提升配電自動化實用化管理的措施與建議

羅 興，周冬旭

(國網江蘇省電力公司南京供電公司，江蘇 南京 210019)

0 引言

智能配電網是堅強智能電網的基石。智能配電網建設的重點工程包括：配電網網架建設和改造，配電自動化試點和實用化，相關信息孤島的關聯和整合，分布電源的接入與控制，以及配用電系統的互動應用等。

南京供電公司于2012年1月完成了一期配電自動化試點和實用化驗收，并正式投入使用。截至2014年底，南京供電公司已完成配電自動化三期建設，整體運行情況良好。但是，隨著配電自動化建設進度的加快，線路覆蓋率的不斷提高，如何充分發揮配電自動化建設工程的投資效益，已成為當前面臨的一個非常迫切的任務；同時也對進一步規范配電自動化系統的建設，加強運維管理以及做好相關功能實用化工作提出了更高的要求。

1 國內外配電自動化建設現狀

1.1 國外配電自動化建設現狀

配電自動化的核心在于提高供電可靠性，減少停電時間，改善對客戶的服務質量，增加用戶的滿意度。

(1) 美國配電自動化發展經歷了4個階段。第3階段從20世紀90年代中后期開始，在該階段，以配電管理系統、配電自動化、用戶自動化為主要內容的綜合自動化成為配電自動化的發展應用方向。第4階段從2004年開始，該階段研究高級配電自動化系統，主要是解決在分布式電源大量接入情況下的配電自動化建設。由于美國社會發展水平較高，配電網管理水平較好，對供電可靠性要求較高且效應十分明顯，同時設備質量水平較高，因此可實現免維護。

(2) 德國電網結構相對穩定，電力系統供電可靠性已經達到很高的水平，客觀上對配電自動化的需求較少，因此在建設配電自動化過程中，德國一些配電公司從實際需要出發，通常采用的建設方式為：在網架結構成熟區域，經過站點優化和技術經濟比較后，在網絡關鍵站點實現自動化功能，以較少的投資換取恢復供電時間的較大幅度減少。在電網結構相對穩定后，在局部區域網絡關鍵點實施應用自動化技術，這對德國配網比較有利。

(3) 日本配電自動化系統功能少而精，中壓配網普遍采用電力載波通信技術。日本與歐美國家有所不同，其供電半徑小，可靠性要求高，環網供電方式比較多，變電站內多采用具有2，3次重合閘功能的重合斷路器；并在變電站設有短路故障指示器，根據短路電流的大小，推算出故障距離，實現故障隔離。

1.2 國內配電自動化建設現狀

我國配電自動化建設起步較晚，但是隨著社會用電可靠性要求的不斷提高，以及公司各個層面的高度重視，大量人力、物力和新技術、新設備的投入，配電自動化建設得到了跨越式發展。

(1) 2012年，成都供電公司實現了國內控制范圍最廣、線路條數最多的集中式饋線自動化(DA)功能。成都市主城區(共193 km2)372條線路全部投運DA功能，其中核心區(共13 km2)168條線路實現了DA全閉環控制運行模式。

(2) 天津城南供電公司配電自動化覆蓋線路開關遙控操作均遵循“能遙必遙”的原則，并且對轄區內29條配電自動化線路部署了全自動DA，其余配電自動化線路均采用半自動方式運行。通過對配電自動化系統的深入應用，示范區用戶平均故障停電時間由2011年的18.9 m in縮短到2013年的4.97 m in。

(3) 佛山供電局配電自動化采用就地控制模式，結合佛山配網實際情況，站外配電終端投保護及重合閘功能，利用時限與站內保護配合，完成了故障區域的自動隔離和非故障區域的快速恢復送電。其判斷邏輯簡單實用，在充分利用現有設備的情況下實現了資源的最大化利用；同時通過其故障自動研判系統，已基本實現配網故障處理、通知過程的全自動化。

