配電自動化技術在農村智能電網中的應用分析

[摘 要] 農村智能電網建設是加快推進農村電網升級改造，滿足農村用電需求，保障農村經濟社會高效穩定發展的基礎。基于此，本文分析當前農村智能電網建設中存在的問題，并詳細介紹配電自動化技術在農村智能電網中的應用。

[關鍵詞] 農村智能電網；配電自動化；主站系統；升級改造

[中圖分類號] TM76 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-7909（2017）13-87-2

智能配電網絡從技術上彌補了傳統配電網絡的弊端，特別是通過應用配電自動化技術，來實現對配電網絡的動態、實時、高效管理。相比而言，農村電網發展水平落后于城市電網，而加快農村電網智能化建設，為滿足農村用電需求，實現農村經濟社會發展提供了有力保障。從農村智能電網建設總體目標來看，應有計劃地推進村鎮配電網絡規劃，落實整個智能配電網絡建設目標，明確建設施工標準，充分考慮地區發展實際，合理、科學、有效配置電網資源，實現農村配電自動化升級改造。同時，考慮到農村地區經濟發展潛力以及未來對電網負荷的需求變化，要從配電自動化建設功能及成本上，充分保障用電戶的用電需求，保障整體配電規劃具有前瞻性、先進性和可操作性。

1 當前農村智能電網建設中存在的問題

農村智能電網建設在實際操作中還存在一些問題。一是缺乏對電網負荷的有效、集中控制，導致電荷負載不均衡。比如農村電網配電中三相負荷不平衡問題，電網變壓器運行不對稱問題，誘發勵磁電流造成中性點電壓偏移問題。二是智能電網配電自動化水平較低，導致電力設備配置不合理。有些地區在智能電網臺區建設中，缺乏對整個地區配電自動化建設總體規劃，難以保障電力設備配置合理，特別是一些偏遠鄉村，智能化電力系統改造不到位，依然停留在人工抄表等低水平工作方式上。三是在低壓設備運行方式匱乏，無法實現有效智能化管理。作為智能電網系統中的低壓設備，因運行方式相對單一，無法實現對用電終端與采集系統的融合。另外，針對變壓器油溫、環境溫度等問題，也可能影響配電自動化系統穩定性。

2 農村配電自動化系統及功能

從農村配電網絡自動化系統結構來看，由于配電網絡規模相對較小，通常采用兩級設計，即主站層和終端層，以滿足對電網的有效維護和全面擴充需要。從功能上來看，主站系統主要負責信息數據收集、故障隔離、供電恢復等功能，并設置在配電調度中心。在配電自動化調度中心，主站層系統能夠對電網中各終端的實時信息進行采集，并通過通信網絡和配電終端來實現通信。主站系統還需要對電網運行進行全面監控，采集并分析電網運行狀態，針對存在的用電故障及負荷分配等問題進行快速、準確、及時調度。配電網絡自動化系統中配電主站與區域調度自動化系統通過通信系統來交互信息，實現電網信息共享。配電終端層從類型上分為配變監測終端、開閉所、配電所監測控制終端等；還有配電站、開關站等設備，其功能主要負責電網數據采集、發出控制指令以及對故障信息進行處理。對于配電自動化網絡系統中的通信系統，主要有主站通信層、通信子站通信層和終端通信層三級框架，利用B/S通信交互模式來分別對變電站、農電所的通信子站及配電工作站進行遙控管理。

SCADA是以計算機為基礎的電力自動化監控系統，在農村配電自動化網絡中的運用，主要結合農村配電電網實際來進行動態調度與監控，實現數據采集、處理、系統管理及遙控與遙調等管理功能。其主要功能有兩大領域，一方面，處理配電網絡線路故障。比如對某段電網瞬時性、永久性故障的分析，對相間短路、斷路問題的判斷；結合不同配電終端故障信息來鎖定故障區段，并給予系統圖示；滿足不同線路故障、多線路多故障點綜合處理；支持配電網絡拓撲結構故障分析；對配電網絡線路進行分級管理；滿足機動設置故障處理閉鎖；對故障點實施隔離；對未發生故障區段實施自動恢復供電等。另一方面，滿足配電自動化系統與其他系統的有效融合與對接。根據農村配電網絡自動化建設需求，從自動化計量、配電網絡數據平臺，以及配電網絡自動化數據交互等方面，來實現不同軟件間數據共享。比如SOA系統應符合IEC61968及61970標準；不同系統模型在數據導入導出上應滿足XML/SVG方式，且滿足標準SVG圖形服務，支持E模型描述語言等。

3 配電自動化技術在農村智能電網中的應用

3.1 科學規劃，完善配電自動化系統網絡結構

在構建農村智能電網建設中，科學規劃是保障配電網絡系統安全、穩定的基礎。具體來講，在遠程數據傳輸系統設計上，通過電壓監測設備來實現與GSM公眾無線網絡通信服務，并滿足電網數據信息的傳輸要求。在該系統中，通過對不同饋線電壓的實時監測，當饋線電壓不達標時，則增加配變布點數量，或者加裝低壓無功自動補償；當然，在一些高壓線路結構中，也可以通過加裝無功自動補償設備來提升配網系統管理有效性。在應用負荷管控系統中，利用GPRS、GSM移動通信網絡為基礎通信平臺，實現對配電終端設備的遠程管理。比如滿足自動抄表、電能質量監測、用電負荷監控等功能；為了提升農村配電網絡用電可靠性和安全性，可以實現對用戶用電過程的動態、實時監測，防范竊電問題。在監測終端設置上，利用監控平臺來完成電網數據信息采集，并全面掌握各變壓器運行狀態，根據用電實際合理配置三相平衡、無功補償，確保配電網絡運行最優化管理。比如在出現用電故障、電網異常情況下，利用報警系統來顯示故障類型，并通過故障點自動化功能來恢復無故障區段的供電需求。

3.2 對主站自動化系統進行改造

主站自動化系統改造是農村智能電網升級的重點，主要包括SCADA主站系統、電網配電軟件系統、電網配電系統設備改造等內容。主站系統的改造，需要對整個配電控制系統進行升級，包括配電網絡數據采集監控系統、遠程終端設備服務器、調試和報表工作站、地理位置監控服務器等。對于前置機服務器，主要滿足電網配電系統遠程終端的服務，將配電系統數據傳輸至前置機。在軟件系統升級上，需要對配電系統主站、配電網子站等安裝應用軟件，來滿足智能化、自動化配電系統管理要求。

3.3 對配電終端系統自動化改造

農村電網配電自動化升級，需要在配電終端系統自動化改造中來完成。增加配電終端故障識別監測、遠程遙控等功能，并從主站系統、子站系統實時交互上，通過光纖網絡、無線網絡技術等，配電終端的靈活配置，滿足系統運行多樣化需求，實現數據采集與交換。利用配電自動化系統，對于提升農村電網智能化管理水平，提高系統維護自動化程度具有重要作用。