面向供電可靠性的配電自動化系統規劃探討

楊玉平

（國網鄱陽縣供電有限責任公司 江西鄱陽縣）

面向供電可靠性的配電自動化系統規劃探討

楊玉平

（國網鄱陽縣供電有限責任公司 江西鄱陽縣）

近幾年，我國綜合國力的迅速提升，使得經濟實力和科技實力也發展迅猛。隨之而來對電力的需求量也不斷加大，對供電穩定性的要求也逐漸嚴格。政府和行業對電力可靠性的重視程度也不斷增加。因此，對電力的探討是非常重要的。本文中，筆者將對供電的可靠性，配電自動化等方面展開介紹，希望能對電力的發展有所幫助。

供電；可靠性；配電自動化；規劃

1 引言

理論和實踐證明，供電系統的可靠性主要是依靠配電自動化來實現的，這在上個世紀就已經開始實行，具體是通過網架合理化和配電設施這兩種途徑來實現。然而，隨著時間的增加和各方面的發展，若按照以前的方式供電，就會出現電力供不應求的情況，所以，在一些技術上又進行了適當的改進。在電力的終端設施上并不每處都需配備，也不是都需要進行遙控。在本文中，筆者將對實踐中的配電系統的各個環節展開詳細的介紹，著重介紹配電自動化和供電可靠性的有關內容，促進我國對電力的研究和發展。

2 配電自動化介紹

2.1 配電自動化結構

一般，將配電自動化分為三部分，其包括：主站層、子站層、終端設備。

2.1.1 主站層

主站層是進行配電的首個部分，組成部分比較繁復，包括服務器的前置設備、儲存數據的設備、調度電力的服務設備、通信服務設備、分析電力的服務設備和工作人員的工作臺、操作臺，區域的網絡設施、防火墻等。

主站層的框架的建立主要的在信息交錯聯系的基礎上，各種設備之間的數據傳遞要遵循語法，不能隨意交換。總的來說，主站層的各種設施都要形成一體化的管理和技術。完整的主站層是由支撐層、操作執行層、硬件設施層、應用執行層這四個層面組成。每個層次的設備都應采用先進、標準的儀器，在使用時嚴格遵守使用方法和原則。

2.1.2 子站層

在整體的配電網絡中，由于進行監控的區域和地點多，為了監控方便及時，建立了子站層，這是在整體的配電過程中的一個中轉站，主要作用于對終端設備的通信，在一定程度上還可以減輕通訊設備的工作負擔。換句話說，子站層是對終端設備的數據或者指令的傳輸途徑，將現場的信號發送到通信設備上，這就使得通訊方式多樣化，通過多種途徑來與終端設備、通訊設備聯系上。這充分表明子站層的中轉作用。不僅子站層可以上下鏈接，還可以判斷設施是否出現故障、進行復原等功能。

子站層的建立一般是在變電站上，這就使得子站層對變電站也有一定的設立作用。子站層能夠收集線路的數據，對現場進行及時的監控。

2.1.3 終端層

終端設備位于整個配電系統的最后部分，終端層是由變電站、配電站、開關站、環網柜等幾部分構成。終端層不同于子站層的一體化技術，而是綜合性較突出的裝置。

終端站的作用很明顯，主要是負責主要是向各種的配電設備傳輸數據，同時接受主站層的指令，并且進行相應的操作執行。

2.2 配電自動化通信系統

由上文可知，各種設備之間的聯系主要是數據的傳輸，這些數據一般都是實時數據，特別是在終端層與主站層之間的傳輸。主站層的建立一般是在供電的企業中，數據的傳輸主要是由企業所在的區域網負責。由于區域網的覆蓋范圍廣，設置的通訊節點數量大，怎樣建立可靠的通信系統是順利地實現配電自動化的關鍵點。

2.2.1 技術方面

從技術方面來說，無線網方式并不適合。其原因主要包括以下幾個方面：①安全性能不高；②實時性不高，不能確保數據；③達不到遙控技術的要求。所以，無線網方式不適合，反而更適合信息的自動化的輸入。

2.2.2 經濟方面

從經濟方面來說，無線網方式更為符合。需要注意的是，雖然無線網的早期投入資金少，但后期的維護資金卻大大增加。

表1 通信組網方案經濟技術比較

3 系統的可靠性模型

3.1 簡單系統的可靠性模型

在配電系統的鏈接中，主要是靠各種元件中最基本的串聯和并聯方式，不僅簡單，操作性高，而且安全性也高，幾乎不會出現大的損失。在計算時，由于元件之間的簡單的鏈接方式，可以將復雜的計算轉化為簡單的計算，將整體化為部分。

3.1.1 串聯系統的可靠性模型

在串聯的鏈接方式中，主要是包括兩個及以上的元件構成，但不足的是，若是其中一個元件出現故障，整個系統將會停止工作。換句話說，要想整個系統良好的進行工作，必須要保證各個元件的完好無損。

