試論配網(wǎng)規(guī)劃及配網(wǎng)自動(dòng)化解決方案

陳 俊

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司珠海供電局，廣東 珠海519100）

0 引言

隨著全球社會(huì)的不斷發(fā)展，科技文明的不斷興盛，人們?cè)絹?lái)越關(guān)注精神生活，注重生活品質(zhì)。自改革開(kāi)放以來(lái)，各種產(chǎn)業(yè)不斷興盛，無(wú)論是商業(yè)用電還是居民用電都對(duì)可靠性提出了更高的要求。各種高新技術(shù)產(chǎn)品不斷進(jìn)入企業(yè)和家庭，這些產(chǎn)品雖然性能卓越，但其精密的構(gòu)造對(duì)電能質(zhì)量提出了很高的要求，一旦出現(xiàn)電壓不穩(wěn)或經(jīng)常停電等情況，就會(huì)對(duì)其使用壽命產(chǎn)生嚴(yán)重影響，輕則降低人們的生活質(zhì)量，重則直接導(dǎo)致企業(yè)減產(chǎn)、遭受損失。眾所周知，當(dāng)前電能質(zhì)量已經(jīng)成為衡量一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的重要標(biāo)志，由此可見(jiàn)，提升電能質(zhì)量與供電可靠性是一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)，電力企業(yè)需要不斷發(fā)展才能滿足社會(huì)發(fā)展的需求，為國(guó)家經(jīng)濟(jì)的騰飛、中華民族的崛起出一份力。

電網(wǎng)建設(shè)繁雜龐大，時(shí)間跨度長(zhǎng)，各種新老設(shè)備混于其中，很多網(wǎng)架構(gòu)建已經(jīng)不適應(yīng)當(dāng)今社會(huì)發(fā)展的需要，但是電網(wǎng)改造成本巨大，也不是一朝一夕的事情。現(xiàn)如今改善電能質(zhì)量從源頭上來(lái)說(shuō)就是將電網(wǎng)改造與新電網(wǎng)建設(shè)結(jié)合起來(lái)。對(duì)于新建設(shè)的電網(wǎng)而言首先就是要進(jìn)行合理規(guī)劃，因此認(rèn)真開(kāi)展配網(wǎng)規(guī)劃工作，并運(yùn)用高新科技推進(jìn)自動(dòng)化配電網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，是改善供電現(xiàn)狀的有效方式之一。

1 配網(wǎng)規(guī)劃

配網(wǎng)規(guī)劃是電網(wǎng)建設(shè)的最基本工作，一個(gè)城市的建設(shè)需要有電力的供給，因此電網(wǎng)建設(shè)是一個(gè)城市建設(shè)的開(kāi)端，配網(wǎng)規(guī)劃工作需要對(duì)這個(gè)城市未來(lái)幾年的發(fā)展做出預(yù)測(cè)，對(duì)其負(fù)荷有大致的估算，同時(shí)根據(jù)估算情況，對(duì)整個(gè)網(wǎng)架提出合適的方案。

城市配網(wǎng)規(guī)劃是一項(xiàng)復(fù)雜的工程，首先需要前期調(diào)研與勘察，對(duì)當(dāng)?shù)氐娜丝诹鲃?dòng)、消費(fèi)水平、經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)等有相當(dāng)深入的了解，對(duì)該地區(qū)有一個(gè)長(zhǎng)遠(yuǎn)的預(yù)估，其所涉及的領(lǐng)域包羅萬(wàn)象，需要由專(zhuān)門(mén)人員組成隊(duì)伍才能完成此項(xiàng)工作。當(dāng)然，由于在規(guī)劃中缺少必要的條件，再加上很多不確定因素，負(fù)荷預(yù)測(cè)必然不可能做到百分之百的準(zhǔn)確，因此在配網(wǎng)規(guī)劃中需要留出相應(yīng)的負(fù)荷裕度。在完成前期的勘察調(diào)研工作后，就可以開(kāi)始下一步的配網(wǎng)規(guī)劃工作了。

