配網自動化建設對供電可靠性的影響分析

余文斌，王 彬

國網寧夏電力公司吳忠供電公司，寧夏 吳忠 751100

0 引言

電網在運行過程中，信號的采集和傳輸需要通過配網自動化系統實現，配網和電力用戶直接相連，將采集的數據傳送到計算機，根據分析結果判斷現有配網的運行參數是否正常。當數據出現異常時，可以快速確定配網故障，包括故障范圍、隔離方式、停電范圍等，從而實現遠程控制，大大壓縮故障處理時間，有效提高了系統運行的可靠性，降低停電損失。穩定的電網運行離不開各部門的共同努力，配網問題的解決可以從城市配網改造、線路設備更新、網絡結構調整等多方面入手，深入研究配網自動化的相關技術，合理制訂建設計劃，提升管理水平，使供電更加可靠。

1 配電網自動化系統概述

1.1 配電網自動化系統的組成

配網自動化系統組成如圖1 所示。配網自動化系統通常包含智能分配、反饋體制、故障定位三個部分。配電主站是系統最為核心的部分，其基本功能為采集和監控配電網數據，拓展功能為分析和應用電網。配電終端通常是安裝在中壓配電網現場的遠方監測及控制單元的總稱，主要包含三個部分：配電開關監控終端FTU，即饋線終端；配電變壓器監測終端TTU，即配變終端；開關站和公用及用戶配電所的監控終端DTU，即站所終端[1]。為了實現配電子站在系統結構層次的優化、信息傳輸效率的提升、配電通信系統組網的便捷，系統設置了中間層，以實現對所轄區域內的信息收集和處理、故障處理及通信監視等諸多功能。通信網絡能夠實現主站和子站、子站和配電終端之間的數據傳輸。由于配網通信對安全性、可靠性、實時性等有特殊要求，需要不斷更新通信手段，增加當前可供選擇的通信方式。按照傳統分類方式，可以將配網通信簡單地劃分成無線方式和有線方式兩種。

圖1 配電網自動化系統構成

1.2 配網自動化終端設備

配網自動化終端設備是指安裝在柱上開關、配電站等配電設施上的終端設備，這些設備的主要功能是檢測線路電壓電流量、自動判斷線路的故障及狀態并進行一系列遠程控制功。按照應用場合，終端設備可以分為配電房配網自動化終端和架空線饋線自動化終端。城市配網中的架空線[2]主要就是應用的架空線饋線自動化終端，如圖2 所示。按照物理量，終端設備可以分為電壓時間型終端及電壓電流型終端。

圖2 架空線饋線自動化終端的應用

2 配網自動化建設對供電可靠性的影響

2.1 快速隔離故障區域

配網自動化極大地提高了工作人員發現故障的速度，且能夠根據警報及時作出反應，隔離故障區域，保障其余設備的安全。主站系統根據配電終端設備收集的報警信號和故障信號，再結合開關站和變電站的開關刀閘、保護動作信息等，對一次設備的位置作出綜合判斷，然后啟動故障處理程序，確定故障區域和故障類型。通過電壓時間型終端和電壓電流型終端的靈活配合，快速隔離故障區域，重啟及恢復非故障區域電力[3]。

2.2 縮短故障的處理時間

在傳統的電力系統中，當線路發生故障時，一般會采用人工排查的方式。這種應對方式需要大量的維修人員逐一排查故障，不僅排查效率低，還會嚴重浪費人力資源，大大拖延了供電恢復時間，嚴重影響用戶的正常生產與生活。在建設配網自動化系統后，當線路出現故障后，系統能夠快速作出反應，確定故障位置，以便維修人員在短時間內維修并處理故障，從而快速恢復電力供應[4]。對于高原等特殊區域，由于自然環境惡劣，晝夜溫差較大，配網自動化建設會受到一定的阻礙。這就要求技術人員充分調查并分析實際環境，制訂合理的建設方案，確保系統落實到位，從而提升配網系統的可靠性、合理性。

2.3 實現故障隔離與遠程控制

具備遠程控制功能的配電網自動化系統能夠實現實時的遙測、遙信和遙控，實現用戶家庭與變電站之間全方位的監控，還能根據遙控自動化開關狀態實現故障區域隔離，有效控制停電范圍。配電網自動化能夠有效縮短故障報告、定位和隔離的時間，還能根據主站服務器存儲的數據找出配電網網架中的薄弱環節，以便采取有效的應對措施，建立更加可靠、穩定的供電網絡配網主網架[5]。

2.4 完善運維數據

在配網自動化系統正式運行前，電網企業應完善相關運維數據，通過分析大數據、模擬網絡中不同節點的運行工況，及時發現供電網絡的不足。配電網自動化技術在進行模擬運行時，可依靠微機和算法分析、處理運行數據，為系統模擬運行提供數據支撐。

3 配網自動化系統供電可靠性的提升策略

3.1 明確配網自動化的需求與發展規劃

在建設城市配電網自動化系統前，首先要確定配電網的自動化發展需求，明確未來發展方向，根據當前城市配電網的具體情況，采取科學、合理的改造措施，不斷促進配電網自動水平的提升，使配電網自動化實現穩定的發展。經濟的快速發展，使城市居民生活水平越來越高，智能化的家用電器越來越普及，配電網自動化建設有利于滿足人們逐漸增長的電力需求，還能有效提高供電安全性和可靠性。配電網自動化系統需要不斷進行優化，不僅要提高供電效率，還要有效降低配電網運行的故障發生率。配電網自動化系統設計和建設時要充分結合配電網的未來發展規劃，預留設計空間，制訂具體的方案時，不僅要提高未來網絡的運行效率，還要進一步提升運行質量，有效減少配電網運行中電能損耗，提升企業的經濟效益。配電網自動化建設還應積極引進先進的現代化技術，提高配電網管理效率和信息采集效率[6]。

