探討配網(wǎng)自動化系統(tǒng)建設的必然性

國網(wǎng)浙江省電力公司臺州供電公司 浙江臺州 318000

摘要：國家電網(wǎng)公司在2013年工作會議中提出“發(fā)展配網(wǎng)建設是當務之急”，第一次把配網(wǎng)建設提高到最優(yōu)先級別。隨著我國新型城鎮(zhèn)化建設的加快，分布式電源、微電網(wǎng)、智能用電、電動汽車等產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，配電網(wǎng)的薄弱環(huán)節(jié)日益凸顯。配網(wǎng)自動化目前已進入試點實施階段，文章主要對配網(wǎng)自動化系統(tǒng)建設的內(nèi)在動力與必然性進行了探討。

關鍵詞：配網(wǎng)自動化系統(tǒng)；配網(wǎng)管理；建設模式的必然過程

引言

配網(wǎng)自動化是配網(wǎng)建設當中必不可少的一環(huán)。據(jù)不完全統(tǒng)計，截止2013年底我國配網(wǎng)自動化系統(tǒng)覆蓋率不足15%，而發(fā)達國家的配網(wǎng)自動化水平達到50%以上。從配網(wǎng)的供電可靠性和營運效率上對比，中國的配電網(wǎng)管理遠遠落后世界上發(fā)達國家。隨著我國的社會經(jīng)濟轉(zhuǎn)型，新型電源及負荷直接接入配電網(wǎng)，給配電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行帶來了新的技術問題和挑戰(zhàn)。這些問題的解決都依賴于配網(wǎng)自動化水平的提升，加強配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的建設日漸成為電網(wǎng)發(fā)展的內(nèi)在需求。

1.配網(wǎng)自動化是電力系統(tǒng)的必然趨勢

1.1配網(wǎng)管理現(xiàn)狀

現(xiàn)行的配電管理大多采用傳統(tǒng)的計劃性檢修管理模式，工作程序繁瑣，流程復雜，由于配網(wǎng)從變電站、配電線路一直延伸到終端用戶，配電設備種類多，數(shù)量大，管理的基礎資料非常多，且線路的接線方式十分復雜，設備的增改和檢修十分頻繁，管理任務十分繁重。從實際操作看，傳統(tǒng)的手工作業(yè)、臺賬管理的方式工作繁雜、勞動強度大，同時電網(wǎng)容載比低、網(wǎng)絡結構待優(yōu)化、供電可靠率和線損率有待改善、接入復雜電源和用電設備的能力低，不能適應快速發(fā)展的用電結構和總量變化需求。

1.2 配網(wǎng)的內(nèi)在發(fā)展需求

針對新型城鎮(zhèn)化建設的加快，分布式電源、微電網(wǎng)、智能用電、電動汽車等產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，國家電網(wǎng)公司在2013 年印發(fā)的《關于加強配電網(wǎng)規(guī)劃與建設工作的意見》中明確：“配電網(wǎng)發(fā)展與新型城鎮(zhèn)化建設、分布式電源和電動汽車發(fā)展相協(xié)調(diào)，與電網(wǎng)整體規(guī)劃和遠景目標相銜接”。從發(fā)展的眼光看，我國的電力系統(tǒng)已經(jīng)進入了一個大機組、大電網(wǎng)、超高壓的時代，電網(wǎng)結構日趨復雜，配網(wǎng)作為新一代用電智能設備和分布式電源的接入側(cè)，將承擔能量流和信息流的傳輸職能，若比作通道則未來面臨了擴容和新增鋪設的過程，這一切都將依賴配網(wǎng)自動化水平的提升，配電網(wǎng)的智能化已然成為供電企業(yè)的必然選擇。

2.實現(xiàn)配網(wǎng)自動化的基本條件

實施配網(wǎng)自動化的電網(wǎng)一次網(wǎng)絡架構應規(guī)劃合理、接線簡單、具有較為完善的多路電源，具有足夠的負荷轉(zhuǎn)移能力，并配置較為可靠的一次設備。其主要體現(xiàn)在電源容量及分布點合理，滿足N-1要求；主網(wǎng)架已基本形成，主干線或主支線可相互聯(lián)絡；主干線或主支線供電能力可滿足負荷增長和負荷轉(zhuǎn)供的需要；線路參數(shù)和負荷資料等基本齊全。

實施配網(wǎng)自動化的電網(wǎng)配電終端要求可靠性高，功能強大并具有智能化功能，可以通過配電終端等設備完成對柱上開關、環(huán)網(wǎng)柜、箱式變壓器、開閉所等設備各種現(xiàn)場信息的處理及監(jiān)控功能，并進行故障信號可靠的捕捉，判斷故障發(fā)生的類型，以及為配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的故障處理提供準確、可靠的判斷。

3.配網(wǎng)自動化系統(tǒng)建設的必然過程

配網(wǎng)自動化系統(tǒng)從簡單到復雜，必然經(jīng)歷以下五種管理系統(tǒng)，依次為簡易型、實用型、標準型、集成型和智能型，形成向下包容的格局。

3.1簡易型

簡易型配網(wǎng)自動化系統(tǒng)是基于就地檢測和控制技術的一種系統(tǒng)。其原理是運用故障指示器來獲取配網(wǎng)線路上的故障信息，由人工現(xiàn)場巡視故障指示器翻牌信號定位故障區(qū)段，也可以利用GSM 等無線通信方式傳送故障指示信號到主站來判斷。在一次設備具備條件的情況下，采用重合器或配網(wǎng)自動開關，通過開關之間的時序配合就地實現(xiàn)故障的隔離和恢復供電。

