電力系統配電網自動化的應用

河北廊坊供電公司 劉立英 肖云峰

電力系統配電網自動化的應用

河北廊坊供電公司 劉立英 肖云峰

近年來，隨著電力事業的發展，各種新電器的廣泛應用，給人們的生產生活帶來了很大的便利，同時也使人們對電的依賴日益加深。由于我國電力建設長期以來側重電源和大電網建設，電力系統在配電網絡方面還較為滯后，使配電網絡技術發展受到嚴重的影響，造成了配電網用電質量及供電可靠性方面較難滿足用戶要求。因此，加快配電網自動化的建設與應用，是提高配電網供電可靠性的一個關鍵環節。

一、電力系統配電網自動化背景

我國配電網自動化是電力市場發展和經濟建設的必然結果。長期以來，配電網的建設未得到應有的重視，建設資金短缺，結構薄弱，設備技術性能落后，供配電能力低，事故頻繁發生，嚴重影響了人民生活和經濟建設的發展。隨著電力的發展和電力市場的建立，配電網的薄弱環節顯得越發突出，與電網建設形成了不協調的局面。

二、電力系統配電網自動化的應用

配電網自動化作為電力應用技術的新型技術，主要涉及中低級電網，作用對象是電力經營企業和用電企業。目前配電網自動化系統不僅是具有配電線路及其所相應的設備，還有通信、計算機綜合應用、電力監控、節能、電網規劃等，具體可歸納為以下幾方面。

1. 可靠安全的供電網絡。它包括電源點，應保證電力輸送線路的經濟運行、開關變壓器等設施的可靠性。

2. 對故障的自動判斷和隔離。在人工或自動條件下恢復非故障線路的供電，對故障點進行自我隔離和診斷。

3. 判斷系統的運行狀況并進行實時監控。采用分布式的SCADA對配電網所需的信息進行技術處理，對配電網的各種信息上傳下發，及時反映配電網的運行狀況和事故的分析處理能力。

4. 用電管理包括用戶對電能的管理要求，用戶對電能的意見及要求能夠反映到配電管理中心，由配電管理中心作出反應和處理。對電能進行調整，對用電負荷進行控制和經濟調度。

三、配電網自動化模式方案

1. 自動重合器方案。此方案是將2個電源連接的環網分成有限段數，每段線路由相鄰的兩側重合器作保護。故障時，由上一級重合器開斷故障，盡可能避免由變電站斷路器進行分合。當任一段故障時，應使故障段兩端重合器分斷，對故障進行隔離，線路分支線故障由重合器與分斷器動作次數相配合來切除。

2. 自動重合分段器方案。每段事故由自動重合分段器根據關合故障時間來判斷。此方案在時間設置上，應保證變電站內斷路器跳開后，線路斷路器再延時斷開。然后站內斷路器進行重合，保證從電源側向負荷側送電。當再次合上故障點時，站內斷路器再次跳開，同時故障點兩側線路斷路器將故障段鎖定斷開，確保再次送電成功。

3. 變電站主斷路器與饋線斷路器配合方案。由變電站出線保護開關和饋線開關相配合，并由兩個電源形成環網供電方案。即優化配網結構，推行配電網“手拉手”，變電站出線保護開關具有多次重合功能，重合命令由微機控制，線路開關、通信開關具有自動操作和遙控操作功能，通信及遠動裝置、事故信息、監控系統由微機一次完成。設備與線路故障由主站系統判斷，確認故障范圍后，發令使故障段開關斷開。

4. 饋線自動化模式。就地控制模式是利用重合器加分斷器的方式實現；計算機集中監控模式設立控制中心，饋線上各個自動終端采集的信息通過一定的通信通道傳回主站。在有故障的情況下，由主站根據采集的故障信息進行分析判斷，切除故障段并實施恢復供電的方案，即就地與遠方監控混合，模式是采用斷路器和智能型負荷開關，并且各自動化開關具有遠方通信能力。此方案可及時準確地切除故障，恢復非故障段供電，還可接受遠方監控，配電網可以積極參與網絡優化調整和非正常方式下的集中控制。

四、發展配電網自動化應注意的問題

1. 分析地區配電網的實際應用情況，找出本地區配電網存在的技術方案問題，實事求是，立足國情和網情。當前我國配電網處于高速發展的時期，但又處于方案的探索時期，所以在吸收國外先進技術和設備的基礎上，應廣泛開展中國配電網改造和自動化的研究。

2. 配網自動化方案是自動化的核心，在引進國外技術的同時結合國內配電網的實際情況進行分析。國外與國內的配電網在很大程度上不相同，應吸取其精華，選擇適合我們的國情、地情、網情的技術方案。

3. 配電網自動化是一項綜合性工程，涉及的專業多，規劃性強，應根據電網、城市電網的規劃進行，避免盲目性發展。遠方通信是自動化的關鍵技術，RTU要適合配電網使用分布（散）式、單點的特點；通信方式應選擇合理，選用通信功能強、誤碼率小、速度快、符合遠方實時監控功能的。

4. 配電設備的使用面廣，量大，運行環境較為嚴酷，設備選擇應符合當前配電網要求，具有高度可靠性和優越的技術性能。應以真空斷路器為主，要免維護周期長，二次保護控制設備具有可靠性、抗干擾能力，適合戶外高溫和低溫等較為嚴酷的運行環境；應具有遠方通信的接口，自動化程度高，一次開關設備與二次保護裝置能良好地配合，具有實現配電網自動隔離故障，恢復正常供電的能力。

5.配電網的工程設施應有計劃地分期、分批實施。應確定配電網絡的基本條件，導線截面、輸送容量、線路走向及用戶的基本條件。先采用具有自動化功能的一次開關設備和二次保護監控設備完成自動送電，具備故障自動分閘和隔離故障功能，做到隔離和區分故障點。在條件具備時再投入通信和計算機網絡，可以少走彎路。

6. 計算機應用軟件的開發，要選擇具有開放、兼容的操作平臺，對各種標準的數據庫應具有連接功能，地理信息應實時地反映配電系統的潮流及負荷情況，對事故記錄及信息反饋，可實現負荷控制、遠方抄表、設備數據庫統計及規劃、無功優化的理論計算等。計算機軟件功能是配電系統自動化的核心技術，應充分進行比較，選擇好的軟件。

五、結論

總之，配電網自動化是一個系統性的工程，其本質是信息化、自動化、智能化。配電網自動化需要全局統籌，統一規劃，逐步實施，確保實用。隨著全國配電網自動化的實施及其管理會日益標準化、規范化，定會取得更大的經濟效益和社會效益。