻礙了社會的進一步發(fā)展，存在著供電缺乏可靠性、供配電不合理等一系列問題。一方面，在不少配電自動化設(shè)計中，沒有根據(jù)地方實際情況制定有針對性、科學(xué)的設(shè)計方案，對地區(qū)差異不夠重視。另一方面，在供電站電力生產(chǎn)過程中，智能供電技術(shù)未能獲得理想的協(xié)調(diào)效果，應(yīng)用不夠、缺乏合理的應(yīng)用，各級配電自動化系統(tǒng)未能按照相關(guān)功能標(biāo)準(zhǔn)使用，極大地降低了配電自動化系統(tǒng)的可靠性和應(yīng)用性。

關(guān)鍵詞：電力工程;供電可靠性;配電自動化

一、面向供電可靠性的配電自動化系統(tǒng)規(guī)劃研究的意義

縱觀配電自動化系統(tǒng)規(guī)劃的發(fā)展歷程，始終存在著配電自動化規(guī)劃內(nèi)容不合理的問題，受我國社會發(fā)展情況與實際需求的影響，供電自動化設(shè)計主要以城市供電特色為主，忽略了地域之間存在的差異性，進而不能從全面的角度發(fā)揮出配電自動化系統(tǒng)的實際效力，在實際應(yīng)用的過程，供電主站與配電自動化系統(tǒng)應(yīng)用功能不符，傳統(tǒng)的供電設(shè)備與現(xiàn)代化智能供電技術(shù)不能達到協(xié)同合作的要求，降低了配電自動化系統(tǒng)的應(yīng)用性。由此可以看出針對以上所述情況，要想提高配電自動化系統(tǒng)的實用性，就應(yīng)該從最基本的層次入手，劃分我國供電需求的主次級別，根據(jù)不同地區(qū)供電需求的特點，提高配電自動化系統(tǒng)應(yīng)用的針對性，繼而從根本上提高配電自動化系統(tǒng)的應(yīng)用投資效益，體現(xiàn)配電自動化系統(tǒng)規(guī)劃的戰(zhàn)略性意義。

二、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(fù)荷達到30MW/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(fù)荷達到15～30MW/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(fù)荷達到6～15MW/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(fù)荷達到1～6MW/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(fù)荷在0.1～1MW/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(fù)荷在0.1MW/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(yuǎn)農(nóng)、牧區(qū)，也被稱為“E類區(qū)域”。

三、配電自動化系統(tǒng)規(guī)劃中的關(guān)鍵技術(shù)

3.1主站規(guī)劃設(shè)計

配電自動化系統(tǒng)建設(shè)中，要求做好主站設(shè)計工作，可細(xì)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(jiān)控區(qū)域前置延伸，其目的在于使區(qū)域信息采集得以實現(xiàn)，可滿足就地監(jiān)控要求。而在大、中、小模式下，強調(diào)以可擴容平臺為主，保證其與相關(guān)系統(tǒng)如GIS、PMS以及EMS等在信息交互總線利用下實現(xiàn)互聯(lián)，這樣能夠滿足整合與共享配電網(wǎng)信息要求，在此基礎(chǔ)上進行配電網(wǎng)圖模的構(gòu)建，進而達到配電網(wǎng)故障處理、監(jiān)控等要求。對于不同類型主站建設(shè)，需以信息接入量為依據(jù)，如大型主站，其信息接入量超出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(nèi)的信息接入量。此時在配置軟件模塊與硬件設(shè)備上應(yīng)注意區(qū)分，其中大型主站應(yīng)在SCADA配置下，將其他應(yīng)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(yīng)用軟件，小型主站則以信息交互、故障處理以及SCADA模塊為主。

3.2終端與通信部分設(shè)計

配電自動化系統(tǒng)設(shè)計中，終端設(shè)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(shè)計過程中對于開關(guān)部分無需引入電動操作機構(gòu)。但終端若有本地保護功能，此時需配備電動操作機構(gòu)。終端功能的實現(xiàn)既可引入GPRS方式，也可將無線專網(wǎng)應(yīng)用其中。而對于“三遙”終端，該終端在體現(xiàn)故障信息上報功能的基礎(chǔ)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(gòu)設(shè)置在控制開關(guān)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(yīng)用實現(xiàn)。

3.3繼電保護技術(shù)

繼電保護技術(shù)應(yīng)用下，主要需以供電可靠性為核心。其中在農(nóng)村配電網(wǎng)方面，其本身表現(xiàn)出分支多、供電半徑長以及短路容量低等特點，所以為使故障被快速切除，可將三段式過流保護設(shè)置于主干線中，并裝設(shè)斷路器。而對于城市配電網(wǎng)，其供電半徑斷且的短路容量大，一旦有故障問題出現(xiàn)，將面臨整定電流值問題。所以可采取級差保護措施，保證故障狀態(tài)下主干線、分支不會相互影響。

四、配電自動化系統(tǒng)差異化規(guī)劃的實現(xiàn)

實際規(guī)劃設(shè)計中，除保證在主站設(shè)計、終端設(shè)計以及繼電保護等合理外，可考慮將差異化規(guī)劃原則引入其中。這種差異化原則，對于配電系統(tǒng)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(shè)置。對于繼電保護、配電終端則需以不同供電區(qū)域為依據(jù)進行規(guī)劃設(shè)計，如A+區(qū)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(fù)供電。在A類區(qū)域，也可在配電終端上以“三遙”為主，并在供電上選擇絕緣導(dǎo)線或電纜，同時，為使線路故障率降低，應(yīng)利用GPRS通道、“二遙”終端與本地保護進行結(jié)合。對于B類區(qū)域，主要將“三遙”終端配置在線路與聯(lián)絡(luò)開關(guān)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(qū)別于B類區(qū)域規(guī)劃設(shè)計，C類區(qū)域系統(tǒng)規(guī)劃中，要求全部以GPRS通道、“二遙”配電終端為主。在D類區(qū)域，規(guī)劃過程中可在斷路器應(yīng)用下，采用三段式過流保護，再結(jié)合GPRS通道、“二遙”，以此使故障被切除。除此之外，實際規(guī)劃過程中，要求對重要用戶也需做好系統(tǒng)規(guī)劃，可按照A+區(qū)域的方法完成規(guī)劃工作。

五、結(jié)束語

配單自動化系統(tǒng)在電網(wǎng)系統(tǒng)中占據(jù)相當(dāng)重要的地位，其規(guī)劃的合理性直接影響著系統(tǒng)供電的可靠性。因此應(yīng)大力加強配電自動化系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計工作。在實際規(guī)劃過程中，應(yīng)注意以供電可靠性需求為依據(jù)進行不同區(qū)域的劃分，明確自動化系統(tǒng)建設(shè)中的相關(guān)技術(shù)，通過差異化規(guī)劃原則，使不同區(qū)域配電系統(tǒng)建設(shè)中，均可滿足供電可靠性標(biāo)準(zhǔn)要求，由此促進我國電網(wǎng)建設(shè)的發(fā)展進程。

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