城市配電網(wǎng)自動化優(yōu)化技術(shù)分析

劉洋

摘 要：近年來，隨著國民經(jīng)濟(jì)的建設(shè)不斷創(chuàng)新與發(fā)展，很大程度上也改變了人們的傳統(tǒng)生活方式，對其高質(zhì)量生活的要求也越來越高。從其側(cè)面也不同程度的反映出對其需求不斷擴(kuò)大。如用電需求，從這個(gè)意義上來講，傳統(tǒng)的配電方式已經(jīng)很難滿足人們的日常生活。長遠(yuǎn)角度考慮，作為供電系統(tǒng)必須在確保供電需求的前提下進(jìn)行安全可靠的成本運(yùn)行，這就給城市配電網(wǎng)提出了新的挑戰(zhàn)及要求。下面文章則針對現(xiàn)階段我國城市配電網(wǎng)存在的一系列問題進(jìn)行研究分析，尤其是城市配電網(wǎng)自動化的優(yōu)化技術(shù)，這將對整個(gè)用電的解決方案有著不可忽視的重要影響。

關(guān)鍵詞：城市配電網(wǎng)；自動化改造；饋線自動化

中圖分類號：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2019）04-0154-02

Abstract： In recent years， with the continuous innovation and development of the national economic construction， to a large extent， people's traditional life style has also changed， and the demand for high quality of life is also getting higher and higher. From its side also reflects the growing demand for its varying degrees. Such as electricity demand， in this sense， the traditional way of distribution has been difficult to meet the daily life of people. In the long run， as a power supply system must ensure the demand for power supply under the premise of safe and reliable cost operation， which put forward new challenges and requirements to the urban distribution network. The following paper studies and analyzes a series of problems existing in urban distribution network in our country， especially the optimization technology of urban distribution automation， which will have an important impact on the whole solution of power utilization which can not be ignored.

Keywords： urban distribution network； automation reform； feeder automation

針對城市配電網(wǎng)現(xiàn)階段的發(fā)展現(xiàn)狀，雖然在一定程度上獲得了較好的成績。但是存在的不足也越發(fā)明顯，尤其是供電的不穩(wěn)定性，經(jīng)常性出現(xiàn)短暫停電和供電不足的情況都給用戶帶來了一定的損失；另一方面電網(wǎng)相互之間的競爭也存在著較大的問題。從某種意義上來講，我國配電網(wǎng)是二十世紀(jì)八十年代才建立的，經(jīng)過長時(shí)間的發(fā)展與創(chuàng)新整體來講發(fā)展并不是均勻的，且自動化配電的應(yīng)用并不能普及到各個(gè)城市發(fā)展建設(shè)中。尤其是在較為發(fā)達(dá)的城市建設(shè)中，對城市配電的自動化要求更是備受關(guān)注，也為其自動化的研究和發(fā)展提供了有利的發(fā)展環(huán)境。但是在一些不發(fā)達(dá)地區(qū)對其配電自動化還不是很熟悉，并不能將其很好地應(yīng)用其中。這就給我國整體城市配電網(wǎng)自動化的使用提出了新的問題。要解決這一問題則必須對其進(jìn)行深入研究，才能具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

1 配電自動化改造理論

配電系統(tǒng)的自動化從理論上來講則是通過自動化的方式來完成自動配電，這種方式必須利用先進(jìn)的設(shè)備儀器進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控才能得以完成。通常情況配電自動化主要是由三部分組成的，一是配電管理系統(tǒng)；二是配電自動化系統(tǒng)；三是配電SCADA系統(tǒng)。三個(gè)部分都是相輔相成的，其中配電管理系統(tǒng)作為整個(gè)配電自動化的核心內(nèi)容是影響配電自動化形成的最主要因素，也是決定其供電穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素。它的主要功能則是對配電網(wǎng)和遠(yuǎn)程設(shè)備進(jìn)行檢測和控制，并在進(jìn)行過程中可以有效的對傳輸數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析與管理。對其整個(gè)電網(wǎng)的配電方式進(jìn)行合理的保護(hù)和采集。配電SCADA其主要是對監(jiān)控中的開閉和配電室進(jìn)行合理檢測。

配電自動化系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)為三層結(jié)構(gòu)式，分別為主站、子站和終端。其中配電自動化系統(tǒng)中位于核心位置的是主站，主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的存儲和運(yùn)算；位于中間位置的是子站，主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的采集和傳輸；位于底層的是終端，安裝在配電設(shè)備上。

配網(wǎng)自動化改造可以分為變電站自動化改造和饋線自動化改造兩個(gè)主要方面。變電站自動化改造城市配電網(wǎng)自動化改造技術(shù)要建立控制中心與變電站的連接以及配電自動化系統(tǒng)與饋線系統(tǒng)的連接；饋線自動化改造要監(jiān)控電網(wǎng)的運(yùn)行，并在電網(wǎng)故障時(shí)及時(shí)準(zhǔn)確的找出故障點(diǎn)，方便快速消除缺陷。

