城市配網自動化在配網中的應用

作者/呂慶國，泰安供電公司

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城市配網自動化在配網中的應用

作者/呂慶國，泰安供電公司

文章摘要：隨著市場經濟的不斷發展，城市發展的腳步不斷加快，人們的生活水平和企業的現代化生產和管理水平也不斷提高，城市安全可靠用電成了必須解決的問題。2015年統計表明，全國城市居民用電量每年增長20億kw/h，原先城市的配電系統和結構已經無法滿足城市居民和企業的需求，城市配網自動化系統成為發展城市電力系統、促進城市經濟發展的重要手段。鑒于此，本文將針對城市配網自動化系統的現狀及建設過程中應注意的問題進行分析，從而提出一些有利于城市配網自動化建設的意見，希望能促進城市電力供應的穩定。

關鍵詞：城市配網；自動化系統；系統定位

經濟發展和城市化進程的加快提高了人們的生活水平，也使人們對城市的供電質量和效率提出了更高的要求。然而，長期以來城市對電力建設缺少長期的規劃，且不注重對電力建設的管理，使得多數城市的配網系統混亂復雜。因此，城市要大力發展配網自動化技術，實現高質量供電，從而促進城市經濟的發展。

1.城市配網自動化概述

■1.1城市配網自動化的含義

配網自動化是一種集通信技術、自動控制技術和網絡技術于一體，對電力系統實施自動動態監控的技術，它能夠實現城市電力系統的自動化運行，以及城市電力調度的自動化。其次，城市配網自動化技術還能夠在確保電力系統安全運行的基礎上，提高城市電力部門的經濟效益。合理的網架結構是實現城市配網自動化的重要前提，其具備將電能負荷轉換成互供的能力，確保配網自動化技術在運行過程中的安全性和可靠性，從而提高供電能力和供電質量。

■1.2城市配網自動化的作用

城市配網自動化對城市供電有著重要的意義，具體涉及以下三點：一是實現城市配電網絡自動化。配網自動化技術可以全面采集和監控用戶的用電數據，使電網在良好的網絡環境中運行。同時，配網自動化技術不僅可以采集用戶數據，還可以采集運行的參數，在發生事故時進行報警；二是對電壓進行管理。配電網絡以實際電流和電壓作為數據參照，來實現對城市電壓的自動化控制；三是對城市配網自動化具有自我診斷功能，配電自動化系統能夠在運行中自我診斷網絡中的故障，并且還能對故障進行有效的辨別，從而將分析結果提交給診斷部門。這種自我診斷的功能能夠避免電力系統在運行過程中的損失。

■1.3城市配網自動化的結構

城市配網自動化系統主要由配電主站、配電子站、配電終端和通信網絡構成。配電主站是電力系統中最重要的組成部分，連接各個子站點并能夠保持隨時通信。配電子站多設置在變電站的內部，其作用是確保與電力終端的通信順暢。城市配電自動化系統的內部網絡環境較為復雜，不僅設備的種類較多，涉及的監控對象分布也十分廣泛，想要保持正常的系統通信，就必須要設立配電子站。而配電終端則是起到了監控作用，配電終端監控各個站點的變壓系統，從中找出節點中存在的問題并反饋到配電主站。通信網絡是配網自動化系統中的重要設備，是連接主站和終端的重要通信設施。配電網絡的運行過程較為復雜，通信設備更是分布廣泛，因此良好的通信系統是保障城市配網自動化系統正常運行的前提條件。

2.城市配網自動化的現狀

■2.1配電網絡現狀

目前，我國城市配網自動化系統的運行環境較為良好，處在一個相對穩定的狀態下。這主要體現在，首先城市配網自動化系統的抵御風險能力較高，能夠較大程度降低用戶停電的概率；其次，城市的配網自動化系統還能夠有效解決城市夏季用電高峰的問題，使居民夏季用電的穩定性大大提高。然而，城市配網自動化系統目前仍然還存在一些問題，比如不能滿足居民用電質量和效率的高要求，還有不能徹底解決城市停電的問題等。

■2.2配電設備現狀

長期以來，我國城市中的配網線路大多采用埋線電纜和架空相結合的方式，而隨著城市高樓的不斷增多，建筑物逐漸向高層發展，城市配網線路設備也在與時俱進，逐步轉變為地埋電纜的方式。但是，供電部門在實行地埋電纜措施時仍然出現了許多困難，比如地下電纜線路層次復雜導致整個城市的配電網絡混亂復雜，城市電路的負荷較高，嚴重影響了電網的運行能力和負荷能力。

3.城市配網自動化在配網中的應用

■3.1應用定位及目標

城市配電自動化系統的應用定位對城市未來的發展有著重要的意義。目前，我國城市處于飛速發展的時期，居民的用電量也在不斷增加，作為城市發展的重要保障，城市的供電規劃面臨著巨大的挑戰。因此，城市必須要進行嚴格的供電系統規劃，首先應根據城市的實際情況來進行有效的分析，然后再結合城市未來的發展規劃來確定城市配電網絡的應用定位，從而有效提高配電網絡的運行效率。其次，在城市配電自動化網絡運行的過程中，還需要制定較為合理的發展規劃。在制定發展規劃時，需要注意以下幾點：首先，城市規劃部門要重視配電網絡的可靠性。盡管城市的配電網絡故障不可避免，但是配網自動化系統可以提升電網的運行穩定性，減少停電時間，提高配電系統的總體運行水平。其次，城市規劃部門要注重對配電系統的電壓管理。只有加強對配電電壓的規劃和管理，才能夠保證城市電網的順利運行，提高城市配網自動化系統的功能。

