10kV配電網自動化系統(tǒng)的智能化建設分析

張玉林，崔寶娣，朱正友，紀永新

（國網安徽省電力有限公司淮北供電公司，安徽 淮北 235000）

1 10kV配電網智能系統(tǒng)構成和發(fā)展趨勢

1.1 配電網自動智能化系統(tǒng)的具體構成

10kV配電線網的智能、自動系統(tǒng)主要包括兩大板塊，即計算機網絡軟件系統(tǒng)和電網傳輸系統(tǒng)。計算機網絡系統(tǒng)包括計算機、專業(yè)軟件和相關的通信設備，主要收集、存儲、分析和處理配電線網運行的指令信息。對電網的在線、離線、配電、用戶、結構和地理數據信息進行集成，建設龐大的數據庫，發(fā)揮信息共享功能優(yōu)勢，提高電網運行的便捷、高效、安全服務質量和現(xiàn)代化水平。10kV配電網智能自動化有三大組成部分：配電網智能自動化的主站設備系統(tǒng)；配電網智能自動化的子站設備系統(tǒng)；配電網智能自動化的終端設備系統(tǒng)。在10kV配電線網的智能、自動化項目建設中，充分了解電網智能自動化系統(tǒng)構成，有利于促進項目設計和施工建設。一方面，能夠使施工更加順利，提高施工質量；另一方面，可以促進理論和實踐的結合創(chuàng)新，使項目建設的水平與時俱進，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

1.2 配電網自動智能化建設發(fā)展趨勢

我國的配電網智能自動化建設大致有三大階段。第一階段是國家電網的主干網智能自動化建設階段；第二階段是重點投資10kV配網自動化工程項目建設階段；第三階段是“十三五”期間的發(fā)展提高階段。目前，第三階段的工作已進入攻堅建設階段。作為2020年全面建成小康社會的重點基礎設施建設項目工程，10kV配電網線路的智能自動化建設水平，從建設速度、質量標準和經濟社會效益等方面都有較大的進步。作為城市、農村經濟發(fā)展和人民生活電能供應的主要載體，10kV配電線網的自動智能化建設已開始全面分類建設。第一是電網設備基礎條件較好的中心城區(qū)電網自動化建設；第二是市區(qū)和郊區(qū)的電網自動智能化建設；第三是城鎮(zhèn)農村的電網智能化建設。不同類別在改造中有不同的技術要求，比如，中心城區(qū)的電網，設備質量較好，全部為絕緣性較好的電纜導線，主要內容是建設環(huán)網柜，進行控制設施的智能化改造和增設電纜自動化裝置。郊區(qū)和農村電網智能自動化改造的經濟效益不明顯，全部改為架空電纜，減少電能損耗即可。針對“十三五”期間電網建設的發(fā)展和經濟社會的供電需求，啟動了區(qū)域配網智能自動化建設項目，目的是使電纜網實現(xiàn)分布式饋線智能自動化，架空線網實現(xiàn)就地饋線智能自動化。極大地降低了停電等事故發(fā)生率，為客戶營造良好的安全用電環(huán)境。

10kV配網自動化建設項目的全面開展，大大提高了電網基礎設施的質量水平，使電網平穩(wěn)安全運行發(fā)展為新階段，充分發(fā)揮了計算機、網絡、移動通信技術的優(yōu)勢。在指令信息處理、電能調度、安全巡檢、設備維護以及故障排查等方面，實現(xiàn)了快速定位、精準判斷和及時綜合分析，減少和杜絕了突發(fā)故障的發(fā)生，實現(xiàn)用電安全和安全用電的雙重目標。下一步國家電網要進行新的農村電網改造工程，啟動電能動力入戶建設項目，為10kV配網自動化建設發(fā)展提供了新的空間。未來，將有更多的信息技術設備投入使用，項目設計和施工建設的規(guī)模更大，經濟和社會效益將更加顯著，配電網智能自動化建設的發(fā)展趨勢越來越強勁。到2020年中國使用美國因特網的租期一到，我國將啟用自主創(chuàng)新的互聯(lián)網，即物聯(lián)網IPv9取代美國的IPv6，計算機網絡將廣泛應用中國自主產權的母根、子根服務器，10kV配網智能自動化建設又將進入一個嶄新的發(fā)展階段，為經濟社會發(fā)展注入新的活力。

2 基礎配電線網自動化建設的核心技術特征

10kV配網智能自動化系統(tǒng)的核心技術特征是自愈控制，主要表現(xiàn)在三個方面，即系統(tǒng)“免疫”、持續(xù)供電和功能恢復。

2.1 系統(tǒng)“免疫”

將自愈控制設備技術運用在配電網自動化建設中，能夠充分發(fā)揮較強的“免疫系統(tǒng)”功能。該技術設備能夠及時發(fā)現(xiàn)電網運行中各種影響電網正常運行的不利因素和事故隱患，并及時自動維護恢復，為整個供電系統(tǒng)提供“免疫”功能。

2.2 持續(xù)供電

給電力客戶造成損失最多的就是突發(fā)故障引發(fā)的停電和次生災害性損失。在電網供電系統(tǒng)中加裝自愈控制技術設備，能夠優(yōu)化運行狀態(tài)，預防故障發(fā)生，最大限度上保持電網的正常運行和持續(xù)供電，減少停電的發(fā)生。主要能夠對電網不穩(wěn)定運行狀況進行有效控制。除非自愈控制設備系統(tǒng)遭到破壞，不具備工作能力后，才不能發(fā)揮其應有的作用。

