基于配網自動化的供電可靠性提升分析

郭艷婷

（南方電網廣東惠州惠陽供電局，廣東 惠州 516211）

0 引 言

信息技術的普及和發展，讓人們的生活發生了翻天覆地的改變。為了提高供電的可靠性，盡可能滿足整個社會的用電需求，自動化技術被提了出來，該技術結合網絡和實體，是目前比較理想的配網形式，且具體效用也愈發明顯[1]。本文從配網自動化的應用優勢及應用模式出發，圍繞如何提升供電可靠性這一問題，給出一些提升策略。

1 配網自動化

配網自動化作為目前智能配電網體系中的重要組成部分，是可縮短配網故障定位時間、提升供電可靠性的有效手段[1]。配網自動化技術主要包括饋線自動化和故障定位。其中的饋線自動化是指對配電線路運行狀態進行持續的監測和控制，其可在線路故障發生后迅速精準定位和隔離故障區段，以此來恢復非故障區域供電。故障指示器可直接安裝于配電線路上，其判斷故障特征的依據主要來源于線路電流檢測和電壓的變化。故障指示器在發出故障指示之后，可保持數小時至數十小時的持續故障反饋，利于運維工人快速奔赴故障現場進行觀察處理[2]。故障指示器可在配電系統出現短路故障之際，檢測運行線路的短路故障電流后借助發光指示來傳達故障信息，利于運維人員依據電源與故障點的回路原理，從最末發出故障信息的故障指示器和首次未發現故障信息的故障指示器之間的距離（即區段）來確定故障點的實際所在位置。

2 配網自動化模式

目前在配電系統中可保持供電可靠的配網自動化模式主要有2種，分別是就地控制模式和集中控制模式。就地控制模式運行時不需要借助常規的通信手段，運行機制較為簡單，重合器和分段器是該模式所采用設備的主要構成要件。在發生配電故障時，可以借助通過重合器和分段器的動作時間，兩者互相配合，然后將故障的區段進行隔離，接著再為其故障的區段進行送電處理。作為開關設備的重合器，可切斷出現故障的電流。當重合器發生跳閘時，可說明電流超過了整定值。在跳閘后，其可根據整定的時間進行反復重合，重合成功后便可恢復正常運行，重合失敗后可自動閉鎖。分段器作為一種與前向開關配合，在失去電壓或者設備無電流通過時，可進行自動分閘的開關設備。在電流出現故障時，其可在提前預定設置好次數的分合操作下轉變為分閘狀態，用以實現隔離故障區段。

集中控制模式由負荷開關、監控裝置、通信網、配電主站和斷路器構成。該模式在運行時，其各負荷開關設備均與配電主站保持穩定和流暢的通信狀態，并通過遙控方式，驅使配電主站來集中控制處理電流故障。當線路發生永久性故障時，配電主站可依據設備通信，來搜尋和獲悉發生故障路線的對應反饋線終端所記錄和上傳的實時數據，然后借助故障定位端軟件來自主識別發生故障的區段，屆時發出對應命令，對該區段進行隔離和優化負荷途徑，來讓其供電恢復正常。

3 配網自動化在提高供電可靠性方面的優勢

分析配網自動化在提高供電可靠性方面的優勢，主要有以下2個方面。

傳統的電網故障定位模式，主要借助人工的實地現場檢查，但這種模式在惡劣天氣的影響下會降低檢修人員的工作效率，直接導致停電時間過長，使居民企業生活和運行出現障，且停電時間過長還有可能會增加安全隱患。配電網自動化系統具有遙測和遙信功能，可實時采集電流信息并與主站進行通信，在線路發生故障時，可經過邏輯判斷結合線路結構確定故障所在位置，相比于通過直接巡視查找故障點大大縮短了停電時間[3]。

在隔離故障中，自動化開關也可以通過遙控或者自愈轉電操作將盡快恢復非故障區的供電，避免大范圍停電，從縮短停電時間和減少停電面積2個方面大大提高了供電可靠性。

4 實現基于配網自動化的供電可靠性提升策略

4.1 優化管控導向

一是堅持安全第一，明確供電可靠性服務于安全生產的定位，繼續把中壓線路故障率、配電自動化終端在線率、重復停電用戶比例納入減少安全風險的直接管控標準。確保各地區的網架建設和設備安置質量穩定可靠、普及和提升配網自動化水平的實用性、綜合提高和加強停電處理和管理能力。二是配網自動化終端全量“投運”，推進配電自動化遙控操作常態化工作，提升遙控成功率。三是大力推進配電主站自愈功能應用，逐步提升自愈線路覆蓋率。以停電時戶數為抓手，優先在故障率較高的線路開展自愈應用，優化隔離與自愈策略，實現配電網故障自動隔離及快速復電遙控。

