城市配網自動化及其配網規劃的應用分析

浦軒妍

（國網太倉市供電公司，江蘇 太倉 215400）

0 引 言

隨著社會經濟水平的提高和城市化進程的不斷加快，導致城市已有的配電功能無法使人們的日常用電需求得以滿足，這就需要將傳統的配電功能用先進的配電系統代替，因此在城市電力系統中進一步普及配網自動化，其取得的效果也非常明顯。城市配網自動化不僅可以使電力系統自動化運作的目標得以實現，同時可以更好地進行電力調度工作。因此，具體研究城市配網電動化及其配網規劃的應用具有重要意義。

1 城市配網自動化及其必要性

1.1 城市配網自動化

配網自動化的關鍵在于電力系統的自動控制，其中最關鍵的就是調度自動化，這種自動化基于自動控制技術、現代網絡技術、通信技術等，能夠自動地對電力系統進行實時的監控和保護，從而確保電網的運行安全和穩定。同時，配網自動化系統中的通信自動化和服務體驗模塊能夠幫助配電網絡與電網用戶進行快速、穩定且智能的連接，使得城市配網工作在人力成本方面實現節省，并且保證用戶的各項要求得到及時滿足。

配電網自動化包括用電和配電2大部分。在進行配電自動化設計時，必須根據當地的實際設計出最佳的配電系統。在保證電壓質量、降低網損的前提下，盡量簡化配電網絡的結構，減少投資，最大限度地減少調度、無人值守站點的值班和報修工作，從而達到減員增效的目的，保障電力供應和服務質量，同時可以使企業獲得較好的經濟效益。

城市配網自動化建設要想順利實施，必須遵循一定的原則，即總體規劃原則。首先，根據各地區所收集到的電力系統的統計資料進行分析，并根據各地區存在的問題，掌握電網的整體需求，按區域劃分階段。其次，全面規劃該體系，并按施工需求進行有針對性的施工和改建，以負載穩定、網絡結構較為完備的地區為重點，防止重復建設。最后，循序漸進地進行改造，使其更好地發揮作用。要充分利用已有的資源，并依據目前的條件逐步進行改造，否則會出現工作無重點、難以統籌的問題。所謂信息化，就是為了方便企業的管理，及時發現和解決問題，對配電網絡的信息進行統一的共享。配電網絡信息化主要由終端數據的收集、調度中心數據的傳送和監測以及系統管理平臺信息的統計、分析、共享等內容組成[1]。

1.2 城市配電網自動化系統建設的必要性

與一些發達國家相比，我國配電網自動化技術的水平還比較落后，主要是由于我國的電力企業沒有實現市場化，在電力行業發展和建設方面的競爭與其他行業有較大的差別，導致我國電力建設投資出現了分配不均衡等問題。在配電自動化建設的過程中，出現了投入資金無法達到要求等情況，造成配電網自動化設備較為落后，而且配電能力和供電能力不強。另外，隨著社會的快速發展，人們的生活水平進一步提高，供電需求進一步增加，需要不斷增強供電的可靠性和質量。為了將當前的情況與用戶的需求相適應，需進一步對配電自動化和應用進行建設，進一步排除電力故障，降低停電概率，保證供電可靠性和質量，使其符合用戶的具體需求，進一步控制電力中斷的時間和電力中斷的數量，降低成本。具體而言，只有配電網實現自動化，才能進一步提高運行效率，促使電力市場改革。在電力系統現代化發展的過程中，配電自動化是必然趨勢，在實際使用過程中具有非常重要的意義[2]。

2 關于電力配網規劃及系統建設中存在問題的分析

2.1 配電網現有的網絡分布和架構不規范

配電網絡設備配置問題是我國電力市場運行控制和檢修計劃出現延誤的關鍵問題。目前，隨著我國城市規模的不斷擴大，配網設備的規劃與布置存在問題，使得原有的配網結構發生變化，造成電力用戶增加，影響到整個配網的運行與維護。配電網絡設備布置存在的問題不但會使整體配電網絡的運行效率下降，也會影響到用戶的使用體驗。同時，由于配電網絡設備配置得不合理，使得配電網絡運行費用增加，造成了較大的能源浪費。因為大部分地區在建立配電系統的時候都是不科學的，所以導致了現在的電網維修和重新規劃變得更加困難，而且在保養和維修方面也不可能像以前那樣靈活。就算是發電廠搬遷，也不可能讓城市的電力供應充足，只能通過新的電力供應來解決[3]。

2.2 投入力度不夠

目前，盡管國家對電網的自動化建設給予了積極的支持，但在建設資金方面，仍然無法滿足需要，投資力度不足。電力工程配電網的自動化建設經費不足，對我國電網的發展產生了一定影響，更無法適應社會和經濟發展的要求。另外，由于投資不足，配電網布局不當，沒有足夠的資金來優化和升級電網，如果長期不維護配電網絡，則線路的穩定性和安全性都會受到很大的影響。電網缺乏安全保障將導致電力資源的合理分配和供給受到極大的削弱，時常出現停電事故，對人們的正常生產和生活用電造成極大影響。

2.3 電力供應區域相對不平衡

我國配電網絡的自動化設計和建設都受到多種因素的影響，其中包括地區發展的不均衡。目前，我國很多地區還沒有充分認識到電力系統的供電管理和控制工作，在電力系統中存在著不同程度的問題。這將直接影響到整個配電網絡的自動化運行，電網的安全、可靠運行以及管理，同時會大大降低電網的運行效率和供電質量。

