10kV農網配電系統智能化建設探究

摘要：隨著我國現代化建設的不斷加快，電力系統的發展也越來越迅速。配電系統智能化建設一直是我國智能電網建設的主要目標之一。但是，目前我國配電系統智能化建設還處于起步階段，存在設備質量差、配電網供電情況復雜等問題。從實際出發，對我國10kV農網配電系統智能化建設進行了探討，對存在的相關問題進行了分析，提出了很多有建設性的想法。

關鍵詞：農網配電；智能化；FTU；RTU

作者簡介：馬華中（1984-），男，江蘇蘇州人，蘇州供電公司營銷部副主任，電氣工程師。（江蘇 蘇州 215004）

中圖分類號：TM76 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）30-0193-02

農網配電系統智能化建設，是《國家電網公司“十二五”電網智能化規劃》的重要組成部分，是提高農網配電網生產管理水平和供電可靠性的重要途徑。它具有故障快速定位和隔離功能，在使用中可以大幅度提高電網的可靠性。目前已經在很多地方被采用，但是總體來說還是處于起步階段，還存在一些問題。本文對農網配電系統智能化建設進行了研究分析，提出了有建設性的意見。

一、農網配電系統智能化建設存在的問題及現狀

我國農網配電系統智能化建設還處在初級階段，不可避免地存在一些問題，只有通過對現有問題進行認真分析，提出并解決問題，才會促進我國農網配電系統智能化建設更好更快地發展。

1.農網配電系統智能化建設存在的問題

主要表現在目前使用的設備陳舊、電源點不多、網架結構不合理等，這些問題導致了系統的可靠性差。另外，現在的農網配電系統在使用中，不僅變壓器損耗大，布點也不合理，大多數還是依靠人工操作，自動化的程度很低，導致勞動強度大，工作效率低。同時由于電半徑過長，致使電壓和線路損耗過大，供電質量也不是很好。還有許多地區依然停留在老的管理方式上，現代化水平偏低，信息化程度很低。

針對目前農網普遍存在的一系列問題，在農網建設上一定要實行統一的原則和指導思想，才可以有計劃有步驟來進行解決。首先要加強對一些重要地區和城鎮的電源點建設，在建設上盡量利用環狀網開環這種方式，對一些重要的線路要盡量使用絕緣導線。其次對電源點進行合理的布局，利用低耗變壓器，并盡量縮小供電半徑，加大導線截面，才能更好地降低線損，提高供電質量。最后對各種智能化系統進行統籌考慮，才能更好地統一實施。

2.農網配電系統智能化建設的發展現狀

農網配電系統智能化建設作為“十二五”規劃中的重點發展項目，經過我國在“十一五”期間的建設投資，已經取得了很大的進步，但是還是有很多的問題和不足，找出問題，完善不足，將一直是農網配電系統智能化建設的重要方向。從2005年開始，我國的部分地區就開始積極探索農網配電系統智能化建設，截止到2008年，全國已經有13個省市在部分區域內實現了農網配電系統智能化建設，取得了一定的成績。2010年以后，隨著我國電網建設速度的加快，越來越多的地區開始實施農網配電系統智能化建設，目前在國家電網公司又已經有30多個地區開展了農網配電系統智能化建設。

10kV農網配電系統智能化建設是電力系統建設的主要環節，相對于其他建設，它的運行環境更加復雜，配電線路點多面廣，同時路徑又復雜，由于各地的設備普遍質量不高，所以這些年來為農網配電系統智能化建設帶來了很多難題。受氣候、環境、地理位置等多方面影響，設備故障頻發，故障原因也相對復雜。雖然國家電網的主網建設已經基本實現智能化，但是農網配電系統智能化建設卻一直是個薄弱環節，主要表現在配電網設施老舊、農村電網薄弱等方面。所以農網配電系統智能化建設在我國還處于初級水平，是未來農網發展的一個主要方向。

二、農網配電系統智能化建設主要途徑

農網配電系統智能化建設通常都是由鄉鎮與城區、鄉村與遠郊這兩個系統組成。一般情況下，鄉鎮與城區系統是利用環狀網開環運行的方式，達到一種供電多個途徑的網架結構，它的供電半徑短并且負荷密度大。鄉村與遠郊系統是利用輻射狀網架結構，一般供電半徑比較長，負荷相對較小。

1.重要鄉鎮與城區子系統的智能化建設

鄉鎮與城區子系統的智能化建設主要是采取柱上開關終端設備的饋線智能化方式，通常在集控中心建設一個城區配電智能化集控中心，同時在后臺建設一個農網智能化系統，基本都是在計算機局域網上建立。不同用戶的外饋線開關處裝置FTU，并且在比較重要的配電變壓器裝置一個終端設備，并且還要裝置一個終端設備在10kV的開閉所位置，終端設備要采用變電式的。

如要想系統設備之間的互聯，還需要建立一個配電自動化的通信通道才能夠實現。饋線自動化原理是利用分層結構，把原本分散的FTU與RTU集結成為很多點，之后再傳輸到控制中心去，這樣不僅可以節約主干信道，還讓控制中心的這個主站監控系統能夠繼承輸電網的智能化成果。

區域工作站可以用以下兩種方式進行設置：首先依據距離的遠近劃分，配電網密集時，在小區內的監測要選擇比較近的地點建立工作站。其次，當配電網比較狹長，或在性能較高的一些數據通道中，可適當地設立一些區域工作站。開閉所和配電變電站的智能化基本上都是采用以下3種模式：

