配電自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)研究

時(shí)培環(huán)

摘 要：隨著我國(guó)電網(wǎng)建設(shè)步伐的加快，對(duì)配電自動(dòng)化系統(tǒng)綜合性能也提出更高的要求。然而國(guó)內(nèi)部分地區(qū)在系統(tǒng)建設(shè)中，仍存在較多不合理的規(guī)劃設(shè)計(jì)現(xiàn)狀，如密集光纖通道的架設(shè)、遙測(cè)與遙信等終端的配置，完全脫離主站能力而單獨(dú)設(shè)計(jì)，制約配電自動(dòng)化性能優(yōu)勢(shì)的發(fā)揮，要求做好規(guī)劃設(shè)計(jì)工作。

關(guān)鍵詞：配電自動(dòng)化系統(tǒng);供電可靠性;規(guī)劃

國(guó)家能源局2015年發(fā)布了《配電網(wǎng)建設(shè)改造行動(dòng)計(jì)劃（2015-2020年）》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《行動(dòng)計(jì)劃》），至2020年配電網(wǎng)規(guī)模將呈快速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，配電網(wǎng)運(yùn)行管理工作量大幅增加，對(duì)配電網(wǎng)的調(diào)度、監(jiān)控、搶修的要求更高，配電自動(dòng)化系統(tǒng)的建設(shè)需求非常迫切，各地均在建設(shè)滿(mǎn)足新要求的配電自動(dòng)化系統(tǒng)。本文從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、管理角度，分析了配電自動(dòng)化建設(shè)模式，提出了系統(tǒng)的建設(shè)實(shí)施方案，確保建設(shè)投資的有效性，避免重復(fù)建設(shè)、過(guò)度投資等問(wèn)題，系統(tǒng)可用性、實(shí)用性較強(qiáng)，減少故障定位的時(shí)間，實(shí)現(xiàn)快速故障隔離。

一、配電自動(dòng)化現(xiàn)狀及發(fā)展方向

1.1配電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃

在《行動(dòng)計(jì)劃》中，明確了配電網(wǎng)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的重要公共基礎(chǔ)設(shè)施，提出了目前我國(guó)配用電水平相對(duì)國(guó)際先進(jìn)水平仍有一定差距，區(qū)域發(fā)展不平衡，供電質(zhì)量仍有待改善。需建設(shè)滿(mǎn)足規(guī)劃、區(qū)域統(tǒng)籌、安全可靠、高效實(shí)用、技術(shù)先進(jìn)、智能化配電網(wǎng)絡(luò)設(shè)施和服務(wù)體系。提出了推進(jìn)配電自動(dòng)化和智能用電信息采集系統(tǒng)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)可觀可控;滿(mǎn)足新能源、分布式電源及電動(dòng)汽車(chē)等多元化負(fù)荷發(fā)展需求，推動(dòng)智能電網(wǎng)建設(shè)與互聯(lián)網(wǎng)深度融合等新要求。

1.2配電自動(dòng)化現(xiàn)狀

配電自動(dòng)化相較于主網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化建設(shè)相對(duì)滯后、智能應(yīng)用較少、調(diào)控能力有限、建設(shè)水平較低。截至目前，220kV及以上主網(wǎng)自動(dòng)化已基本實(shí)現(xiàn)全覆蓋，而配電自動(dòng)化覆蓋率較低。配電自動(dòng)化發(fā)展水平也存在較大的區(qū)域差異，其中北京、上海、廈門(mén)、杭州等城市配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)智能化、自動(dòng)化、信息化應(yīng)用水平較高，而欠發(fā)達(dá)或經(jīng)濟(jì)落后的地市電網(wǎng)配電自動(dòng)化較為落后，存在“盲調(diào)”問(wèn)題，亟待建設(shè)滿(mǎn)足現(xiàn)代電網(wǎng)運(yùn)行要求的智能配電自動(dòng)化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)的可視可控，滿(mǎn)足現(xiàn)代電網(wǎng)管理、運(yùn)行的要求。