3.1.2 并聯系統的可靠性模型

在并聯的鏈接方式中，主要是包括兩個及以上的元件組成，不需要像在串聯系統中必須確保每個元件的完好性，只有在每個元件同時損壞時，系統才不會繼續工作。并聯系統在一定程度上比串聯系統耐用性更持久。

3.2 復雜系統的可靠性模型

由于在整個配電系統，結構復雜，范圍廣泛，眾多的元件的鏈接關系也很雜亂，在某些情況上串聯、并聯并不能夠解決實際鏈接問題。所以，如果要是對整個配電系統進行有效的可靠性測估，計算量必須減小，若是系統實在復雜，計算結果就會有待偏差，結果有待考量。

4 供電可靠性評估流程

供電的可靠性評估的流程在下面的圖1中全部包括。由圖1可知，在整個鏈接過程中，許多元件被當做單個元件進行串聯鏈接，這就使得在計算過程中減少了許多元件的算入，將計算過程簡單化。為了使得計算結果更加準確，更加貼近實際情況，在測估的過程中將開關、電氣的極限值等因素考慮進去，以及各種故障等因素。

圖1 配電自動化條件下配電系統供電可靠性評估流程圖

5 配電自動化實施對供電可靠性影響

基于用戶的可靠性指標：

（1）SAIFI是指平均每個用電用戶的停電平率。

SAIFI=用戶停電總次數/用戶總數

（2）SAIDI是指系統中每個用戶停電持續時間的平均總量。

SAIDI=所有用戶停電持續時間的總和/用戶總數

（3）CAIDI是指系統中每個用電用戶停電時間的平均值。

CAIDI=所有用戶停電持續時間的總和/用戶停電的總次數

（4）ASAI是指提供電量中可以利用的平均值。

ASAI=用戶可以用電的小時數/用戶需要用電的小時數

6 配電網供電可靠性聯系的條件

6.1 配電網網絡構造

配電網的特性是配電網網絡構造，配電網最可靠的關鍵條件是配電網網絡構造，配電網安全可靠實施的底柱也是配電網網絡構造。網絡構造質量的提升、轉供能力的進步都可以減免許多的施工隊的停電、打算檢修停電等項目。網絡構造是改善配電網可靠性以前固有的方案。配電網代表型網絡構造包涵：輻射式、環式、多分段、雙電源等網絡構造，它的供電可靠性逐步提升。進入21世紀，伴著配電網提高了它的可靠性的水平，顯現出了新型“三雙”接線的供電可靠性更好的形式。現在普遍認可的我國最好的可靠性的配電網接線型式為“三雙”。

6.2 配電開關設置的組合模式

斷路器、分段器、重合器、負荷開關、用戶分界開關等組成了配電線路上的開關設置，線路的分段是由沿線裝置開關設置完成的，每一段線路有一定量的用電戶，為提升配電網可靠性，適當使各負荷點間的聯系降低。

不同開關設備所具有的功能不完全一樣，這就使得配網可靠性的提高的進程由不同開關設置的組合形式而不同。

6.3 配電終端的配置

在配電自動化的條件下，配電自動化系統的配置所擁有的“三遙”或“二遙”配電終端機能，能夠完成開關設備和環網單元的監控及監看線路的運行狀況，還能實現故障的迅速定位、隔離和轉供。配電自動化規劃的優良步驟是通過配電終端數量和位置配置的提升來實現的。當配電網網絡結構一定時，配電終端配置案的好壞與配電網梳理事故策略及配電網的供電可靠性水平有著密切聯系。

6.4 配電網故障處理模式

整個配電系統執行管理、一次網架和設備、通信水平的綜合方式是由配電網梳理事故的水平表現的。配電自動化投資的好壞和實施的效果是由故障處理方式的選擇來決定的。

6.5 其他因素

除此之外，配電網供電可靠性有關的因素還包涵負荷水平及分布情況、配電網管理水平、負荷的增長速度、自然以及社會因素等。

7 總結

通過多上文的介紹，總的來說，配電系統的設立并不是有同一的標準，要具體情況具體分析，要設立適合該地區的配電系統。合理的規劃，經濟的投入，謹慎的執行，嚴格的管理，不僅可以提高整個電力系統的安全性，還可以提升供電的可靠性。

供電可靠性的主要是通過配電自動化的途徑來得到保障，但是不同的地區要根據本地區各方面的因素來進行合理的規劃設計。在本文中提出的意見和介紹只是個人意見，僅供參考，在具體的情況和不同的地區并不完全使用，可稍加改正。

[1]劉健，趙樹仁，張小慶.中國配電自動化的進展及若干建議[J].電力系統自動化，2012，36（19）：12～16.

[2]別朝紅，王錫凡.配電系統可靠性分析[J].中國電力，1997，5（30）：10～13.

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2016-3-28