基于農網(wǎng)配電自動化技術的解決方案分析

肖海賓

摘 要：農村配網(wǎng)與城市配網(wǎng)技術水平存在較大差異，存在載流量低、網(wǎng)架結構水平不高、設備老舊等問題，嚴重影響供電安全與穩(wěn)定。配電自動化技術是結合多種科技手段和自動控制技術的綜合性技術，能夠實時監(jiān)控配電網(wǎng)運行狀態(tài)，確定故障位置，隔離及協(xié)助配電網(wǎng)系統(tǒng)快速恢復，具有十分突出的優(yōu)勢。基于此，文章以實用性視角出發(fā)，針對青海高海拔地區(qū)農牧區(qū)配網(wǎng)安全穩(wěn)定運行影響因素進行分析，提出幾種對應農網(wǎng)配電自動化技術的解決方案，希望能夠為青海農網(wǎng)配電自動化系統(tǒng)規(guī)劃與應用提供一定參考。

關鍵詞：配電網(wǎng);自動化技術;解決方案;農牧區(qū)

我國青海省位于青藏高原，分布著大量高原農牧區(qū)，具有地理及氣候環(huán)境惡劣、面積廣闊、游牧人口比重大的特點，且擁有豐富清潔能源，是西電東送主要電力輸出地之一，導致其配電網(wǎng)具有供電面積大、線路多、用電負荷分散單一、配電網(wǎng)結構簡單、供電距離長及電網(wǎng)運行環(huán)境復雜，且配電網(wǎng)極易遭受惡劣環(huán)境、地質災害、機械張力、樹障等影響，如何加強高海拔農牧區(qū)配電網(wǎng)規(guī)劃、建設與運維工作，兼具建設經(jīng)濟性和實用性，保障廣大農牧民用電，是青海三新農電有限責任公司一直探索的問題。

1 農網(wǎng)配電安全穩(wěn)定運行影響因素

配網(wǎng)結構簡單。現(xiàn)代社會電力系統(tǒng)發(fā)展情況調查顯示，農牧區(qū)經(jīng)濟發(fā)展步伐加快，農牧民家中添置了越來越多的家用電器，用電需求大幅增加，對電能質量要求也越來越高，但農牧區(qū)現(xiàn)有配電網(wǎng)結構多為110KV、10KV、35KV的輻射型電網(wǎng)結構，配電網(wǎng)結構難以滿足設實際需求[1];電源及負荷分布不平衡，如水電資源集中在黃河南部地區(qū)、礦產資源分布在海西州以西地區(qū)、電力負荷則集中在海東、西寧等東部地區(qū)，再加上配電網(wǎng)發(fā)展較為落后，存在能源支持點少，布局混亂、供電設備老舊等問題，現(xiàn)有配電網(wǎng)負荷承載能力難以滿足實際需求，出現(xiàn)電能供應不足的情況。

供電可靠性和穩(wěn)定性較差。高海拔農牧區(qū)配電網(wǎng)一般屬于D、E類供電區(qū)域，供電面積廣，地理及自然環(huán)境惡劣，存在溝壑、山區(qū)等地形，且氣候復雜多變，暴風雨、暴雪等惡劣天氣發(fā)生頻繁，導致總體線路故障率高、變電站停電頻繁及停電面積廣，檢修人員必須及時了解配電網(wǎng)實際運行情況，才能及時發(fā)展和定位故障，在最短時間內完成搶修工作，避免對農牧區(qū)群眾及企業(yè)造成損失[2]。目前很多地區(qū)存在無法及時反應電網(wǎng)運行狀況的問題，或者反應問題不正確或不一致，應當積極應用自動化技術和設備，及時了解配電網(wǎng)詳細運行數(shù)據(jù)，便于執(zhí)行相關任務。

2 農網(wǎng)配電自動化技術的解決方案

在我國大規(guī)模農村配網(wǎng)自動化建設中，電力公司積極研究發(fā)展，創(chuàng)新發(fā)展各種自動化技術，取得了一定成效，在實際運行中，可以對配網(wǎng)線路故障進行自動跟蹤檢測，也能實時監(jiān)控配電網(wǎng)實際運行情況，方便對配電網(wǎng)整體進行管理，有效提高供電穩(wěn)定性和安全性，提升電能質量，具有十分積極的意義[3]。據(jù)統(tǒng)計，截止青海“三區(qū)三州”10千伏及以下配電網(wǎng)工程全面竣工，青海藏區(qū)總體配電網(wǎng)故障停運率下降至每年1.44次/百公里，故障報修率下降至4.21次/百戶。

