城市配網自動化系統的規劃探討

鄧健峰

[摘 要]隨著人們生產技術水平的不斷提高，對于供電質量的要求也隨之提高。實現配網自動化工程可以保證供電質量，也是一個地區電力供應可靠性和安全性的體現。本文以南方某城市的配網自動化為例，對實際操作過程中遇到的問題、技術路線、建設要求和標準以及規劃效果進行分析，以便為供電行業的工作人員提供借鑒和參考。

[關鍵詞]配電系統；規劃；自動化；合理性

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2018.12.022

[中圖分類號]TM76 [文獻標識碼]A [文章編號]1673-0194（2018）12-00-02

0 引 言

為保證供電系統能夠為用戶提供更好的服務，“十二五”期間國家把配電自動化工程作為重點工程建設，投了了大量的人力、物力和財力，全面進行配網自動化建設。城市配電網的合理規劃和城市電網的改造和建設是直接相關的，科學、合理的規劃有助于城市電網建設的完善和安全，能夠保證供電質量和供電效率。

某市配電網自動化覆蓋的范圍涉及300多個村（社區）委會和3 000多個自然村，受益人口達到230萬。本文對該城市的低壓配電網規劃建設經驗進行了整理和歸納，希望能夠為城市配電自動化系統建設提供借鑒。

1 配電網自動化系統的概念和標準

配電網自動化技術是服務于城鄉配電網改造建設的重要技術，包括兩個方面，一是饋線自動化，二是配電管理系統，通信技術在配電自動化中發揮著重要的作用。配電自動化建設主要包括配電和用電兩個方面，在這個過程中不能一味地根據理論來設計規劃，需要根據當地的實際情況設計最優方案。設計時需要注意節約資源，盡可能精簡配電網的結構及最大化節約成本。配電網自動化不僅要對資源進行合理配置，還要盡可能地減輕工作人員的勞動強度，想辦法減少調度、無人值守站值班員和保修人員的數量，做到減員增效，其他方面還涉及利用高端的技術資源，整合技術、故障處理技術和通信技術等。

配電網自動化系統的建設益處有很多，能夠保證供電質量、提高服務水平，為企業贏得較好的經濟收益，還能樹立品牌形象。無規矩不成方圓，配電網自動化建設需要遵循一定的原則來實施，具體的原則有以下方面。

（1）全局出發、整體規劃的原則。每個地區用電量是不同的，因此配電網的統計數據也是不一致的，考慮到不同地區的不同特點，在配電網的規劃時需要總體把握本地區電網的要求，從全局出發，同時分區域統籌。

（2）科學準確，避免二次改造。配電網建設是一項復雜、難度較大的工程，在規劃設計時一定要有針對性，考慮問題要完善，根據設計的要求優先建設負荷穩定、網架相對完善的區域，避免重復建設。

第三，有步驟進行改造，充分利用資源。改造的過程中是分階段進行的，在每個階段改造的過程中都要充分利用現有資源，考慮使用階段的設備特點逐步進行改造，不能一蹴而就地進行大規模建設，容易導致盲目建設，沒有重點，在統籌時難以統計。

第四，技術化原則。企業要利用數據采集技術及時發現企業管理中存在的問題。數據采集包括終端數據采集和調配中心數據監控，經過加工在系統管理平臺上直觀地展現出問題，據此得到的結論是科學可靠的，可以避免發生人為因素導致的錯誤問題。

2 配電網存在的主要問題

筆者經過多次對該城市的配電網數據進行采集分析，發現存在以下幾個方面的問題。

（1）可供電率下降明顯。相對于2010年的網絡架構方面，線路聯絡率、典型接線比例等指標都明顯增加，網絡架構初步形成規模，市內架設網絡趨于完善。但是全市的可供電率下降速度比較明顯，這是因為安全電流的重新整定和規劃供電分區額調整對此形成了一定的壓力。

（2）仍然存在無法負荷的情況。該城市較早運用10 kV配電網線路，能夠很好體現出配電網目前存在的問題，能夠為以后的電網建設提供參考和借鑒。隨著該城市區域內電量的使用量不斷增加，線路的負荷量標準不斷提高，部分線路安全電流在2010年的基礎上重新進行了界定，過載線路的比例和線路的平均負載率都持續增加，但是問題的本質未得到根本性的改變，仍然存在無法負荷的情況。

3 配點自動化采用的技術路線與建設要求

配電網絡自動建設建議具體問題具體實施，有計劃、有步驟地進行，即分區域、分地區、分階段逐步推進。由于線路不是一個標準，需要采用不同的技術路線，實現從分散的就地型轉化到集中型的配電網絡自動化，再分區域逐步實現配電網故障定位。