1.3配電自動(dòng)化建設(shè)研究的意義

按照《行動(dòng)計(jì)劃》建設(shè)任務(wù)，配電網(wǎng)的覆蓋范圍、供電可靠性、智能化程度都將得到大幅提高，2015-2020年這六年的建設(shè)規(guī)模是2014年及之前幾十年已建配電網(wǎng)規(guī)模的40%左右。隨著配電網(wǎng)一次網(wǎng)架規(guī)模的高速發(fā)展，必然對(duì)配電自動(dòng)化、保護(hù)、通信等智能支撐系統(tǒng)的建設(shè)提出更高要求。

根據(jù)國(guó)內(nèi)外建設(shè)運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)，配電自動(dòng)化覆蓋率要達(dá)到一定規(guī)模時(shí)，才能產(chǎn)生效益，并節(jié)省一次電網(wǎng)投資，保證設(shè)備的合理壽命周期，達(dá)到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的目的。因此，深入研究配電自動(dòng)化系統(tǒng)的建設(shè)方案，對(duì)下一階段配電網(wǎng)的全面升級(jí)和建設(shè)改造具有積極的意義。

二、配電自動(dòng)化系統(tǒng)規(guī)劃中的關(guān)鍵技術(shù)

2.1主站規(guī)劃設(shè)計(jì)

配電自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)中，要求做好主站設(shè)計(jì)工作，可細(xì)化為前置延伸模式與大、中、小模式。其中前置延伸模式下，要求主站能夠在監(jiān)控區(qū)域前置延伸，其目的在于使區(qū)域信息采集得以實(shí)現(xiàn)，可滿(mǎn)足就地監(jiān)控要求。而在大、中、小模式下，強(qiáng)調(diào)以可擴(kuò)容平臺(tái)為主，保證其與相關(guān)系統(tǒng)如GIS、PMS以及EMS等在信息交互總線(xiàn)利用下實(shí)現(xiàn)互聯(lián)，這樣能夠滿(mǎn)足整合與共享配電網(wǎng)信息要求，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行配電網(wǎng)圖模的構(gòu)建，進(jìn)而達(dá)到配電網(wǎng)故障處理、監(jiān)控等要求。對(duì)于不同類(lèi)型主站建設(shè)，需以信息接人量為依據(jù)，如大型主站，其信息接人量超出50萬(wàn)點(diǎn)，而在中型、小型主站上，分別保持在50萬(wàn)點(diǎn)與10萬(wàn)點(diǎn)以?xún)?nèi)的信息接人量。此時(shí)在配置軟件模塊與硬件設(shè)備上應(yīng)注意區(qū)分，其中大型主站應(yīng)在SCADA配置下，將其他應(yīng)用軟件、信息交互以及故障處理模塊引入，而中型主站可有選擇性的配置高級(jí)應(yīng)用軟件，小型主站則以信息交互、故障處理以及SCADA模塊為主日。

2.2終端與通信部分設(shè)計(jì)

配電自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，終端設(shè)計(jì)是否合理極為重要，一般以“二遙”、“三遙”終端為主。其中的“二遙”終端主要指可滿(mǎn)足電流遙測(cè)、故障信息上報(bào)功能要求的終端。實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)于開(kāi)關(guān)部分無(wú)需引入電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)。但終端若有本地保護(hù)功能，此時(shí)需配備電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)。終端功能的實(shí)現(xiàn)既可引入GPRS方式，也可將無(wú)線(xiàn)專(zhuān)網(wǎng)應(yīng)用其中。而對(duì)于“三遙”終端，該終端在體現(xiàn)故障信息上報(bào)功能的基礎(chǔ)上，也要求將遙控、遙信與遙測(cè)功能融入，且需使電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)設(shè)置在控制開(kāi)關(guān)上。與“二遙”終端不同，該終端在非對(duì)稱(chēng)加密中，通常通過(guò)光纖通道的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)。

2.3配電自動(dòng)化系統(tǒng)差異化規(guī)劃的實(shí)現(xiàn)

