電力配網(wǎng)自動化運(yùn)行優(yōu)化策略

翟輝

（廣東電網(wǎng)汕頭潮陽供電局，廣東 汕頭 515100）

1 饋線自動化典型模式

1.1 電壓-時間型

電壓-時間型通常包括以下4 種形式：①線路可能出現(xiàn)短路的問題，此時可利用變電站出線開關(guān)來保護(hù)跳閘從而避免危險。②通過變電站出線開關(guān)第一次重合閘定位同時減輕危險。③通過變電站出現(xiàn)開關(guān)第二次重合閘對故障點(diǎn)前的非故障區(qū)域供電問題進(jìn)行解決。④通過聯(lián)絡(luò)開關(guān)延后合閘時間對故障點(diǎn)后端線路供電問題進(jìn)行解決。

1.2 電壓-電流型

電壓-電流型通常包括以下3 種形式：①線路出現(xiàn)短路問題時，可利用變電站出線開關(guān)來保護(hù)跳閘從而規(guī)避危險。②通過變電站出現(xiàn)開關(guān)第一次重合閘定位同時規(guī)避危險，以新增的故障電流判據(jù)為基礎(chǔ)，推動非故障區(qū)開關(guān)合閘后的閉鎖分閘工作全面落實(shí)。③通過變電站出線開關(guān)第二次重合閘對故障點(diǎn)前的非故障區(qū)域供電問題進(jìn)行解決，縮短非故障區(qū)開關(guān)合閘的時間。圖1 為架空與電纜線路。

圖1 架空與電纜線路

CB1 和CB2 代表變電站出線斷路器：①時間限制優(yōu)勢（速斷、過流、零序等時間限制）。②分別為5s 和60s 的兩次重合。③以3s 為基準(zhǔn)，在此區(qū)間內(nèi)進(jìn)行合閘時掃描出故障則進(jìn)行分閘閉鎖合閘工作。

分段開關(guān)代表電壓電流型負(fù)荷開關(guān)：①出現(xiàn)單側(cè)得電狀況則然后7s 進(jìn)行合閘。②合閘3s 內(nèi)掃描出問題則開展分閘后閉鎖合閘，為掃描出問題則電流閉鎖分閘。

聯(lián)絡(luò)開關(guān)代表負(fù)荷開關(guān)：①正常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)基礎(chǔ)上，兩側(cè)有壓的狀況下，則實(shí)行閉鎖合閘工作。②出現(xiàn)單側(cè)施壓的狀況，則延后60s 進(jìn)行合閘。③分閘閉鎖合閘應(yīng)建立在合閘3s 內(nèi)失壓的前提之下。

1.3 智能分布式型

（1）符合包括高供電可靠性、光纖與網(wǎng)通信環(huán)境等電纜線路的要求，同時開關(guān)所包含的斷路器具有開斷快速性。

（2）電路出現(xiàn)問題時，智能分布式終端可進(jìn)行彼此間的通信和信息交流，從而出現(xiàn)問題區(qū)域內(nèi)兩端的斷路器實(shí)行跳閘工作，規(guī)避危險。

（3）以自動化開關(guān)個體間的彼此影響為基礎(chǔ)，在終端間信息共享、交流的輔助之下，能夠精準(zhǔn)找到和隔離故障，有利于縮短變電站出口斷路器二次重合和非故障區(qū)開關(guān)動作的時間。

變電站出線斷路器：時間限制優(yōu)勢（速斷、過流、零序等的時間限制）。

分段開關(guān)代表斷路器：①以終端信息的交流和傳遞為基礎(chǔ)。②在100ms 內(nèi)能夠?qū)栴}進(jìn)行定位、檢測并對其隔離。

聯(lián)絡(luò)開關(guān)代表負(fù)荷開關(guān)：①以合閘轉(zhuǎn)供信號為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行合閘。②對問題整體的隔離和轉(zhuǎn)供控制在2s 內(nèi)。