(4) 南京供電公司將在2015年底前完成剩余300多條A+區域以及200多條A區域線路的配電自動化改造，并在2016年實現主城6區配電自動化的全覆蓋。

2 配電自動化建設的關鍵點

2.1 明確配電自動化建設原則

國家電網公司配電自動化規劃設計遵循“經濟實用、標準設計、差異區分、資源共享、建改同步”的原則。

南方電網公司對配電自動化建設無統一規范的要求，典型的佛山配電自動化建設模式是按照“簡單、實用、經濟”的原則進行的。由于南方電網公司的建設模式投資小、技術成熟，在建設初期容易取得成效；但從長遠來看，在持續提升供電可靠性、實現配網智能化管理以及應對分布式電源大量接入帶來的挑戰等方面，還是國家電網公司按照區域、重要性進行針對性建設的頂層設計能夠更好地適應未來發展的需要。

2.2 加強配電自動化運行管理

佛山、上海、杭州等供電公司配網基礎數據準確度非常高，可以直接向用戶發送停電通知短信。但目前南京供電公司的基礎數據在準確性、一致性方面還存在一定的差距，需要結合經營、配電及調度數據集成和數據清理進一步提高數據的準確性，為后續應用功能的拓展提供可靠的基礎數據。

此外，分析南京供電公司2014年8，9月份的運行統計數據可知，其終端在線率已經接近99 %，而遙控使用率、遙控成功率、遙信動作正確率以及DA動作次數等指標相比部分先進城市偏低，需要切實采取措施，納入常態化管理，進一步提高相關配電自動化設備的質量和應用相關運行指標。

2.3 超前規劃配電自動化建設

中國工程院余貽鑫院士在2014-08-20的“第五屆配電自動化技術應用論壇”上指出：“在配電自動化的研究中計及分布式電源大量接入刻不容緩”。美國電力科學研究院(EPRI)在其“智能電網體系”研究報告中提出了高級配電自動化(ADA)的概念。該報告將“高級配電自動化”定義為“配電網革命性的管理與控制方法”，它將實現配電網的全面控制與自動化，并對分布式電源(DER)進行集成，使系統的性能得到優化。

3 對策及建議

3.1 優化配電自動化系統建設模式

目前南京供電公司饋線自動化處理模式仍存在以下問題：

(1) 故障處理策略只判斷拓撲，不區分配電網的接線模式，不利于發揮各種典型接線模式的優勢；

(2) 存在多種接線和轉供方式(南京配網部分線路的聯絡點達到了6個)，導致全自動DA處理策略復雜；

(3) 在配電自動化沒有覆蓋的區域，還需要人工進行故障隔離和恢復供電；而為了確保操作的安全性和可靠性，也需要固定的處理方案。

建議在分析梳理南京配網典型接線方式的基礎上，優選簡便、經濟、可靠的運行方式作為網架的主要運行方式，以簡化網架運行的復雜程度，實現配網的規范化、模式化接線。系統拓撲規范、簡化，不僅可以提高配電自動化的運算速度和網絡拓撲的糾錯能力，而且還為配網故障的模式化處理創造了條件，實現各種典型接線配電網在主干線或者電源點發生故障后的模式化故障處理。這些配電網包括輻射狀網、手拉手環狀網、多分段多聯絡網、多供一備網、互為備用網、4×6接線網、雙射網、對射網、雙環網。通過模式化故障處理，可充分發揮模式化接線網架結構的優勢。

3.2 加強配電自動化設備的運維與分析

(1) 嚴格執行運維制度和消缺流程。明確配電自動化運維職責分工，并在OMS系統中開發相關消缺管理流程；進一步落實運維力量，保證運維工作流程及缺陷處理流程正常流轉，實現缺陷處理響應速度滿足要求，從而確保終端在線率、遙控成功率等實用化運行考核指標處于較好水平。

(2) 做好配電自動化系統分析評價工作。按時分析配電自動化應用指標情況，并對配電終端按照不同類型、不同廠家、不同批次等進行統計分析。對于出現的批次產品問題、家族類缺陷等進行重點分析解決。對于缺陷嚴重且消缺不力的設備廠家，后期系統招標、建設時需要慎重考慮和選擇。