3.2 構建以防火墻為核心的安全網絡體系

在為配電網自動化系統配置防火墻時，要結合物理防火墻的工作模式和配置要求配置硬件設施，讓物理防火墻和軟件防火墻協同運行，開展軟硬件防火墻的檢查工作。就物理防火墻而言，為了確保防火墻發揮正常效用，要安排日常檢修，綜合防火墻說明書和操作方案對數據進行分析。在建設供配電系統時，防火墻的條線連接和安裝必須符合相關規定，以保證防火墻的正常運行。對于軟件防火墻，電力企業需要與專業的軟件開發公司合作，結合系統運行的具體情況開發軟件，將其與物理防火墻有機地結合到一起，進而確保配電網能夠正常運行[7]。

3.3 合理應用配網自動化技術

配網自動化的建設容易受到多種因素影響，如房地產建設、城市開發等，進而導致配電網運行出現問題。為了保證配電網的正常運行，電力企業必須制定嚴格的建設要求和標準，在施工時嚴格落實配電網建設要求。完成配電網自動化建設以后，工作人員除了要實時監測系統的運行數據，還要熟知并掌握配電網工作流程，確保出現故障時工作人員可以及時采取有效措施，盡快處理故障，減少配電網故障造成的損失[8]。電力企業應根據不同地方的配電需求和實際建設情況，積極研究配電網自動化技術，排查潛在的安全隱患，降低配電網的故障發生率，避免系統超負荷工作；同時，定期檢測配電網設備，降低配電網的運營和維修成本，提高配電網供電的穩定性和可靠性。

3.4 重視輸配電線路的防雷設置

將防雷技術應用到配電網中，可以確保配電網更加穩定地運行。一般情況下，防雷技術的評價指標有兩個，一是耐雷水平，二是發生雷擊時的跳閘率。只有滿足以上兩點，配電網線路才能安全運行。在應用防雷技術時，首先要合理地設置避雷裝置，從而降低雷雨天氣中配電網遭遇雷擊的概率和配電網中產生的感應電壓，最終實現分流和耦合的效果。通常桿塔接地電阻值應降到10 Ω 以下，這樣可以得到更好的防雷效果。此外，在配電網線路中安裝耦合電線，可以提升耦合效果，減少線路中絕緣子電壓。

3.5 更新控制裝置

在建設配網自動化系統時，一般會在系統內安裝電控設備，以便將設備與系統結合到一起，從而自動控制供電量。變壓器是系統的重要設備，要充分結合實際情況選擇變壓器型號，確保在正常負荷下系統能夠正常運行。受變壓器損耗、型號、點密度增長率等多方因素影響，變壓器容易出現超負荷工作，給設備功能帶來影響。合理地選擇電控設備并及時更新，可以對配網的供電情況進行實時有效監督，確保變壓器穩定運行，滿足電力負荷要求。與此同時，還要對原有系統進行升級，通過更新系統提升自動化分析和處理能力，減小系統運行誤差，定期對設備的運行情況進行檢查，保證供電可靠性。

3.6 優化配電網自動化系統的功能

配網自動化建設不僅能夠調節供電負荷，還能使線路運行更加可靠。優化配網自動化系統的功能，需要有效地結合配電網和自動化系統，對配網運行全過程進行合理的把控。可以通過以下方式優化配電網自動化系統的功能。

（1）在配電網自動化系統之中增設故障定位裝置，分時段記錄負荷數據。一旦配網出現故障，能夠通過定位裝置確定故障位置。平臺數據保持動態更新，工作人員根據定位數據，實現人員和設備的雙向溝通，從而提高工作質量和服務水平。

（2）將計算機技術和通信技術有機融合，建立集中饋線自動化系統。利用通信技術將設備運行數據發送至主站計算機，工作人員可實現遠程監控，還能通過主站計算機遠程操控設備。計算機系統能夠對配電網發生的故障進行實時監控，從而確定故障位置，通過遠程操控隔離故障區域；還可以通過集中饋線系統將故障自動隔離，從而縮小故障的范圍。

（3）就地饋線自動化系統與自動化開關設備相配合，實現對故障的智能判斷和隔離，實時監測線路狀態。出現瞬時故障之后，系統可自動恢復供電，縮短停電時長，為用戶提供更加優質的供電服務。

（4）建立調配一體化平臺系統。調配一體化平臺系統是一個將配網自動化和調度自動化相融合的系統，共享并整合生產管理系統、計量系統、營銷系統、GIS系統的數據，為配網提供最佳運行方式，提升配網的可靠性和經濟性。

4 結束語

在當前的時代背景下，社會對電力資源的需求大幅提升，為了推動行業發展，將先進的科學技術與電力系統相融合已成為發展趨勢。因而，電力企業對配電自動化技術越來越重視，積極提升智能化水平和自動化水平，聚焦現實問題，綜合配網自動化特點和需求，提高配網供電可靠性。