2 配電網(wǎng)自動化技術(shù)應(yīng)嚴(yán)格遵循的技術(shù)原則

2.1 可靠性原則

可靠性原則是配電網(wǎng)自動化技術(shù)中必須遵循的原則，它要求任意時(shí)段和供電源都必須是穩(wěn)定的。如網(wǎng)架、通信設(shè)備、主站系統(tǒng)等。這也是城市配電網(wǎng)中比較重要的，只有確保其穩(wěn)定性才能更好地實(shí)現(xiàn)城市配電。

2.2 分散性原則

分散性原則主要包含兩個(gè)方面的內(nèi)容：一是分散配電設(shè)備；二是分散使用配電的危險(xiǎn)。配電設(shè)備依據(jù)不同的配電需求其型號及功能也存在著較大的差異，在進(jìn)行重合器機(jī)械設(shè)備的使用過程時(shí)要特別注意其一次性故障所帶來的機(jī)械損害，對主站內(nèi)的軟件要進(jìn)行合理的獨(dú)立設(shè)計(jì)，使得每個(gè)功能的設(shè)備都是在獨(dú)立運(yùn)行的過程中進(jìn)行合理配合的，避免整體性的損害。

2.3 簡化性原則

從某種意義上來講，配電自動化系統(tǒng)是一項(xiàng)比較復(fù)雜的作業(yè)工程。尤其是針對其不懂的配電網(wǎng)人而言，更好好好進(jìn)行學(xué)習(xí)。配電設(shè)備的配電運(yùn)行的基礎(chǔ)元件一旦發(fā)生損害則將對配電自動系統(tǒng)產(chǎn)生無法估計(jì)的后果。所以要求在進(jìn)行配電的過程中為了確保供電的穩(wěn)定性及用戶的安全，可以針對一般的縣級城市采取比較簡單的原則，使用機(jī)械設(shè)備不是那么復(fù)雜的供電設(shè)備，并定期對其進(jìn)行檢查。

3 城市配電網(wǎng)饋線自動化改造技術(shù)

饋線自動化形式有三個(gè)層次：一是端站層。其主要功能是依據(jù)配電過程中可能出現(xiàn)的錯誤指令進(jìn)行及時(shí)的修正和追蹤，并能夠依據(jù)出現(xiàn)的故障進(jìn)行及時(shí)的處理，這就一定程度上大大提高了工作效率。二是子站層。它的主要功能是負(fù)責(zé)對端層進(jìn)行錯誤的排查和處理，當(dāng)一定范圍內(nèi)超出子站層的匯報(bào)數(shù)據(jù)時(shí)就會對其發(fā)生作用和影響，進(jìn)而調(diào)整各個(gè)子站之間的協(xié)調(diào)作業(yè)。

從上文的分析得知，饋線自動化的運(yùn)行原則。但是其改造技術(shù)方案也有其不同的形式，主要有以下三種：一種是無信道饋線改造；二是有信道饋線改造；三是綜合式饋線改造。這三種改造方案都有其不同的優(yōu)缺點(diǎn)，在進(jìn)行配電自動化過程中要依據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇。從某種意義上來講，無信道和有信道的改造方式都是屬于一種就地控制的改造技術(shù)方案相對經(jīng)濟(jì)比較高，但是存在系統(tǒng)不能及時(shí)調(diào)整的缺陷。然而綜合式的改造方案也改變了這一現(xiàn)狀。

4 城市配電網(wǎng)自動化主站與子站系統(tǒng)

通過的上述分析，我們了解到了城市配電網(wǎng)中比較重要的一種自動化配電技術(shù)。但就其發(fā)展城市配電網(wǎng)最基本的結(jié)構(gòu)主要是自動化系統(tǒng)層的主站層，它主要位于自動化中間層的子站和終端層之間，對整個(gè)配電自動化的正常運(yùn)行都有著不可忽視的重要影響。不言而喻，它的地位是極其重要的，配電自動化系統(tǒng)的主站位于頂端的位置對其下面的子站系統(tǒng)都有著重要的支配作用。尤其是在配電網(wǎng)在進(jìn)行運(yùn)行時(shí)，會將所有的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)然后傳輸至主站進(jìn)行分析，再將分析的數(shù)據(jù)反饋至子站中指導(dǎo)其運(yùn)行。

下面針對比較常見的功能進(jìn)行分析，具體如下：

一是SCADA功能。配電網(wǎng)自動化首先要實(shí)現(xiàn)的功能就是SCADA功能，主要包括對數(shù)據(jù)的采集、遠(yuǎn)程控制、實(shí)時(shí)監(jiān)控、故障記錄以及數(shù)據(jù)存儲。以上功能是主站系統(tǒng)的基本功能，其擴(kuò)展功能有無人值班變電站接口、遠(yuǎn)程控制饋線保護(hù)、設(shè)定和修改定值、線路實(shí)時(shí)顯示以及地理接線功能。