3.3 推進配網一、二次設備運維管理一體化

建議配電運檢單位在配電自動化職責劃分上實現開關設備一、二次部分的統一運維，即負責一次設備運維的班組及專職同時負責二次設備的運維管理。配電二次設備運維由設備運檢班組按片區進行管理，理順配電終端投運、退役、變更的業務流程，實現二次終端設備與一次設備同步投運，將配電自動化建設工作固化在配電網生產建設中，有效提高配網相關工作的協同能力。

3.4 加快配電自動化系統實用化應用

3.4.1 深化配、用電數據信息資源的共享

目前，江蘇省電力公司正在對用電信息采集系統公變信息的采集進行改造，數據刷新周期為15 m in，最快約10 m in即可實現現場信息的準實時上送。如果后期能進一步獲取專變的準實時信息，實現配電自動化系統采集的實時數據和營銷用電采集系統采集的準實時測量數據互補，則可展現配電網的完整運行方式，為開展“基于多源信息融合的配網故障處理”、“智能配電網高效運行”提供有效的數據支撐。

3.4.2 拓展多種通信方式的應用

以太網無源光網絡(EPON)技術光纖通信是目前遙控操作的首選。建議對因敷設困難等原因而導致光纖達不到的站點，綜合采用無線公網等通信方式實現搖控操作。

3.4.3 完善饋線自動化功能

建議進一步完善配電自動化系統饋線自動化功能，具體包括如下功能：

(1) 單重、多重故障準確定位，自動生成故障隔離和健全區域恢復供電策略；

(2) 對于多供電途徑配電網，可以根據負荷分布和電流極限約束優選健全區域恢復供電策略，包括區域負荷轉供路徑、區域負荷自動分解轉供以及最小甩負荷供電恢復等；

(3) 對于故障信息漏報等非健全故障信息的情況，故障定位應具有一定的容錯性；

(4) 對于開關拒動的情況，故障處理策略能夠自適應進行調整；

(5) 在生成故障處理策略時，應綜合考慮檢修、保電、禁止操作等多種因素；

(6) 當故障修復后，可自動生成返回正常運行方式的開關操作策略。

3.5 開展高級配電自動化功能研究與試點

在深刻理解高級配電自動化內涵的基礎上，建議結合配電自動化三、四期以及相關科技項目，開展高級配電自動化功能的研究與試點應用工作。包括：開展配電網“大數據”分析；開展智能分布式與集中式饋線自動化協調試點；研究考慮分布式電源大量接入的配電自動化系統；開展配電網快速仿真與模擬技術研究。

4 結束語

配電自動化作為“一流配電網”建設的重要組成部分，在提高供電可靠性方面具有非常重要的作用。為更好地發揮配電自動化投資建設的效益，及時發現目前配電自動化系統應用工作中存在的問題和薄弱環節，需要重點圍繞配電自動化基礎數據的完善和運行指標的提升，推進集中式饋線自動化應用以及開展高級配電自動化功能研究等工作，進一步規范和優化配電自動化系統的全生命周期管理，以更好地支撐電網企業的各項配網業務，實現安全、經濟、優質的運營目標。

1 黃漢棠．地區配電自動化最佳實踐模式[M]．北京：中國電力出版社，2011．

2 徐丙垠，李天友，薛永瑞．智能配電網與配電自動化[J].電力系統自動化，2009，33(17)：38-42．

3 沈冰冰，吳 琳，王 鵬．配電自動化試點工程技術特點及應用成效分析[J]．電力系統自動化，2012，36(18)：27-32．

4 劉 東．智能配電網的特征及實施基礎分析[J]．電力科學與技術學報，2011，26(1)：82-85．

5 徐丙垠，李天友．配電自動化若干問題的探討[J]．電力系統自動化，2010，34(9)：81-86．