1.4 對比分析

不同類型的電力配電自動化情況對比如表1 所示。

表1 不同類型電力配電自動化對比分析

2 中壓配電網(wǎng)規(guī)劃

2.1 總體組網(wǎng)原則

10kV 配電網(wǎng)的組建工作必須嚴(yán)格參照分層分區(qū)的原則開展。所謂分層級主要是指在建設(shè)電纜網(wǎng)的時候應(yīng)將整個電纜網(wǎng)分成主干-分支兩大層級進(jìn)行搭建，而在搭建架空網(wǎng)的時候則可以將其分成主干-分支-次分支三大層級進(jìn)行搭建。其中，主干層主要負(fù)責(zé)對外持續(xù)穩(wěn)定的供電，分支層則負(fù)責(zé)向負(fù)荷持續(xù)供電[1-2]。

站間聯(lián)絡(luò)率：設(shè)計(jì)時需要將變電站站間10kV 聯(lián)絡(luò)線、可轉(zhuǎn)供負(fù)荷之間的比例控制在30%以上，且常態(tài)開環(huán)點(diǎn)安設(shè)在交界處位置為宜。

接線型式：遵循“中壓配電網(wǎng)目標(biāo)接線應(yīng)綜合分析區(qū)域發(fā)展定位、負(fù)荷分布、變電站布點(diǎn)、市政建設(shè)條件及已有中壓配電網(wǎng)基礎(chǔ)后確定，同一規(guī)劃片區(qū)宜采用統(tǒng)一的目標(biāo)接線。”的原則，根據(jù)地區(qū)分類設(shè)計(jì)出10kV過渡與目標(biāo)接線推薦方式，具體內(nèi)容如下。

（1）A 類。過渡接線：“2-1”單環(huán)網(wǎng)，2 供1 備。目標(biāo)接線：2 供1 備，3 供1 備。

（2）B 類。過渡接線：電纜，“2-1”單環(huán)網(wǎng)，2 供1 備；架空，N 分段n 聯(lián)絡(luò)（N≤5，n≤3）。目標(biāo)接線：電纜，2 供1 備；架空，N 分段n 聯(lián)絡(luò)（N≤4，n≤2）2 供1 備，3 供1 備。

（3）C、D 類。過渡接線：電纜，“2-1”單環(huán)網(wǎng)；架空，N分段n 聯(lián)絡(luò)（N≤5，n≤3），N 分段單輻射（N≤5）。目標(biāo)接線：電纜，“2-1”單環(huán)網(wǎng)；架空，N 分段n 聯(lián)絡(luò)（N≤4，n≤2）。

2.2 中壓配電網(wǎng)主干技術(shù)原則

（1）每一回路中的壓電纜線路主干線環(huán)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)最多不得超過5 個、最少應(yīng)超出3 個，線路中所有的負(fù)荷、用戶數(shù)必須順著各環(huán)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)均勻安設(shè)，相鄰節(jié)點(diǎn)之間留有足夠的接入負(fù)荷空間，低壓戶數(shù)控制在2000 戶以內(nèi)[3]。

（2）中壓架空線路分段數(shù)宜按照3～4 控制，總長度控制在15km 以上，再增加1 個分段開關(guān)。分段設(shè)置要綜合考慮運(yùn)維管理需要及負(fù)荷分布特點(diǎn)，低壓戶數(shù)應(yīng)控制在2000 戶以內(nèi)。

2.3 中壓配電網(wǎng)分支結(jié)構(gòu)原則

（1）將次干線從主干線T 接饋出，在進(jìn)行設(shè)計(jì)、建設(shè)的時候必須嚴(yán)格參照電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)開展工作，距離配電網(wǎng)最近的用電客戶可作為第一批接入供電的用戶。原則上，每個主干分段接觸的分支線總數(shù)必須控制在3 個以內(nèi)。

（2）立足于原則上分析，在電纜線路下，歸屬客戶產(chǎn)權(quán)的中壓開關(guān)設(shè)備并不支持用“串聯(lián)”的方法連入主干線，現(xiàn)存專變客戶設(shè)備“串接”現(xiàn)象的中壓線路，應(yīng)結(jié)合網(wǎng)架改造進(jìn)行梳理，以“并接”的方式將其改造為由分支層供電。

2.4 中壓配電網(wǎng)線路及設(shè)備的選型技術(shù)原則

（1）導(dǎo)線截面大小的設(shè)計(jì)應(yīng)參照負(fù)荷發(fā)展情況、線路生命周期成本等因素決定。相同類型下所有的主干線、次干線、分支線截面大小必須維持一致。