在單輻射或單聯(lián)絡的配電一次網(wǎng)架、僅需故障指示功能的配電線路和無專門通信條件、不具備電動操作機構和受控功能的配電網(wǎng)初步建設階段，應采用簡易型配網(wǎng)自動化系統(tǒng)。

3.2實用型

實用型配網(wǎng)自動化系統(tǒng)主要是通過多種通信手段（如光纖、載波、無線公網(wǎng)/專網(wǎng)等），以兩遙（遙信、遙測）為主，并具備簡單遙控功能的實時監(jiān)測系統(tǒng)。這類系統(tǒng)需要智能設備的支持，主站具有SCADA 功能，監(jiān)測的數(shù)據(jù)也比較多，包括配網(wǎng)線路、開閉所、環(huán)網(wǎng)柜等的開關、斷路器以及重要的配變等，且對部分具備條件的一次設備實現(xiàn)遙控。這類系統(tǒng)可根據(jù)配電終端的數(shù)量或通信的需要，增加配電子站或通信匯接站，不僅適用獨立的配網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，還可以兼具調(diào)度和配網(wǎng)監(jiān)控一體化的系統(tǒng)功能。

一般中等規(guī)模配網(wǎng)且已設立或準備設立配網(wǎng)調(diào)度機構的配電網(wǎng)可采用實用型模式，該模式適用于通信通道具備基本條件，配電一次設備具備遙信和遙測條件，但不具備實現(xiàn)集中型饋線自動化功能條件的地區(qū)，以配電SCADA監(jiān)控為主要實現(xiàn)功能。

3.3標準型

標準型配網(wǎng)自動化系統(tǒng)是在實用型配電系統(tǒng)的基礎上增加基于主站控制的饋線自動化功能（FA），有條件區(qū)域能夠?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡重構。它對通信系統(tǒng)要求較高，一般需要采用光纖通信，同時需要比較完善的配電一次網(wǎng)架，相關的配網(wǎng)設備具備電動操作機構和受控功能。該系統(tǒng)的主站具備完整的SCADA功能和FA功能，通過主站和終端的配合實現(xiàn)故障區(qū)段的快速切除與自動恢復。它與上級調(diào)度自動化系統(tǒng)和配電GIS應用系統(tǒng)實現(xiàn)互聯(lián)，具備完備的配網(wǎng)模型和數(shù)據(jù)，可以支持基于全網(wǎng)拓撲的配電應用功能。

配電一次網(wǎng)架和設備比較完善，配電網(wǎng)自動化和信息化基礎較好，具備實施集中型饋線自動化相應條件的地區(qū)必然采用標準型才會發(fā)揮最大的經(jīng)濟效益和社會效益。標準型對于城市中具有多電源、多分段的配網(wǎng)自動化建設比較實用，其中饋線自動化要在電纜化程度較高的區(qū)域?qū)嵤?/p>

3.4集成型

集成型配網(wǎng)自動化系統(tǒng)是在標準型的基礎上擴展配網(wǎng)管理功能和綜合應用功能后形成的，通過基于IEC61968 標準的信息集成總線來實現(xiàn)與各類相關實時系統(tǒng)和管理系統(tǒng)（如：生產(chǎn)管理系統(tǒng)、營銷管理系統(tǒng)以及ERP系統(tǒng)）的接口，同時還擁有相應的高級應用分析軟件功能。

配電一次網(wǎng)架和設備條件比較成熟，配網(wǎng)自動化系統(tǒng)初具規(guī)模，內(nèi)部各類相關系統(tǒng)已經(jīng)建立且運行經(jīng)驗較為豐富的地區(qū)，在大中型城市較大規(guī)模、結構復雜的配電網(wǎng)絡宜采用集成型模式，其自動化水平比標準型又推進了一步。

3.5智能型

智能型配網(wǎng)自動化系統(tǒng)是在集成型配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的基礎上擴展而來的，相對于集成型系統(tǒng)，它多了分布式電源、微電網(wǎng)以及儲能裝置等設備的接入，實現(xiàn)智能自愈的饋線自動化功能以及與智能用電系統(tǒng)的互動，并具有與輸電網(wǎng)的協(xié)同調(diào)度功能，以及多能源互補的智能能量管理網(wǎng)分析軟件功能。

一線城市配網(wǎng)一次網(wǎng)架結構完善，已建成集成型配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的供電網(wǎng)絡，逐步開展分布式電源或微電網(wǎng)及儲能建設、智能化用電營銷系統(tǒng)建設等區(qū)域電網(wǎng)通常在負荷需求、電網(wǎng)智能化、管理水平等方面要求極高，這時采用智能型的標準來建設配網(wǎng)自動化系統(tǒng)就成了必然的選擇。

4.結語

配網(wǎng)自動化是一種集成化自動化系統(tǒng)，是現(xiàn)代配電網(wǎng)發(fā)展的必然選擇，在其建設的過程中，涉及計算機網(wǎng)絡、通信、自動化技術，還涉及一次設備、配網(wǎng)運行管理等工作，因此全方面研究現(xiàn)有配電網(wǎng)結構和設備狀況，適應負荷發(fā)展的需求，建立人才隊伍、做好遠景規(guī)劃、分步實施，逐漸完善我們的配網(wǎng)自動化系統(tǒng)，提升配電網(wǎng)的管理水平，更好的服務于國民經(jīng)濟發(fā)展，最終為供電企業(yè)的持續(xù)發(fā)展提供優(yōu)質(zhì)的土壤。

參考文獻：

[1]陳泉.中小城市配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的研究[D].濟南：山東大學，2010.

[2]許克明，熊煒.配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)（第2版）[M].重慶：重慶大學出版社，2007.