（1）電能采集、保護及監控相互對立。其中監控里面的遙信、遙控、搖測都是使用集中組屏這種辦法，所以在智能化的改造中，二次連線的情況發生得比較多，比較適合投入運行的中心站進行智能化改造。

（2）保護和監控相互結合、采集獨立。其主要是對已經投入運行的開閉所和變電站有了一定的保護設備。這種情況下，對屏上開孔和把智能化設備固定都不是很方便，所以這種模式比較適合在新電站中使用。

（3）電能采集與監控相互結合，保護獨立。其主要是運用智能電表里的實時測量功能，對保護裝置進行單獨的設置，達到減少二次連線的目的，這種模式造價低廉同時也安全可靠。

重要鄉鎮與城區之間智能化配電網的進線監控，主要是利用SCADA系統和變電站這種一發兩收的RTU2種方式。方式一是利用SCADA系統進行轉發，來獲得需要的信息。其中SCADA系統一定要具有轉發功能，并保持配電智能化的控制中心與SCADA系統的溝通，主要優點體現在對RTU沒有特殊要求，也不用給配電智能化控制中心設專門通道。缺點就是對配電網供電的進線開關不能遙控，還必須要求SCADA系統有轉發功能。方式二是利用一發兩收RTU，獲取需要的信息。這里需要RTU一定要具有一發兩收的功能，并且還要給配電智能化控制中心設置專門的通道。優點在于對配電網供電的進線能夠實現遙控控制，缺點在于必須要求RTU具有一發兩收的功能，還要在配電智能化控制中心設置專門的通道。工作平臺主要是使用Windows98，其中網絡操作系統是使用 Windows NTserver V4.0，在目前的使用中，網絡上進行通信的協議大多都是基于TCP/IP，使用客戶/服務器這種方式。并且在數據庫的管理系統上，大多使用MSSQL Server V6.5以及配電的地理信息系統的這個平臺，充分地利用了服務器鏡像的技術，目的是為了把系統的可靠性進一步提高上去。

總的來看，就當前的技術來說，配電智能化的需求能夠得到全面滿足的單一方式是沒有的，必須要在配電網中將多種方式混合使用才能取得更好的效果。

2.鄉村和遠郊子系統的智能化建設

鄉村和遠郊子系統的智能化建設可以分步進行實施，利用智能化開關設備之間配合的饋線智能化方式。一般鄉村和遠郊子系統的供電半徑都比較大，使用任何一種單一的方式都不能夠很好地完成目標，加上線路基本都是利用輻射狀網，所以使用這種方式是比較合理的。不過這種饋線智能化要盡量使故障區域能智能化隔離，并對相關健全區域的供電智能恢復。但是由于控制中心不能對故障區域進行迅速了解，所以在使用中最好能夠和縣級電網的調度智能化系統結合。由電網調度智能化系統對主變電站里的10kV線路開關第一次重合與第二次跳閘的時間間隔進行檢測，通過檢測結果來判斷故障區域，同時對故障區域進行顯示提醒。

配電變壓器的智能化功能對鄉村和遠郊系統的智能化建設起關鍵作用，一般在配電變壓器低壓側安裝智能化終端及無功補償，一方面可采集臺變的運行信息，另一方面可以使線路的損耗降到最小、減少電壓在沿線的降低程度。如對配電變壓器進行巡檢時，可及時發現停電問題和對電壓水平隨時進行掌握。由于系統的供電半徑很大，使用公用通信網來達到控制中心和TTU之間的通信的辦法是非常可行的。

三、農網配電系統智能化建設的主要手段

1.配電網架要進行科學合理的規劃

10kV農網配電系統智能化建設，必須要有正確的電力系統結構和科學合理的經濟運行方式，要在合理的供電半徑內，盡可能地保證規劃范圍內的電力質量，并且不同線路之間要做到有互聯的可能，線路分段點和分段量都要合理設置，盡可能地保證供電可靠性。

2.應用智能化設備

智能開關等智能化設備在10kV農網配電系統智能化建設中起到非常關鍵的作用，智能開關可以遙控控制電網智能化系統中的主站與子站，實現出現故障時，自動隔絕，自動調整。

3.完善通訊網絡

配電網的通訊技術是農網配電系統智能化建設的關鍵，它的好壞決定了農網配電系統智能化的好壞。由于配電網關鍵一級——10kV開閉所光纖覆蓋率不高，不利于10kV農網配電系統智能化建設的發展。建議對開閉所與上級變電之間實行點對點的SDH網絡，相對集中的環網柜采用EPON，相對分散的10kV環網柜采用公網的GPRS通訊。

4.接入分布式能源

通常采用的分布式能源有太陽能、風能、燃料電池等，它們的使用是農網配電系統智能化建設的重要技術特征之一。分布式能源分布、環保清潔，可以帶來明顯的經濟效益，彌補在供電過程中負荷變化所帶來的一系列弊端。因此，在農網配電系統智能化建設中，接入分布式能源是一個非常有意義的方法。

四、結語

隨著我國經濟建設的不斷發展，電力系統的發展更是越來越快。農網配電系統智能化建設一直是電力系統建設的重要環節，也是目前建設的主要方向。筆者在電力系統工作多年，結合實際對當前我國農網配電系統智能化建設的發展進行了分析，提出了自己的看法，在我國農網配電系統智能化建設的發展道路上進行了有意義的探索。

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