實(shí)際規(guī)劃設(shè)計(jì)中，除保證在主站設(shè)計(jì)、終端設(shè)計(jì)以及繼電保護(hù)等合理外，可考慮將差異化規(guī)劃原則引人其中。這種差異化原則，對(duì)于配電系統(tǒng)主站，可將前置延伸模式用于縣城中，而小型、大中型與重點(diǎn)城市分別進(jìn)行小型主站、中型主站與大型主站的設(shè)置。對(duì)于繼電保護(hù)、配電終端則需以不同供電區(qū)域?yàn)橐罁?jù)進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)，如A+區(qū)域部分，可將全電纜供電方式引入，并在配電終端上以“三遙”為主，可使故障率得以減少，且在故障情況下能夠快速恢復(fù)供電。在A類(lèi)區(qū)域，也可在配電終端上以“三遙”為主，并在供電上選擇絕緣導(dǎo)線(xiàn)或電纜，同時(shí)，為使線(xiàn)路故障率降低，應(yīng)利用GPRS通道、“二遙”終端與本地保護(hù)進(jìn)行結(jié)合。對(duì)于B類(lèi)區(qū)域，主要將“三遙”終端配置在線(xiàn)路與聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)上，其他終端以GPRS通道、“二遙”配電終端為主，有利于故障率的降低。區(qū)別于B類(lèi)區(qū)域規(guī)劃設(shè)計(jì)，c類(lèi)區(qū)域系統(tǒng)規(guī)劃中，要求全部以GPRS通道、“二遙”配電終端為主。在D類(lèi)區(qū)域，規(guī)劃過(guò)程中可在斷路器應(yīng)用下，采用三段式過(guò)流保護(hù)，再結(jié)合GPRS通道、“二遙”，以此使故障被切除。

三、效益分析

配電自動(dòng)化系統(tǒng)的建設(shè)可以提高配電網(wǎng)的自動(dòng)化水平，提高供電可靠性，降低線(xiàn)損，降低故障停電時(shí)間，降低人員勞動(dòng)強(qiáng)度，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益、管理效益和社會(huì)效益。通過(guò)實(shí)施配電自動(dòng)化后，可以提升配電網(wǎng)管理水平，縮短應(yīng)急響應(yīng)時(shí)間，實(shí)現(xiàn)調(diào)度指令科學(xué)下達(dá)，避免非必要停電;通過(guò)調(diào)控一體化的建設(shè)，實(shí)現(xiàn)一次開(kāi)關(guān)的遠(yuǎn)程遙控操作，縮短停電操作時(shí)間，降低運(yùn)維搶修的人力和費(fèi)用成本;可實(shí)現(xiàn)快速故障定位和故障隔離，恢復(fù)非故障段的供電，縮小故障影響范圍，全面提升供電可靠性;能有效延長(zhǎng)一次設(shè)備壽命，減少一次設(shè)備投資，最大限度地發(fā)揮系統(tǒng)供配電能力，降低設(shè)備的閑置率，改善一次設(shè)備的整體運(yùn)行環(huán)境;可以提高供電可靠性，大大改善電能質(zhì)量;為配電網(wǎng)調(diào)度、運(yùn)行、檢修、管理提供了有效的技術(shù)手段，徹底改變了配電網(wǎng)盲調(diào)、全人工運(yùn)行維護(hù)等情況;將配電網(wǎng)調(diào)度監(jiān)控、配電網(wǎng)運(yùn)行維護(hù)、故障報(bào)修集中管理，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)管理的集約化、精細(xì)化、專(zhuān)業(yè)化，達(dá)到減員增效、規(guī)范業(yè)務(wù)、提高效率的目的。

四、結(jié)束語(yǔ)

建設(shè)技術(shù)先進(jìn)、投資經(jīng)濟(jì)、安全可靠的配電自動(dòng)化系統(tǒng)是整個(gè)配電網(wǎng)建設(shè)的關(guān)鍵點(diǎn)和提效點(diǎn)，也是保障一次網(wǎng)絡(luò)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)，體現(xiàn)了配電網(wǎng)的智能化、自動(dòng)化水平。因此，配電自動(dòng)化建設(shè)應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)一次現(xiàn)狀特點(diǎn)結(jié)合配電網(wǎng)規(guī)劃發(fā)展情況，選擇技術(shù)先進(jìn)、投資合理、安全可靠的建設(shè)模式，并通過(guò)管理創(chuàng)新完善相關(guān)的管理制度建設(shè)，從專(zhuān)業(yè)管理體系和技術(shù)支撐體系兩方面來(lái)確保配電網(wǎng)的高效建設(shè)和運(yùn)營(yíng)。

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