方案一：優(yōu)化配電網(wǎng)結構

從實際運行情況看，青海高海拔農牧區(qū)配電網(wǎng)結構較為簡單，規(guī)模較小但整體覆蓋范圍大，為提高供電穩(wěn)定性與安裝性，應積極應用自動化技術優(yōu)化配網(wǎng)結構。一方面，采用主站層、子站層、終端層的設計模式，其中主站層為區(qū)域配電網(wǎng)絡最高層，肩負整個區(qū)域配電網(wǎng)運行和管理工作，實時監(jiān)測配電網(wǎng)運行狀況，與各子系統(tǒng)有效連接，確保配電網(wǎng)整體穩(wěn)定性;農牧區(qū)面積廣闊，為確保所有配電自動化設備都能與主站相互連接，需要合理規(guī)劃設置若干子站網(wǎng)，肩負聯(lián)通上下的重要作用，是信息交流的中轉站，同時還肩負轄區(qū)內配電網(wǎng)故障診斷、隔離及恢復工作;終端層是農村配電網(wǎng)基礎結構，主要功能是配電站、變電器、環(huán)網(wǎng)開關等信息采集、監(jiān)控和保護[4];另一方面，為提升供電可靠性，增強農牧區(qū)配電網(wǎng)抵抗自然災害和外力破壞的能力，可以設置支路斷電系統(tǒng)，在各個支線增加線路自動保護裝置，一旦某一位置出現(xiàn)故障，線路可自動完成阻斷，便于后續(xù)檢修，也避免造成更大范圍的停電。據(jù)了解，截止2020年6月底，青海藏區(qū)配電網(wǎng)結構優(yōu)化工作告一段落，該區(qū)域供電可靠率提升至99.8%，電壓合格率提升至99.5%，并全面解決了3894戶“低電壓”問題。

方案二：線路故障自動定位系統(tǒng)

線路故障自動定位系統(tǒng)工作原理是，通過通信功能，將故障指示器自動檢測故障和接地故障功能發(fā)出的信息，利用短距離無線通信整合傳輸至通信終端，并借助公共網(wǎng)絡系統(tǒng)中GPRS通信傳導至總控系統(tǒng)中，一旦發(fā)出故障信息，指示器就會出現(xiàn)燈光警報及動作翻牌等信號，同時將信息傳導至控制系統(tǒng)進行分析，確定故障位置并將故障信息告知負責系統(tǒng)維修和管理人員。該技術具有十分顯著的應用成效，不僅能夠借助自動化技術對饋線進行故障快速定位、故障隔離、非故障區(qū)供電恢復等作用，還能將故障引發(fā)的大面積停電控制在最小區(qū)間內，縮短故障恢復時間，是故障指示器技術、故障處理技術和通信技術的聯(lián)合應用，主要應用于10KV配電線路中，尤其是在有分段開關或手動分段開關的架空配電線路中。

故障指示器及配網(wǎng)自動化開關安裝原則：（1）在經(jīng)常發(fā)生故障、引發(fā)大面積停電的線路安裝故障指示器，以便快速鎖定故障進行有效隔離;（2）按照村鎮(zhèn)、路及大型分支劃分故障范圍，將故障指示器安裝在開關附近，方面檢修人員快速定位故障發(fā)生區(qū)域;（3）在巡檢困難區(qū)域安裝故障指示器和配電自動化開關;（4）盡量靠近變電站安裝故障指示器和開關，彌補變電站無接地選線儀的不足。

其具體解決方案如下：第一，遙感檢測模式，只具備故障位置判定、開關遙信信號，通常只配備故障指示器、通信技術和通信終端、配電自動化主站，比較適用于故障查找麻煩，對供電可靠性要求不高的偏遠農牧區(qū);第二，集中式控制模式，當配電自動化終端收到故障信息后，以主站為主導聯(lián)合其他配電自動化終端分析和判斷故障類型、故障位置和影響范圍，并給出一個最佳處理方案，并通過人工遠程遙感進行故障隔離和恢復。其優(yōu)勢在于綜合多方信息，對故障判定較為精準，給出的故障處理方法也更加科學合理;不足在于容易受外界因素影響，且通信通道和技術要求高[5];第三，分布式開控制模式，配電自動化終端收到故障信號后，可通過檢測到的設備電氣參數(shù)變化、邏輯推理功能和保護功能，自行判斷故障位置，并進行故障隔離和恢復等工作，然后將事件處理過程上報運行監(jiān)控人員，無需依靠主站。其優(yōu)勢在于不易受外界因素影響，對通訊通道及通信技術要求不高，但對配網(wǎng)自動化設備性能及可靠性要求較高。

3 結束語

總之，隨著配電網(wǎng)自動化技術逐漸完善，將在農村配網(wǎng)建設中發(fā)揮更大價值，青海三新農電有限責任公司應當積極投入研究，結合高海拔農牧區(qū)配電網(wǎng)建設特征和用戶需求，更有效地運行和管理配電網(wǎng)，提高故障檢修效率和質量，為農牧區(qū)群眾提供更高質量的電力服務。

參考文獻

[1]徐俊賢. 農村電網(wǎng)配電自動化探析[J]. 機電信息， 2018， （024）：153-154.

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[5]馮明， 孫婧思. 農村配網(wǎng)自動化的發(fā)展及運行管理探究[J]. 綠色環(huán)保建材， 2020（1）.