（2）道路電纜走廊的安排道路電纜走廊應(yīng)根據(jù)區(qū)域負(fù)荷分布發(fā)展情況、變電站布點(diǎn)及中壓配電網(wǎng)網(wǎng)架建設(shè)目標(biāo)，按未來10～15 年發(fā)展需要進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃[4]。

3 電力配網(wǎng)自動化運(yùn)行中存在的問題

3.1 過于追求系統(tǒng)功能

為有效提升配電網(wǎng)自動化運(yùn)行水平、確保其各項(xiàng)基礎(chǔ)功能能夠正常運(yùn)行，首先必須構(gòu)建出完善、健全的自動化系統(tǒng)，結(jié)合系統(tǒng)實(shí)際需求進(jìn)行功能設(shè)計(jì)。然而就目前而言，很多地方的配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)在設(shè)計(jì)的時候一味試圖開拓更多的功能，一味追求各種指標(biāo)（環(huán)網(wǎng)率、可轉(zhuǎn)供率、有效覆蓋率等）的達(dá)標(biāo)，運(yùn)行規(guī)劃安排非常不合理，且其管理存在大量漏洞，付出與收益不平衡，出現(xiàn)了明顯的資源浪費(fèi)問題。

3.2 電力配網(wǎng)線路設(shè)計(jì)缺乏科學(xué)性

當(dāng)進(jìn)行配電線路設(shè)計(jì)工作的時候，不僅需要充分考慮線路的復(fù)核能力，還需要綜合考慮其他的安全運(yùn)行需求。基于此，設(shè)計(jì)人員在正式開始設(shè)計(jì)之前，需要先全面、仔細(xì)的排查規(guī)劃區(qū)域，在保證施工質(zhì)量能夠達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)之上進(jìn)行線路規(guī)劃。但實(shí)際操作過程中卻發(fā)現(xiàn)極易受到多重因素的影響，尤其是當(dāng)規(guī)劃區(qū)域地處山區(qū)時，極有可能因?yàn)榈貏萜鸱^大出現(xiàn)不同配網(wǎng)之間交叉跨越的問題。

3.3 供電區(qū)域不平衡

受多重因素的影響，電力企業(yè)在進(jìn)行配電網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)的時候，并未提前對整個地區(qū)進(jìn)行規(guī)劃安排，這樣導(dǎo)致建設(shè)過程中極易出現(xiàn)供電區(qū)域不平衡、電源分布點(diǎn)不合理等問題，嚴(yán)重阻礙了配電網(wǎng)的自動化運(yùn)行。通常情況下，隨著供電半徑的不斷增長，電源點(diǎn)就更有可能出現(xiàn)損壞，嚴(yán)重影響了配電網(wǎng)的安全運(yùn)行，嚴(yán)重的話還會引發(fā)負(fù)載不平衡等矛盾，拉低了整個系統(tǒng)的工作效率[5]。

3.4 部分電力設(shè)備不可靠

盡管這些年來電力系統(tǒng)的改造、建設(shè)力度正在不斷提升，但受各種外界因素的干擾，即便是系統(tǒng)內(nèi)的一些使用周期較長、穩(wěn)定性能較差的設(shè)備仍然沒有被替換掉，比如現(xiàn)行的《廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司中低壓配網(wǎng)基建項(xiàng)目投資策略》中單個設(shè)備拆除資產(chǎn)原值大于5萬、單個項(xiàng)目整體拆除資產(chǎn)大于15 萬和資產(chǎn)凈值大于30%都屬于五類項(xiàng)目，基本不給于立項(xiàng)改造；還有部分前些年部分廠家同批次設(shè)備缺陷，但又達(dá)到投資策略標(biāo)準(zhǔn)的，同樣不能改造和更換。

4 電力配網(wǎng)自動化運(yùn)行優(yōu)化及可靠性策略

4.1 配網(wǎng)運(yùn)行模式優(yōu)化

由于不同的電力配網(wǎng)運(yùn)行模式存在差異，因此不同的電力配網(wǎng)在進(jìn)行電力設(shè)備、配電負(fù)荷、線路規(guī)劃等設(shè)計(jì)的時候其標(biāo)準(zhǔn)也不一致，為有效提升系統(tǒng)整體的自動化水平，就必須立足于當(dāng)?shù)貙?shí)際情況進(jìn)行分析，對配網(wǎng)內(nèi)的不協(xié)調(diào)之處進(jìn)行優(yōu)化，努力打造出安全、穩(wěn)定的科學(xué)配網(wǎng)模式。