3 城市配網自動化及其配網規劃的應用

3.1 完善配網體系結構

城市配電網的自動化系統包括通信系統、配電終端、主配電站以及副電站4個部分。無線微功率、無線擴頻、3G/WiMax等是目前配電網絡自動化系統中最常用的通信技術。在實際應用中，由于通信方式的差異，這些技術在功能和特性上也有很大的差異。其中，無線微功率通信方式具有使用方便、體積小等優點，在實際的配電自動化系統中，通常將其用到對電力需求較大的場合；無線擴頻可以進一步提高網絡自動化系統的抗干擾性能和傳輸水平；3G/WiMax通信技術具有傳輸速度快、傳輸量大的特點，可以在很短的時間內完成海量的數據傳輸，應用較為普遍。因此，在進行通信系統設定時，要按照系統所提出的有關需求，合理選取與之相適應的通信模式。主站是整個配電自動化系統的核心，其主要作用就是通過主站的數據中心來整合、儲存數據，為以后的數據使用、管理等工作提供支撐。

3.2 提高配網規劃建設水平

城市配電網自動化系統能夠對各種故障信息進行準確、全面的分析，及時向相關的維護人員進行反饋，從而對城市配電網規劃中的難點、重點環節進行科學的調整和引導。一般情況下，電力市場營銷必須全面掌握用戶的用電量，客觀且全面地分析目前的配電網絡負載狀況，并將其通過計算機技術傳輸到相關的管理系統，從而有利于提高企業的信息共享，推動配網的現代化發展，加快信息傳輸。電力公司在規劃配電網時，要充分認識電網周圍的環境，掌握電網的電力輸送狀況，對電網的電壓負荷進行分析，并根據實際情況進行電力系統的結構創新和優化，以達到合理的配置和科學的規劃。將信息化技術運用到配電網的建設中，可以使配電網絡的運行效率得到有效控制。此外，為電力公司及時發現和處理網絡中出現的問題、提高電力系統的服務質量以及對電力系統的安全運行起到了至關重要的作用。通過建立數據模型，利用計算機、全球定位系統（Global Positioning System，GPS）、通信技術等監測和管理電網的工作狀況，從而有效隔離故障，將故障信息及時反饋至監測系統，最后利用計算機技術對其進行診斷和維修，以提高故障處理的效率，使其能夠及時恢復正常供電。

3.3 提升自動化水平

在配電網規劃中，由于存在著人為的錯誤信息，導致了配電網絡的運行效率受到很大的影響。建立和實施城市自動配網規劃，可以通過自動控制來避免人為錯誤，提高配網精度，減少配網系統運行中的故障，為配網規劃及調整等提供更加準確且有價值的參考依據。配電自動化系統運行的核心是自動化程度，在進行配電網規劃時必須考慮到電網的實際情況，并據此建立自動化系統。

將計算機技術、信息技術等與布網規劃有機地結合在一起，形成一套完整的配電網自動控制系統。通過實施自動化配網計劃，可以實現對傳統配電系統中各類設備的集成，解決配電設備分布范圍廣、地理信息過于集中的問題，降低電網負荷變動的可能性，確保了配網的穩定運行[4]。總體上，配電自動化系統的組成主要包括開關及相關的自動化裝置。實際操作過程中，主配電站、子配電站、配電站3個部分構成了一個較為完善的采集系統，以各個地區的監測配網為基礎，以最快的速度向配電站和配電網絡發送命令，這對各個配電站和配電網都有一定的要求。為了實現以上所提的各項要求，可以采取下列步驟：首先，對電網的轉換率進行嚴格的控制，這主要是因為配電自動化系統對各監測站的控制可以按照相關管理人員的要求進行隨意切換；其次，在主發電站的建設中必須嚴格按照有關規定，考慮到柔性操作能力。

3.4 建設地理信息系統

在配電自動化方面，其中的很多功能都與地理信息系統相關，如故障識別、監控等。根據上述情況，在配網自動化、配網規劃、電力系統管理等方面要加強地理信息系統的運用，提高規劃和前期的依從性，做到精準規劃、高質量規劃的同時將配網自動化系統中的功能充分發揮出來。地理信息系統主要由3個模塊組成，系統層主要是針對自動化配網在運行時的需求發送相應的指示給其他層級；數據層的作用是存儲操作數據，以滿足有關人員對系統數據的查詢、訪問等需求；而業務邏輯層次則是保證地理信息系統正常工作的根本。它可以全方位、立體化監測電網的各個環節，對整個電網的運營都有很大的影響。

3.5 強化后期管理

前期施工完成后，要加強后期的管理，主要抓好2個方面，一方面是安全性，另一方面是保證自動化電網的穩定運轉。在安全性上，要在終端設置防火墻、密碼等，以防止外侵、破壞自動化配網。另外，為確保后期的平穩運營，管理人員本身的技術水準必須達到要求，這樣一旦發生問題就能得到及時的解決。員工自身的專業技能越強，網絡自動化系統的穩定運轉也就越有保障。此外，要定期對員工進行評估，確保員工的工作能力始終達到要求；對未通過考核的員工進行回遷，待其通過考核后返回工作。同時，配電網自動化更新換代的速度也很快，必須定期對員工進行培訓，確保員工的業務能力和技術水平都會隨著網絡的不斷升級而不斷提高[5]。

4 結 論

隨著城市化的快速發展，人們的生活水平不斷提高，對電力的需求也在持續增加。為適應我國特殊的經濟發展需要，配電自動化已成為今后電網發展的必然選擇。然而，在配電網規劃設計中仍有許多問題，對城市配電網的運營質量產生了很大的影響。本文對配電自動化作了簡單的綜述，分析了目前國內配電自動化的應用情況，并對其在實際中的應用提出了自己的看法，以期對提高配電自動化水平和提高電力企業的發展起到一定的參考作用。