（1）引進設備。區別于B類供電區，其他區域在建設時需要引進以檢測故障為目的的用電自動化終端系統和攜帶有通信功能的故障指示器，然后分區布點，在不同區域實現配電故障的準確定位。

（2）安裝專門的架空自動化開關。電力企業可以在B類供電區以外的其他區域安裝專門的架空自動化開關，以此實現就地饋線自動化和線路故障信息的及時傳送。

（3）遵循安全要求進行改造。電力企業應選取近段時間內沒有改造或者重新修建的區域實施自動化監控改造，當改造對象確定后一定要遵循安全要求進行改造，需要注意的是減少對現存線路的整改。

（4）利用當地資源進行開關設備改造。在建設過程中要充分考慮當地的情況，盡可能利用當地的資源進行開關設備的改造，改造中一定要有統一的標準來約束。同時，主干環網線路上建議優先選用二次重合閘的真空自動開關。

（5）設置獨立、支持雙路輸入的終端電源系統。在規模較大的供電站，因為供電負荷運載量大，應該設置獨立、支持雙路輸入的終端電源系統，通過安裝電壓互感器或者電流互感器確保能夠實現兩個終端電源并行運行。

（6）保證通信系統的安全可靠運行。通信系統是用戶和供電站之間的溝通橋梁，必須保證通信系統的安全可靠運行，應將光纖和無線通信技術應用其中，以此為載體進行信號傳輸。

（7）設置自動化開關。出于安全性的考慮，電力企業需要在每個部分設置自動化開關，在經常出現停電或其他供電故障的地方也要設置開關。另外，進出的所有線路都要有安全防護措施，并考慮每個模塊的交互性，當某一模塊發生故障時，要確保其余模塊可在短時間內代替故障模塊的功能，還有就是在拆解上需要簡單易行。

4 配電網規劃效果的評估

配電網規劃完成后，電力企業需要對工程進行驗收和評估的，評估主要是從兩個方面來進行。

（1）供電可靠性評價。平均用電量是一個有效的供電可靠性指標，計算公式如下。

RS=（8760×∑N1-∑U1N1）/8760×∑N1

=1-（∑N1-∑U1N1）/8760×∑N1 （1）

式中，N1代表負荷點i的一個IE方案的用戶數；U1代表負荷點i的年平均停運時間。

第一，方案是分為高、中、低三個方案的，不同方案的重壓配電網輻射狀供電的特點也是不同的，根據選擇需要歸納不同的接線模式，計算確定各類的比例。第二，結合在實際中的操作和采集的數據進行分析和整理，精確判斷不同機器的停電頻率。第三，利用上述計算公式確定各類接線模式和供電可靠性的相關指標。第四，根據接線模式所占的比例，并結合優先模式在滿足“N-1”情況下的最大運行負載率情況，經過加權計算出總體指標，從而在精準的計算下可以算出不同方案下供電可靠性指標（不含計劃停電時間）的結果。第五，結合實際計劃停電時間對以上計算出的供電可靠性進行折算，得到需要的計算評估指標。

（2）線損評估。第一，用最簡化的形式將中低壓規劃的各種方案和需要改造區域內的負荷分布形式相結合，進行降低規模計算。第二，根據等效符合的原則確定負荷分布的形式。第三，根據負荷分布形式對線路進行簡化加工，從而能夠計算出主干線路功率的損失、分支線路功率的損失以及配變功率的損失，并用等效線路的損耗乘以該符合分布形式的線路回數。第四，分別計算該地區的功率損耗值和分類設備的功率損耗，就是需要把不同類型的符合分布類型的功率損耗加起來求和。第五，確定最大負荷損耗小時數和電能損耗值。最大負荷損耗小時數能夠從基于最大負荷損耗時間和功率因數查表獲得的，而電能損耗值為各類功率損耗乘以對應的最大負荷損耗小時數的積。

5 結 語

配電網自動化規劃是一項系統化的工程，需要根據當地環境的特點因地制宜地進行線路改造，規劃過程應從全局出發，分階段、分區域進行改造，不斷提高工作人員的技術水平和思想道德素質，關注細節，遵循建設標準和要求進行配電網絡自動化建設。配電網絡自動化的完善建設能夠提高供電質量，樹立良好的企業形象，獲得經濟效應和社會效益，希望本文的研究成果能夠為規劃中的配電網自動化提供借鑒，加快配電網絡自動化建設的步伐。

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