二是地理信息管理。由于配電網(wǎng)一般范圍較廣，數(shù)據(jù)處理量大，所以要有相關(guān)的技術(shù)來管理地理信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。配電網(wǎng)地理信息管理系統(tǒng)是一個(gè)具有空間概念的分層管理基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，便于用戶對數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢和管理，并且為自動化系統(tǒng)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫平臺。

三是高級系統(tǒng)程序。主要是指一些能夠提升配網(wǎng)管理水平的高級應(yīng)用軟件。配網(wǎng)自動化子站系統(tǒng)主要功能是對配電網(wǎng)自動化進(jìn)行監(jiān)控和管理。通過自動化開關(guān)設(shè)備與自動化信息技術(shù)相結(jié)合，來實(shí)現(xiàn)對配電網(wǎng)的遠(yuǎn)程監(jiān)視和控制。配網(wǎng)自動化子站系統(tǒng)的建設(shè)能夠很好地提升系統(tǒng)的供電可靠性。

5 城市配電網(wǎng)自動化通信系統(tǒng)

隨著城市配電網(wǎng)對通信系統(tǒng)需求的不斷增大，在進(jìn)行規(guī)劃和創(chuàng)新的過程中，針對通信系統(tǒng)經(jīng)常存在的問題進(jìn)行簡要分析：

一是網(wǎng)絡(luò)傳輸過程中帶寬不足。就目前來講我國在通信系統(tǒng)中所采取的技術(shù)還是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)隔離，這就大大降低了通信傳輸容量。一些人員在操作的過程中將配合設(shè)備和設(shè)備計(jì)算進(jìn)行分別統(tǒng)計(jì)，這就大大提高了使用成本。且商業(yè)通信的容量一般情況下是在1.6Tbit/s，這也是其中發(fā)展緩慢的瓶頸之一。

二是傳輸過程中的可擴(kuò)展性得不到充分利用。尤其是近年來，隨著我國電網(wǎng)業(yè)務(wù)種類的逐漸增多，原有的固化傳輸模式已經(jīng)很難適應(yīng)帶寬的傳輸變化，這就會對信息數(shù)據(jù)造成一定影響，使其數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，最終影響供電的穩(wěn)定性。

針對現(xiàn)階段我國城市配電網(wǎng)自動化技術(shù)在通信系統(tǒng)中存在的主要問題，一些新的自動化優(yōu)化技術(shù)也逐漸被廣泛使用起來，這很大程度上彌補(bǔ)了傳統(tǒng)通信系統(tǒng)的缺點(diǎn)。

6 結(jié)束語

通過上文論述得知，我國目前階段城市配電網(wǎng)自動化技術(shù)主要是由三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成的。如主站、子站和終端等。從某種意義上來講這三種技術(shù)研究都很大程度上推動了我國城市配電網(wǎng)的發(fā)展，也大大提高了供電的穩(wěn)定性。作為相關(guān)人員必須在認(rèn)識到配電網(wǎng)存在不足的同時(shí)，還要提高自身在配電網(wǎng)操作過程中的專業(yè)認(rèn)識和操作能力，以便為配電網(wǎng)良好地運(yùn)行提供保障，進(jìn)而真正意義上推動我國配電網(wǎng)的發(fā)展，為改善人們用電需求提供新的技術(shù)保障。

參考文獻(xiàn)：

[1]王金芝，江榮漢，李德生，等.配電系統(tǒng)可靠性數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析[J].湖南大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），1994（2）：91-97.

[2]王海燕，曾江，劉剛.國外配網(wǎng)自動化建設(shè)模式對我國配網(wǎng)建設(shè)的啟示[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2009（11）：125-129.

[3]葉世勛，張步林，葉曦，等.金藤工業(yè)園配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)及其技術(shù)討論[J].電力系統(tǒng)自動化，1998（8）：61-63.

[4]朱英偉，何云良，徐文，等.金華地區(qū)配電自動化系統(tǒng)一期工程實(shí)施方案[J].電力系統(tǒng)自動化，2002（9）：78-79.

[5]控制科學(xué)與工程系主持召開“智能自動化、計(jì)算與制造”國際研討會[J].華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2006（5）：104.

[6]許曉鋒.配電網(wǎng)自動化技術(shù)問題初探[J].科技資訊，2010.

[7]龐建業(yè)，夏曉賓，房牧.分布式發(fā)電對配電網(wǎng)繼電保護(hù)的影響[J].繼電器，2007.

[8]王彤，蘭森林.分布式發(fā)電對配電網(wǎng)的影響[J].華東電力，2010.