■3.2應用策略

（1）配電網架和設備

一般來說，城市的供電配網線路都在10kV左右，且配網的主干線電網大多采取電纜鋪設和架空相結合的方式來運行。但是，隨著城市的不斷發展，城市的建筑風格越來越復雜，用傳統配網架空的方式來搭建電網的難度不斷加大。與此同時，規劃部門在規劃配網主干和分支網架的建設藍圖時必須要有超前意識，選擇具有高負荷能力的導線和設備，從而使得配網系統能夠高負荷運載，滿足城市需要。另外，終端設備的開關是城市配網自動化系統的重要部分。規劃部門在進行系統規劃時，要確保系統終端端口和終端設備的開關接口匹配。近幾年來，一些供電企業已經逐步意識到終端設備控制的重要性，為了防止設備出現故障，許多供電企業在終端上預留了另一個自動化設備的接口，這種做法為配網自動化提供了方便，也保障了配網自動化系統的安全性。

（2）配電信息化系統

配電信息化系統是一種通過地理信息來進行電力配網規劃，從而達到管理配網線路，連接供電企業電力設備、輸配電設備、電力用戶以及變電站等核心業務的綜合信息系統。城市在進行配網自動化建設過程中，采用信息化系統可以有效改善配網線路多、分布廣和線路布網困難的問題，這是因為配電信息化系統能夠準確采集線路的地理信息變化情況，并最終反饋給終端設備。配電信息化系統在提供地理信息的同時，還可以提高城市的供電效率，使配網自動化系統的管理水平得到提高，真正實現系統的遠程自動化控制。因此，配電信息化系統是實現城市配網自動化管理的重要保障。

（3）配電自動化體系

城市配網自動化體系一般都是首先利用自動化設備和開關的配合，然后再由子站、主站和終端形成雙層數據收集和監控部分來對配電網絡實施監控，使配網主站的指令能夠以最快速度傳遞到每個配電終端和子站中，達到將終端設備運行數據反饋到終端主站的目的。

主站的建設是城市配網自動化系統中至關重要的部分，系統無論采用哪一種自動化形式，都需要主站來進行系統的控制和管理。因此，有關部門在建設系統主站時，首先要考慮到主站建設的靈活性和實用性，然后再考慮主站管理的方便性。其次，配網線路的改線率較高，配網監控點時常會遇到更換的情況，監控點的更換會導致監控信息的改變。因此，有關部門要及時將改變的數據信息反饋到配網自動化系統中去，以保證主站得到的信息與線路的運行情況一致。如果子站監控點的改變信息沒有在第一時間同步到配網自動化系統中，那么配網線路的實際運行情況就會和主站顯示信息不符，這樣會大大降低城市配網自動化系統的可靠性，系統也會失去其利用價值。當前，我國已有多數城市開始推進配電自動化系統的建設，并開發了配套的配電自動化使用評價系統，制定了相關工作制度和機制，為城市配電自動化體系的建設奠定了堅實的基礎。

（4）配網GIS系統

地理信息系統（GIS）是在信息技術的發展下，為收集、儲存、搜索、分析及輸出顯示地理空間定位數據而開發的一款數據庫管理系統，其主要包括系統層、數據層、業務邏輯層構成。見圖1。GIS系統在城市配電網自動化中的應用主要表現在以下幾個方面：（1）輸配電線路管理；（2）配電網設施管理；（3）終端消耗管理。

圖1　配電網GIS系統的系統結構

4.城市配網自動化應用中應注意的問題

城市配網自動化系統是一項涉及部門較廣、投資較大的系統工程。因此，在實施配網自動化系統之前，城市必須要對系統進行整體規劃。城市規劃部門首先要根據當地城市的發展特點，和供電企業等相關部門在信息化建設上達成一致意見，從而在綜合規劃和考慮的基礎上，制定配電自動化系統的發展規劃。其次，城市在進行配電系統改革的過程中，配電網的管理方式和原先傳統的管理方法也有了不同，在這種條件下，就必須要選擇具有高素質和高能力的工作人員來操作城市配電自動化系統。比如在進行配網應用分析時，工作人員必須要準確地掌握系統的歷史運行數據和參數，這對工作人員提出了更高的要求，工作人員需要對系統進行定期使用和維護，更好地提高系統的運行效率。

5.結語

近年來，我國城市高速發展，居民和企業對城市的供電效率和質量都有了更高的要求，城市發展供電自動化成了城市發展的首要工作。城市配電自動化系統還要不斷提高技術水平，采用先試點后推廣的發展原則，為城市的可持續發展奠定堅實的基礎。

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