1.1 變電站選址

首先就是電源即變電站的選址。變電站用于電能傳輸與電壓等級(jí)轉(zhuǎn)換，是整個(gè)電網(wǎng)運(yùn)行的核心，所以變電站的選址一定要保證其受到的自然影響最小，同時(shí)要兼顧城市環(huán)境建設(shè)，綜合各因素確定其地理位置，一般來(lái)說(shuō)，變電站都建在城市周邊，當(dāng)然也有建在城市中的，至于具體的選址方案則需結(jié)合當(dāng)?shù)氐木唧w情況。電源點(diǎn)是確定配網(wǎng)布線的關(guān)鍵因素，點(diǎn)一旦確定，布線的基本方案也就成型了，良好的電源點(diǎn)選擇可以有效提升電能質(zhì)量，減少電能在傳輸中的損耗，這對(duì)于減少線損與網(wǎng)損有著巨大作用。變電站選址主要應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)因素：（1）從供電經(jīng)濟(jì)性最佳的原則出發(fā)，變電站應(yīng)盡可能接近負(fù)荷中心；（2）從生產(chǎn)角度考慮，變電站不應(yīng)妨礙生產(chǎn)和廠內(nèi)運(yùn)輸，變電站本身設(shè)備的運(yùn)輸也應(yīng)當(dāng)方便；（3）從安全角度考慮，變電站應(yīng)避開(kāi)易燃易爆場(chǎng)所，宜設(shè)在上風(fēng)側(cè)，不應(yīng)設(shè)在人員密集的地方；（4）變電站的選址和建筑還應(yīng)考慮到滅火、防蝕、防污、防水、防雨、防雪、防震及防止小動(dòng)物鉆入的要求［1］。

1.2 網(wǎng)架布線

在確定好變電站選址后，就可以開(kāi)展網(wǎng)架的布線工作。其實(shí)在做好了前期的準(zhǔn)備工作之后，后續(xù)工作會(huì)愈來(lái)愈簡(jiǎn)單，配網(wǎng)網(wǎng)架規(guī)劃主要考慮其供電的可靠性，也就是在某些線路或供電變壓器出現(xiàn)故障的時(shí)候，能夠及時(shí)切除故障，并能通過(guò)其他正常運(yùn)行線路恢復(fù)故障區(qū)域的供電。在布線設(shè)計(jì)中，應(yīng)盡量使用電區(qū)域有雙電源支持，即某一臺(tái)變壓器發(fā)生故障時(shí)，能及時(shí)切換到另一臺(tái)變壓器上，繼續(xù)對(duì)該區(qū)域提供電力。現(xiàn)如今，110kV變電站都是雙主變，并且一臺(tái)主變能夠在另一臺(tái)主變停電檢修維護(hù)時(shí)提供該站所供區(qū)域的負(fù)荷用電需求。在出線設(shè)計(jì)上保證環(huán)網(wǎng)與聯(lián)絡(luò)，同時(shí)也要保證網(wǎng)架的不重復(fù)性，在某些突發(fā)事件發(fā)生時(shí)要能及時(shí)恢復(fù)故障區(qū)域供電。比如在某條母線發(fā)生故障時(shí)，能通過(guò)投切斷路器來(lái)恢復(fù)故障區(qū)域的供電［2］。

2 配網(wǎng)自動(dòng)化

配網(wǎng)自動(dòng)化是近年來(lái)推進(jìn)電力配網(wǎng)改造所提出的一種新的模式，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是運(yùn)用高新科技改進(jìn)現(xiàn)有的規(guī)劃模式以及選材等，提升電網(wǎng)的自動(dòng)化程度，主要是提高整個(gè)電網(wǎng)的故障切除速度，同時(shí)能有效縮短故障時(shí)間，其次可以減少員工工作量，提升工作效率。實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)自動(dòng)化以后，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電網(wǎng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與遠(yuǎn)程操控，對(duì)系統(tǒng)電壓實(shí)行自動(dòng)化管理，實(shí)現(xiàn)無(wú)功補(bǔ)償電容器的自動(dòng)投切，提前發(fā)現(xiàn)故障隱患，縮小停電范圍。

2.1 配網(wǎng)自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)

配網(wǎng)自動(dòng)化主要是通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備將各個(gè)變電站聯(lián)系起來(lái)，在某個(gè)地方建立綜合站，將采集的所有變電站信息集合，實(shí)行統(tǒng)一檢測(cè)與管理，通常分為主站與子站。一般情況下，配電主站設(shè)在某地區(qū)的電網(wǎng)調(diào)度中心，子站設(shè)在各個(gè)變電所中。在子站中設(shè)立遠(yuǎn)程配電終端設(shè)備，對(duì)變壓器運(yùn)行負(fù)荷、開(kāi)關(guān)工作狀態(tài)等信息進(jìn)行實(shí)時(shí)采集與監(jiān)測(cè)，通過(guò)光纖網(wǎng)絡(luò)或無(wú)線設(shè)備將采集的信息發(fā)送給主站系統(tǒng)，這樣便可將故障信息第一時(shí)間發(fā)送給主站監(jiān)控人員，以便遠(yuǎn)程操控，縮短故障停電時(shí)間。配網(wǎng)自動(dòng)化能否實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵一環(huán)是通信系統(tǒng)，沒(méi)有良好穩(wěn)定的通信系統(tǒng)作為后盾力量，無(wú)論檢測(cè)軟件或操控軟件有多么優(yōu)秀，配網(wǎng)自動(dòng)化都是空談。因此，配網(wǎng)自動(dòng)化需要一個(gè)穩(wěn)定暢通的通信交互站進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸［3］。綜上所述，配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)總體框圖如圖1所示。