4.2 強(qiáng)化主網(wǎng)建設(shè)的支撐和配網(wǎng)安全保護(hù)

區(qū)域主網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)中，配網(wǎng)規(guī)劃管理人員一定要參與其中，不管主網(wǎng)還是配網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)人員都要樹立，一切都是為力用戶服務(wù)的宗旨，科學(xué)合理規(guī)劃主網(wǎng)電源點(diǎn)的布局，使得配網(wǎng)出線走廊多方位，避免形成出線走廊過于集中，可能出現(xiàn)一回線路故障多回線路陪停的情況，嚴(yán)重降低配電網(wǎng)自動化水平和供電可靠性。優(yōu)化主網(wǎng)電源點(diǎn)布局，使得配網(wǎng)網(wǎng)架更容易形成典型接線形式，饋線組內(nèi)線路之間形成末端，這樣大大提高配網(wǎng)自動化有效水平。同時大大提高配電網(wǎng)的供電可靠性。

4.3 更換老化的設(shè)備

對于配電網(wǎng)自動化設(shè)備本身存在缺陷和不適應(yīng)的設(shè)備，向上級部門提出科學(xué)需求，爭取得到政策的支持和資金的支持，開展有效的改造升級。同時待電力配網(wǎng)工作一段時間之后，很多設(shè)備不可避免將出現(xiàn)老化、故障等問題，將嚴(yán)重影響配網(wǎng)自動化運(yùn)行的正常開展。為有效解決這一問題，管理部門需定期選派專業(yè)人員對系統(tǒng)進(jìn)行排查、維護(hù)，一旦發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中存在故障設(shè)備，應(yīng)立即進(jìn)行維修或替換。不僅如此，工作人員除了需要對故障設(shè)備進(jìn)行處理，還需對其周圍設(shè)備進(jìn)行檢查。若其周圍設(shè)備同樣出現(xiàn)問題，此時可使用相同的方法進(jìn)行處理，其目的是為了有效防止某個設(shè)備出現(xiàn)超負(fù)荷運(yùn)行的情況，從根源消除潛在隱患。

4.4 推動配網(wǎng)智能化建設(shè)

智能化技術(shù)的應(yīng)用顯著提升了配網(wǎng)系統(tǒng)整體智能化水平，因此為了促進(jìn)配網(wǎng)系統(tǒng)的長足發(fā)展，設(shè)計(jì)人員應(yīng)融入更多的智能化技術(shù)，例如可以通過給系統(tǒng)安設(shè)智能化設(shè)備，通過設(shè)備自動化、智能化的工作。同時，可以在系統(tǒng)中引入智能化故障監(jiān)測系統(tǒng)，將其設(shè)于配網(wǎng)系統(tǒng)之中，通過故障監(jiān)測系統(tǒng)，能夠定期對配網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行排查，及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中隱藏的安全風(fēng)險，還能夠?qū)收纤幬恢眠M(jìn)行定位，有針對性地制定相應(yīng)的解決措施，從根源解決問題，提升配網(wǎng)的自動化運(yùn)行水平[6]。

5 結(jié)語

由此可見，如今人們越發(fā)依賴電能供應(yīng)，且希望能夠得到安全、穩(wěn)定、持續(xù)的電能供應(yīng)質(zhì)量，對此，電力企業(yè)為了給用戶帶來更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)體驗(yàn)，就必須積極做好配網(wǎng)自動化基礎(chǔ)建設(shè)與應(yīng)用，全面提升配電網(wǎng)的智能化、自動化水平。但實(shí)際建設(shè)過程中卻發(fā)現(xiàn)，電力配網(wǎng)的建設(shè)工作依然面臨著很多問題，例如部分新自動化設(shè)備運(yùn)行不穩(wěn)定、現(xiàn)有結(jié)構(gòu)固化、自動化實(shí)際運(yùn)行效率不高等，為解決上述問題，要求電力企業(yè)參照當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展情況對整個配網(wǎng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造調(diào)整，配電網(wǎng)投資策略的調(diào)整，重視主網(wǎng)建設(shè)的支撐和配網(wǎng)安全保護(hù)、運(yùn)行環(huán)境保護(hù)工作，只有這樣才能夠促進(jìn)電力配網(wǎng)自動化的長足高效發(fā)展。