對10kV配網自動化設計問題的幾點探討

摘 要：文章對10kV配網自動化的設計問題進行了一些有意義的探討，希望通過文章的分析和研究，對配網設計工作能夠有所借鑒。

關鍵詞：10kV配網；配網自動化系統；設計

1 當前10kV配網規劃設計中存在的問題

通過對全國各地的10kV配網自動化系統（如圖1所示）進行深入分析后發現，無論是剛剛投建運行的系統，還是已經運行過相當長一段時間的系統，在系統設計層面都存在一些不足之處，具體表現在以下幾個方面：

1.1 片面追求技術的先進性

對于10kV配網而言，在進行配網自動化系統的設計時存在著片面追求技術先進性的誤區，例如運用最先進的配電自動化技術和設備，而忽視了所選技術和設備與原有配網之間的兼容性。這不僅可能導致配網自動化的優勢不能得到有效發揮，反而還可能造成配網運行的不穩定。

1.2 通信通道容量受限

對于配網自動化系統而言，通信系統是其中非常重要的一個組成部分，是實現配網自動化功能的關鍵。然而現實卻是很多地區的配網自動化系統在設計時容易忽視這一問題，造成通信通道的容量不能滿足配網自動化系統運行的需要，進而使控制端與終端之間的通信受阻。

1.3 系統功能結構單一，且對可擴展接口預留不足

很多地區在進行配網自動化系統設計時都存在開放性和擴展性不足的問題，沒有給未來配網自動化的改造以及自動化系統功能的擴充留下足夠的空間。

2 配網自動化的設計原則

2.1 網絡分布與分層模塊設計相結合

配網自動化系統對組成模塊的功能獨立性要求較高，應該可以根據實際配網的結構特點和功能需求，通過模塊化的設計方式構建適應性較高的自動化系統。

2.2 配電網絡完整模型設計

配網自動化的建設意義是為了提高配網運行的可靠性，即在正常工作中通過收集、分析配網的運行數據來給運行優化提供建議，而在配網發生故障時可以快速對故障位置進行隔離，并對故障作出快速診斷和處理。而要實現這一點的一個前提條件就是擁有完整的配電網絡模型，模型中應詳細包含10kV配網的各條線路、設備，并將它們按照實際的關聯關系連接成配電網絡圖，此時就需要用到專用的建模工具來對配網進行建模。

2.3 系統開放性和擴展性

對于當前的10kV配網來說，因為配電技術不斷在發展和進步，所以配網的建設也應該是一個持續不斷的過程，而這就要求在進行配網設計時一定要堅持開放性和擴展性原則，給未來配網的改造和自動化系統功能模塊的擴展留下充足空間。

3 完善10kV配網自動化設計的措施

3.1 主站的設計

對于10kV配網自動化系統來說，其結構層次至少應包含基礎平臺層和應用模塊層，這樣設計的好處是便于未來的系統擴展和配網自動化改造。通過預留模塊接口，只需要進行簡單的模塊疊加就可以實現對系統平臺層的修改，同時又不會對當前配網自動化系統的運行造成干擾，從而使配網自動化系統的運行可靠性得到極大提升。總之，10kV配網自動化系統的主站除了需要采取模塊化的設計方式外，為了確保系統硬件方面的安全，還應該采取雙網操作以達到備份安全的目的。

3.2 一次設備的選型

對于配網自動化系統來說，一次設備承擔著各種計算策略，是保障系統最終功能實現的關鍵。因此，必須提高對一次設備選型的重視。從總體上說，我國的10kV配網主要分為城市配網和農村配網兩類。對于城市10kV配網而言，其線路主要以電纜為主，而且網絡結構以環網為主；對于農村10kV配網而言，其線路多為架空線路，且“手拉手”程度較低。因為城市10kV配網和農村10kV配網在網絡結構特點上面的差異，造成其“自動化潛能”也存在不同，應該針對這種不同選用最合適的一次設備。考慮到當前城市10kV配網中有大量的環網，所以連接電纜的設備也宜選擇各種環網柜。同時，為了提高對環網柜的遠程操控能力，其操作機構應該選用電動機構，并且配置相應的低壓箱、分合閘線圈以及輔助接點等。農村10kV配網又可以分為以下兩種情況：第一種是偏遠地區的單電源輻射式線路。這種配電網絡發生故障的幾率較高，而且多為瞬時性故障，所以在實踐中推薦選用重合器作為一次設備。在采用重合器的情況下，一旦配網發生瞬時故障，就可以對故障進行及時的隔離，這利于快速恢復供電。同時，采用重合器對通信系統的依賴程度較低，這也符合偏遠地區配網通信能力較弱的現狀，在確保供電可靠性提升的同時，也不會帶來較多的建設費用。第二種是擁有“手拉手”能力的線路。對于此類農村配網，因為其供電半徑大多控制在5km的范圍內，所以為了保障供電的可靠性，通常會將主干線路進行三開關四分段的設置，并且在分支線路上配置重合器。這樣做的優點是可以實現遠程集控和就地控制的融合，提升了供電的可靠性。

3.3 通信系統的設計

10kV配網的通信系統對其實現自動化具有不可替代的作用，必須提高對其設計質量的重視。具體而言，需要做到以下幾個方面：（1）通信系統要具有較高的穩定性，即使發生故障也應具有一定的恢復能力；（2）通信系統的組網方式應該保障靈活，能夠根據配網自動化建設的需求進行靈活擴展；（3）配網自動化系統的功能定位就決定了其通信系統必須具備雙向通信的能力，既要滿足終端給控制端發送監測數據的需求，還要滿足控制端給終端發送指令的需求；（4）安全性和實時性好。就目前的通信方式來看，最滿足上述要求的無疑是光纖通信，它不僅通信容量大，而且具有較高的抗干擾能力，將其作為10kV配網自動化系統的通信主網是未來配網通信系統發展的一個主流趨勢。

4 10kV配網自動化設計的發展建議

4.1 提升對優化運行決策支持系統的重視

在進行10kV配網自動化設計的過程中，一定要提升對優化運行決策支持系統的重視。配網自動化的一個最主要的實施目的就是提升供電質量和供電可靠性，而優化運行決策支持系統可以通過綜合分析監測到的各種配網運行數據來生存優化模型，并同步計算出優化模型運行后的各類經濟指標、安全指標，甚至得到其模擬運行后的效果，這就為配網的運行管理提供了決策依據。

4.2 實施信息一體化和大平臺集成系統

配網自動化系統不是一個孤立的系統，而是應該能和供電企業當前的各種管理系統進行有效集成，并且可以實現對各種配網運行數據的充分共享。在未來的10kV配網自動化系統中，需要加強在信息一體化進和功能集成化方面的設計，通過引入公共信息模型來實現配網運行信息在電力部門內部各個系統間的有效共享，在全面提升供電企業對配網運行管理水平的同時，也同步提升配網自動化系統的運行效率。

5 結束語

總而言之，10kV配網在整個電網系統中起著“承上啟下”的作用，提升10kV配網自動化的設計水平，對提升供電質量和可靠性具有重要意義，必須引起充分的重視。

參考文獻

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[2]許均錫.淺談10kV配網的自動化設計[J].科技與創新，2014（24）：144-145.