配網設計中自動化技術的應用分析

林存清

摘要：近年來科學技術飛速發展、經濟水平不斷提高，使得人們生活和工業生產對供電質量提供更高要求。大規模電網改造項目完成后，開始進行配網布局的優化。由于國內配網建設已經步入自動化實施與應用環節，通過運用現代化技術，與電力設備有機結合，實現系統正常運行條件下的異常情況計量控制、其他設備保護和檢查，同時和供電單位、電力用戶高度融合。通過使用科學適用的配網設計技術，實現供電質量與價格制定的雙向數據達標，滿足電力客戶個性化的多樣需求。

關鍵詞：配網設計；自動化技術；應用分析

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.02.135

1當前配網的現狀

現階段國內電力管理的主要矛盾表現在電力缺口不斷擴大，但是電力需求和生產卻存在較大差距。因此，國內電力投資重點任務是電廠與輸電網的建設。通過長期物力和人力投入后，基本完成電力項目發展需求，有效緩解社會用電緊張的問題。隨著社會經濟的飛速發展，使得越來越多電力工作人員認識到配電環節才是電力管理的主要矛盾，而由于固有的投資觀念和模式不夠科學，造成配電網整體結構的落后。以單端輻射性供電為例，國內多數以上的城市采用這種模式供電，一旦發生線路故障問題，處理方法只有整回線路的切除，最終造成大范圍的片區停電。因為配電線路具有較弱的輸電能力，部分超過使用年限的線路依舊沒有更換，長期負荷工作后達到百分之三十以上的線損現象。對于用電高峰階段，更是存在著斷電技術的性能滯后。近年來，相關管理部門陸續制定和推出城網改造政策，加大對配網設計的資金投入，加速配網系統自動化建設進程。

2配網自動化建設和實施的意義

按照電力企業角度進行分析，配網設計融入自動化技術的意義主要包括：第一，控制和減少故障停電的時間與頻次，進一步提高供電穩定性與可靠性。實現故障問題自動化檢測和隔離，緩解故障停電影響范圍，確保非故障區域供電的性能盡快恢復并且降低故障誘發的不必要電費損失。第二，提高電能質量。檢測和改善瞬態電壓與穩態電壓的質量，提供用戶更加理想的電能。第三，增加配電網的設備利用率。將運行系統穩定性提高，降低運行維護與線損的費用，確保企業運營效益的最大化。第四，控制設備檢修的范圍與故障停電的時間。第五，減少電能損耗，優化配置無功分配與整體網絡結構。第六，提高供電服務的水平，積極運用現代化科技，為用戶提供更加優質的服務。

3系統功能及架構方面

3.1 SCADNDMS平臺

一體化系統的主機平臺作為整體配電系統自動化運行基礎條件，在完成平臺技術的整合基礎上，承擔起配網系統管理層與實時層集成任務。例如；遠方監視的保護、定值投切合理修改以及故障數據錄波收集等內容。此外，針對規模較小的配網結構，主要由變電站進行環網控制，也支持主站一體化系統復雜控制。數據中心管理系統的軟件應用，能夠在常規軟件負荷預報、投訴熱線信息處理、故障的恢復控制、短路分析、操作票、網絡拓補、重購以及跟蹤著色基礎上，增加電力市場和負荷計費的管理，實現了整體系統的分工使用、優化配置。

3.2主站、子站方式的比較

配網設計的自動化系統具有信息傳輸量大、實時性標準高、網絡結構復雜等特征，面對多樣化通信技術的廣泛應用，如果系統工作運用無子站的方式，將所有性能均交給主站負責，使得大批量信息數據傳輸至主站系統，加重了主要信息分析、信息處理以及信息判斷的壓力，進而影響系統整體運行的實效性。自動化配網系統無法充分發揮出其使用價值，主站系統一旦發生故障，將會影響整體配網系統運行的穩定性和安全性。最為重要的內容是，國內電網市場大力推廣和倡導優質服務建設，針對城市自動化配網系統故障造成的居民生活、工業生產影響時間，將會造成整個電力行業的輿論和監管。基于這一背景，要求相關設計人員必須增設子站來緩解主站系統工作壓力，承擔部分主站系統運行性能，確保主站系統能夠對各個子站進行統一管理和協調。

子站系統需要承擔的部分性能主要包括：一是，實現了自動化隔離和檢測故障問題，同時恢復非故障區域供電。相較于主站系統，通過子站系統完成這項工作更加便捷。分布處理的模式相較于集中處理具有更強的穩定性。二是，子站負擔起變電站和饋線內各類終端通信的管理，進一步減少主站信道與通信的管理負擔。由于變電站合理增設子站，使得變電站調度終端可以和子站聯網或合并，實現變電站與主站間信道的有機融合。