2.3 功能恢復

自愈控制技術的核心優(yōu)勢是功能恢復，電網運行正常的狀況下，該系統(tǒng)針對電網運行過程中某一不完善的方面進行優(yōu)化，使整體的運行狀態(tài)更加健康平穩(wěn)安全。對存在運行故障隱患的地方，充分利用軟件的預防控制優(yōu)勢，恢復設備的完善功能。一旦電網運行呈現(xiàn)波動，自愈控制設備系統(tǒng)會將電網恢復成正常狀態(tài)[1]。

3 配電線網加裝自愈控制軟件技術的優(yōu)勢

3.1 實現(xiàn)電網運行過程各種技術指標的在線監(jiān)測

判斷10kV配電線網的運行狀態(tài)是否穩(wěn)定安全，主要取決于相關技術指標在電網運行狀態(tài)下的數據是否正常，自愈控制技術能夠借助計算機網絡對電網運行中各個技術指標的量實施在線監(jiān)測，隨時掌握電氣量和非電氣量運行指標數值的變化。如電壓、電流、功率因數、功率、設備裝置壓力、溫度和流量等。以便對電網運行狀態(tài)下各種不正常運行指標進行及時調整和完善，滿足電網健康平穩(wěn)安全運行的需要。

3.2 高級測量軟件技術提高電網運行效率

電網運行的自動化系統(tǒng)由兩部分構成，一部分是配電管理軟件系統(tǒng)；另一部分是高級測量軟件技術系統(tǒng)。能夠滿足電能計量計費的自動采集信息，分析、確定和實時計費。即使網絡通信出現(xiàn)故障，相關軟件技術設備也會完成功能重構，恢復正常運行，大大提高電網運行效率和資源利用率，強化設備的運行功能。

3.3 擁有強大的模擬和快速仿真軟件平臺

配電線網的自愈控制軟件技術具有模擬和快速仿真功能，強化了電網自動建設平臺，使操作人員能夠按照智能化系統(tǒng)數據信息的分析結果采取措施制定相應決策，對復雜的電網運行狀態(tài)一目了然。提高事故隱患的監(jiān)測、防范和控制能力，提高電網運行可靠性和安全性。

3.4 實現(xiàn)配電設備自動化運行

電網自動化智能系統(tǒng)中，加載了高級配電智能自動化軟件，加強了管理系統(tǒng)和通信自動化控制能力，完善了配電網快速建模的智能實時仿真自動化系統(tǒng)，實現(xiàn)了配電的自動化。使電網運行的安全性發(fā)生了質的飛越。通過近幾年的實踐應用，配電自動化技術的發(fā)展已相對成熟，不但供電可靠安全，運行效率也非常高，提高了電網運行控制智能化、自動化改造水平。配電設備的自動化運行，節(jié)省了大量的人力，減少了供電管理系統(tǒng)設備的故障發(fā)生和操作失誤造成的隱患，對未來電網升級改造具有巨大的促進作用，具有廣闊的發(fā)展前景。

4 10kV配電網自動化系統(tǒng)的智能化建設具體策略

4.1 電網信息系統(tǒng)與智能化設備的信息交互規(guī)劃

在智能化、自動化的10kV配電線網項目建設中，電網的調度、運行管理、GIS平臺、生產管理以及經營服務等系統(tǒng)的數據信息，包括變電站所信息的更新、設備維護計劃、設備信息模塊、臺賬、缺陷、用戶檔案、變更登記以及高危客戶信息等，都要通過一定的方式進行交互獲取。比如，10kV配電線網的設備臺賬信息，運行管理的生產管理系統(tǒng)通過IEB總線實現(xiàn)與計算機數據庫信息共享，了解掌握設備臺賬信息[2]。

4.2 接入分布式電源

由于分布式電源能把多地區(qū)的電源和電力客戶進行外接，提高安全用電水平，與傳統(tǒng)電源相比具有無可比擬的優(yōu)勢。接入分布式電源需要掌握以下技術節(jié)點。第一，調整正常電壓。智能化配電線網中進行分布式電源接入時，技術要求就是在電壓正常狀態(tài)下，保證其與相關無功補償設備同時工作。所以，接入時利用變壓器進行電壓調節(jié)，使電壓穩(wěn)定在正常范圍。第二，選擇近負荷的電網末端，不僅能夠降低電網的損耗，最大限度地減少事故發(fā)生，還能使電網的運行更加平穩(wěn)、安全。第三，提高電能質量。配電網線路的電源節(jié)點越多，電網的負載越大，對電網運行的狀態(tài)影響越大，降低電能的質量。接入分布式電源能夠穩(wěn)定電網的運行狀態(tài)，保證電能的質量。

5 結 論

2020年我國要全面建成小康社會，10kV配電線網作為經濟社會進步發(fā)展的基礎和支撐項目，實施智能化自動化改造工程具有深遠的歷史意義。因此，在10kV配電線網智能化、自動化建設項目的實施過程中，需要按照技術發(fā)展需要和經濟承受能力，制定長期的發(fā)展規(guī)劃，分步實施，試點先行，以點帶面，規(guī)范推廣。在保證電網運行可靠、安全的基礎上，不斷深入探討成功的經驗，開展自主創(chuàng)新，向著電網現(xiàn)代化、標準化和規(guī)范化方向發(fā)展，不斷提升電網建設的質量。