配網自動化發展模式探討

楊東海

(云南電網公司通海供電有限公司，云南 玉溪 652700)

1 前言

10 kV配電網網絡復雜，供電線路點多面廣，有必要通過不斷完善網架結構和加強配網自動化、智能化建設，以提高供電可靠性和配網管理水平，為廣大電力用戶不間斷地提供優質電能。配網自動化各功能的實現，必須依靠強大的一次網架和二次管理信息系統做保障。某縣電網負荷管理系統是集信息采集、監控、分析和計量管理于一體的計量自動化系統。

2 電網現狀

主城區共有7回10 kV線路能實現手拉手環網供電，基本覆蓋縣城主要區域。

農村10 kV線路主要采用輻射型供電方式，線路供電半徑長、線徑小、過載嚴重等問題突出。從歷年線路跳閘的統計數據來看，線路由于過載引起的跳閘占到70%。整體看來，電網配網網架結構還比較薄弱，存在以下幾方面的問題:

1)配網建設投入不足，歷史欠賬較多，導致配網網架結構較薄弱。

2)配網的供電可靠性較低，其中故障性停電所占比例較小，以計劃停電 (包括限電和檢修等)為主。通過對以往停電數據分析后不難發現，目前，影響供電可靠性的主要因素不是配電網的故障性停電，83.09%是由于檢修或限電等進行的計劃性停電。

3)用電負荷常年保持快速增長，目前還存在一次網架不合理、供電不足現象。

4)配電網運行人員素質參差不齊，總體的運行管理水平還不高。

5)原始資料和數據不全，基礎管理工作水平不高。

3 分階段建設配網自動化系統

第一階段，建成基于就地檢測和控制技術的簡易型配網自動化系統。

通過安裝故障指示器獲取線路上的故障信息，由人工巡視故障指示器翻牌信號，獲取故障定位，也可以利用GSM等無線通信方式將故障指示信號發送到主站，由主站來判斷故障位置;在一次設備條件具備的情況下，采用重合器或配電自動開關，通過開關間的時序配合就地實現故障的隔離和供電的恢復。這種模式結構簡單，成本較低、容易實施，在通海現有網架結構下見效較快。

同時，由于現階段計劃停電多于故障停電。從提高供電可靠性的角度出發，由于饋線自動化的主要作用是減少故障停電時間，對于計劃停電無能為力，而通海電網計劃停電時間所占比例達到83.09%，饋線自動化對提高供電可靠性的效果可能并不明顯。因此，需及時開展以“二遙”(遙測和遙信)實時檢測為基礎的綜合管理信息系統建設。

第二階段，建成以“兩遙” (遙信、遙測)為主，兼具簡單遙控功能的實時監測系統。

這一階段，配網自動化系統要以“兩遙”(遙信、遙測)建設為主，同時具有饋線自動化功能 (即FA:故障定位、隔離、恢復非故障區供電)和簡單的遙控功能。主站具備基本的SCADA功能，利用多種通信手段 (如光纖、無線公網/專網、載波等)，對開閉所、配電線路、環網柜等的斷路器、開關以及重要的配變等實現數據采集和監測，對具備條件的部分一次設備可實行遙控。根據通信方式和配電終端數量的多少，系統可以增加通信匯接站 (或配電子站)。在一些沒有條件或沒有必要實時監測的地方，仍然可以采用簡易型配網自動化模式。該系統既可以是獨立的配電監控系統，也可做成調度/配電監控一體化系統。

這種系統結構簡單、以監測為主、具備簡單的控制功能，對通信系統要求不高，投資比較節約，有較強的實用性。

圖1 系統結構圖 (實用型)

第三階段，建成基于主站控制的饋線自動化控制系統。

在第二階段的基礎上增加基于主站控制功能，條件成熟的部分區域還可實現網絡重構。但它對通信系統要求較高，一般需要采用光纖通信，同時，還需要比較完善的配電一次網架且相關的配電設備需要具備電動操作機構和受控功能。這種系統的主站已具備完整的SCADA功能和FA功能，當配電線路發生故障時，通過主站和終端的配合實現故障區段的快速切除與自動恢復供電。它與上級調度自動化系統和配電GIS應用系統實現互聯互通，具備完整的配網模型和豐富的配電數據。因此可以支持基于全網拓撲的配電應用功能。它主要為配網調度服務，同時兼顧配電生產和運行管理部門的應用。該系統結構完整、自動化程度高，但成本也較高。

圖2 系統結構圖 (標準型)

第四階段，通過對各系統進行整合，建成具備高級應用功能的配網自動化系統。在前一階段的基礎上擴展配電管理功能和綜合應用功能，通過信息集成實現對各類相關實時系統和管理系統(如:配網生產管理系統、營銷管理系統、負荷管理系統等)進行整合，使之具有配電網的高級應用分析軟件功能。

該階段，系統結構完整、運行方式靈活、自動化程度高、管理功能完善，系統建設投資也較大。

圖3 系統結構圖 (集中型)

第五階段，建成智能型配網自動化系統。

智能型配網自動化系統是在網架結構比較完善、配電自動化系統建設水平比較高的基礎上擴展對于微網、分布式電源以及儲能裝置等設備的接入功能，建立實時全維數字信息采集平臺，基于這一平臺，實現調度/控制一體化系統、廣域/自適應保護、電能質量在線監測、小電流選線、負荷控制和管理、節能管理等系統的互連。實現智能自愈的饋線自動化功能以及與智能用電系統的互動功能，并具有與輸電網的協同調度功能，以及多能源互補的智能能量管理網分析軟件功能。

配網自動化是實現配網智能化的重要基礎之一，通過配網自動化系統采集盡可能多的配電網信息，并向下延伸至低壓用電信息的匯集。配電自動化和用電營銷自動化的有機結合，直接面向最終電力用戶，是智能配電網的具體體現，它將極大地提高客戶服務質量。

智能配電網最終體現在配電和用電營銷方面，通過智能家用電器，人們能從日常生活中直接感受到它帶來的好處。用戶可以通過家里的電力智能控制終端 (ICT)與電力公司之間進行互動，實時了解電網的供電情況，及時調整家用電器的設置參數和用電行為;用戶還可以通過互聯網登陸電力公司網站，方便直觀地了解和查詢電網供電/停電情況和事故處理進度等信息。

該類型系統結構完整、功能完善、智能化程度高、運行方式靈活，管理相對較復雜、投資大，建成后綜合效益好，是今后電網發展的主要趨勢。

圖4 系統結構圖 (智能型)

4 結束語

為了提高供電可靠性、提高供電企業的配網運行管理水平，必須積極創造條件，分階段推進配網自動化技術，最終建成靈活經濟、安全可靠、具有自愈能力、結構完善的智能型配網自動化管理系統。

［1］Q/GDW 625－2011.配電自動化建設與改造標準化設計技術規定 ［Z］.

［2］Q/GDW 626－2011.配電自動化系統運行維護管理規范［Z］ .

［3］Q/GDW 382－2009.配電自動化技術導則［Z］.

［4］李金安，崔愛國.城市配網綜合自動化應用技術初探［J］.現代電力，2001，18(1):41－42.