現(xiàn)如今，在配網(wǎng)自動(dòng)化過(guò)程中主要的問(wèn)題就是各個(gè)系統(tǒng)平臺(tái)之間兼容性差，數(shù)據(jù)傳輸存在延遲，通信設(shè)備時(shí)常出現(xiàn)問(wèn)題，通信中斷現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，由于電網(wǎng)的復(fù)雜性與廣闊性，中間級(jí)又多，一旦在通信上出現(xiàn)問(wèn)題排查起來(lái)異常繁瑣，必然會(huì)給設(shè)備的正常運(yùn)營(yíng)帶來(lái)很大不便。因此，配網(wǎng)自動(dòng)化需要做好選材工作，盡可能選擇質(zhì)地優(yōu)良的光纖作為通信媒介，同時(shí)做好設(shè)備采購(gòu)工作，盡可能減少系統(tǒng)類(lèi)別，提前處理系統(tǒng)的兼容性問(wèn)題，從而為后期維護(hù)提供便利。

圖" 配電自動(dòng)化系統(tǒng)總體框圖

2.2 斗門(mén)地區(qū)配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)經(jīng)驗(yàn)

根據(jù)珠海斗門(mén)地區(qū)配網(wǎng)負(fù)荷分散、以架空線路為主的特點(diǎn)，筆者總結(jié)出以下自動(dòng)化建設(shè)經(jīng)驗(yàn)：

（1）在建設(shè)資金有限的情況下，根據(jù)電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)高低、設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、線路狀況評(píng)價(jià)、重要用戶等多方面因素，分步實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)自動(dòng)化。

（2）電纜線路的自動(dòng)化改造結(jié)合線路主干配改造開(kāi)展，遵循分層分級(jí)的原則，在主干層配置DTU，在次干層配置分界斷路器以接入負(fù)荷。第一步先實(shí)施電纜型故障指示器的全覆蓋；第二步通過(guò)新建項(xiàng)目立項(xiàng)，結(jié)合主干配規(guī)劃，在主干線上安裝DTU設(shè)備，逐步全面實(shí)現(xiàn)電纜線路故障隔離或定位。

（3）10kV架空線路主干線分段配置電壓時(shí)間型自動(dòng)化開(kāi)關(guān)，根據(jù)線路長(zhǎng)短、用戶多少、地理環(huán)境等因素配置自動(dòng)化開(kāi)關(guān)（一般不少于3個(gè)），主干線上的分段開(kāi)關(guān)全部都安裝自動(dòng)化開(kāi)關(guān)，自動(dòng)化功能根據(jù)運(yùn)行情況投入。

（4）配電線路故障段采用以自動(dòng)化開(kāi)關(guān)隔離為主、故障指示器定位為輔的建設(shè)模式。

（5）架空線路支線（第一級(jí)）上安裝分界斷路器，在負(fù)荷重、線路長(zhǎng)的分支線（第二級(jí)）上安裝分界負(fù)荷開(kāi)關(guān)，通過(guò)技術(shù)手段把分支線故障在界內(nèi)快速隔離。

3 結(jié)語(yǔ)

在配網(wǎng)規(guī)劃中推進(jìn)配網(wǎng)自動(dòng)化，是電網(wǎng)發(fā)展的趨勢(shì)，許多地方已經(jīng)開(kāi)始了智能電網(wǎng)建設(shè)，其對(duì)設(shè)備系統(tǒng)與人員素質(zhì)的要求更高，設(shè)備也越來(lái)越復(fù)雜，而采購(gòu)時(shí)設(shè)備種類(lèi)繁多，這就對(duì)系統(tǒng)建設(shè)提出了更加苛刻的要求。因此，要做好配網(wǎng)自動(dòng)化工作，就必須在配網(wǎng)規(guī)劃階段做好統(tǒng)籌，同時(shí)積極提升員工綜合素質(zhì)。

［1］Q／CSG212045—2011 中國(guó)南方電網(wǎng)電力調(diào)度管理規(guī)程［S］.

［2］馬軍.配網(wǎng)自動(dòng)化相關(guān)技術(shù)的研究［D］.西安：西安理工大學(xué)，2004.

［3］黃建榮.淺談配網(wǎng)自動(dòng)化的規(guī)劃與實(shí)施［J］.科技與企業(yè)，2011（8）：249－250.