基于日漸增多的變電站項目和生活工業用電需求，使得配網設計環節開始重視采用多元化通訊的方法將子站接入主站系統中，所以，自動化配網系統的通信合理程度、建設穩定程度直接決定了配網系統實際使用質量和自動化運行情況。

4配網自動化系統的設計

4.1配網自動化主站系統

前置服務設備：針對服務設備發生故障時，為了保障整個系統的運行能夠不受影響，需要將前置服務設備中選擇一臺作為主前置服務設備。這項工作主要由通信交換點完成，運用插件對交換機傳輸來的信息數據整理收集，然后保存至當地內存中。

軟件系統：為了實現對自動化配網系統進行全面保護，需要聯合調試配網故障和恢復的診斷性能。聯合調試過程中，檢查系統各部分性能是否正常。在無故障區域供電恢復操作過程中，應該遙控變電站出口的斷路器。

配網管理系統：結合現階段日漸成熟的自動化輸配電系統展開分析，國內已經初步完成了管理系統綜合性的配電體系。而目前需要處理的首要任務就是進一步提高系統綜合性能，技術人員積極學習和借鑒國際上經驗，改進和升級系統性能，確保自動化系統的適用性更高。

4.2配網自動化子站系統

配網監測設備主要包括分布較廣、數量較多的柱上開關和數量較多的開閉所、環網柜。因此，技術人員必須對中間一級的配電子站進行合理增設，并且由這級配電子站對相關聯配電站的開閉所、監控設備以及柱上開關展開管理，完成數據采集和饋線重合閘操作。此外，配電子站向主站的通信處理設備實時傳輸信息，實現整體系統的自動化的同時，也能夠高效節約主干通道。

4.3配網自動化終端

對配網變壓器與城區所管轄柱上開關等關鍵設備實時監控，并且實現了自動識別性能，可以對各類故障有效控制。優化城區配網結構，運用自動化主站和配網子站雙向運行這一方式，優化配合網絡的重構。針對配網故障問題，能夠將故障設備進行隔離，并且快速恢復無故障片區的正常供電。

5用配網自動化需要注意的問題

5.1對配網自動化的規劃工作應統籌兼顧

自動化配網建設與實施的全過程，涉及到眾多工作部門與人員。因此，在實施方案制定階段，必須綜合性分析，做到整體工作的統籌兼顧。設計內容應該遵循協調統一原則，做到管理方面易于維護、經濟方面有效節約、技術方面平臺統一，從本質上為電力企業信息化、自動化建設提供基礎條件。

5.2對配電線路造成干擾的因素考慮

天氣情況、外界溫度、濕度、人為操作以及電磁干擾等因素都會對配網運行產生影響，這要求設計人員必須全面了解配網建設的實際情況，確保整體設計方案的安全性和可行性。相較于輸電系統而言，配網系統構成設備切換更加頻繁，對設備使用性能、質量與可靠性提出更高標準，并且在無形之中加重了設備運行成本。因此，針對電子設備、元配件篩選、開關絕緣的材料選購等環節，必須全面分析性價比，從本質上提高自動化配電系統的運行設備可靠程度。例如：配網子站的環網與進出線增設電動型操作機構，制定就地控制和遠方控制等方法。

5.3對配電設備的操作管理

一次直流設備操作電源輸出的電壓必須符合相關規定標準，將輸出最大電流控制在8A、最大功率控制在300W。在滿足上述要求后驅動高壓開關的分合閘電機，輸入電源在掉電之后，直流電源的系統依舊正常工作兩小時以上，確保環網柜的高壓開關與分合閘操作大于或等于十二次。配電終端與單元通信電源的輸出電壓能夠符合DC48V±1.44V，最大功率和輸出電流分別滿足40W、1A，并且在滿足最大功率和輸出電流的條件下，確保配電終端連續工作兩小時以上。基于自動化技術的廣泛應用，要求運行人員和技術人員必須不斷學習和進修，為實際配網建設和自動化技術實施提供人力基礎，實現傳統配網運行模式和管理流程的更新。

6結束語

綜上所述，基于科學技術日漸成熟、市場競爭白熱化的背景下，自動化技術應用于配網的設計環節已經成為必然趨勢。自動化配網建設和應用全過程中，相關技術人員需要主動學習與借鑒國際經驗。全面掌握配網建設區域的實際情況，做到統籌兼顧的綜合性分析，最終實現電力行業的可持續發展。