4.2 提升網架可靠性

構建輸配協調、秩序井然和便捷簡單的配電網網架。一是充分考慮不同類別區域供電可靠性要求和區域發展規劃（提前了解網架建設區未來幾年的政府規劃建設方案），合理優化中心城區（保持網架點的分布合理有致，避免過多的擁擠）、城鎮和鄉村地區的網架結構，重點提升10 kV可轉供電率、D類供電半徑合格率，優先改造停電時戶數大的線路。二是將目標接線落實于差異配網建設，優化完善結構，合理劃分變電站供電范圍，構建高、中、低壓配電網相互匹配、強簡有序、目標明確、過渡清晰的網絡。網架建設后，對其質量進行評估，確保其建設完成度完全符合規范，然后派遣電力高級技術人員對整個配網系統的運行數據進行檢查，保證各數據可以有效地促進配網自動化的供電正常。另外，在構建可靠性網架，同時持續提升配網自動化技術實際應用范圍期間，除需要重視電力系統的完善之余，還要確保電壓的穩定性。電壓的穩定性和供電質量有著極為密切和直接的關系，當電壓的質量處于不穩定情形時，可能會導致供電質量出現不穩定情況[4]。考慮這一點，在建設配網自動化技術后，應加大電壓監測力度，調節好電壓的波動范圍，避免用戶在用電期間出現質量不高的情況，用以提升供電的可靠性。

4.3 優化配網自動化開關布點

合理增加110 kV、35 kV等變電站布點及出線建設，優化變電站投產順序，重點解決10 kV線路供電半徑過長、局部地區仍存在超長線路、不合理分支線和中心城區線路過載問題，落實項目投資計劃，減少長時停電和重復停電，降低主網停電影響。以加強自動化有效覆蓋率為抓手，以饋線組為單位加快完成關鍵分段、聯絡開關、重要分支的布點，優先在故障頻繁、停電最多饋線開展自動化開關三遙改造。優化配電網規劃方法，完成配電網規劃項目庫修編，促進配電網規劃建設工作科學性、規范化和標準化。

4.4 全面推進配電自動化設備標準化選擇和安裝工作

一方面要做好設備標準化工作，開展開關柜、配電變壓器、中低壓線纜、配網自動化站所終端4大類設備標準化工作，同時完成生產運維管理與基建安裝施工調研、品類優化、完善配網設備技術規范書等工作。另一方面要進一步提升自動化設備運行評價、品控的精準度，重點提升自動化設備的標準化水平，從設備型號、技術參數、規格尺寸等方面推動低壓設備向“免維護”轉變，并注重重合器和分段器以及饋線饋線終端裝置（Feeder Terminal Unit，FTU）的設備的檢測反饋工作[5]。不僅如此，還需要提升配網自動化設備的運維質量，可通過加大運維工作重視和監督力度，設立專門的管理考核制度，擬出成套和對應的配網自動化設備運維技術，定期進行設備維護和檢查等來實現。選擇合理通信方式，考慮運行環境，區分配電領域（即公網和轉網要清晰區分），用以規劃科學、實用和合理的運維技術路線[6]。對電力設備給予保護性氣體和干燥劑，來預防其因晝夜溫差和環境溫濕度造成的凝露問題，并根據當地情況選擇合適的安裝方式（室內或者室外），同時做好設備的散熱和恒溫工作。此外，技術人員的專業水平也是可影響配電自動化設備運行和運維質量的不可忽視因素，可定期對技術人員進行技能培訓，開展講座并設立績效考核制度，以此來為配網自動化設備規范建設和運維工作，培養優秀的技術人員。

4.5 深入推廣和落實10 kV線路合環轉電工作

一是不斷提升實際可轉供電能力，通過優化停電轉電時間窗口，提高環網線路實際轉供電率。二是總結前階段10 kV配網合環轉供電工作經驗，深入推廣10 kV線路合環轉電，明確配網合環轉供電指引，推進合環轉供電能力最大化應用，深入分析轉電未合環原因，優先解決制約和影響提升合環轉供電水平的相關問題[7]。在進行10 kV配電線路建設時，因地制宜考察施工環境的情況，確定施工方案。合理選擇妥帖的配電設備和裝置，考慮好線路長度及存在的未經過改造處理的10 kV配電線路，盡可能地減少線路損耗，確保遙控命令、監控命令和預警設備可將信息流暢地傳送至工作主站。建設時，應當根據實際情況選擇通信方式，常見的有光纖和通用分組無線服務技術。既往有研究指出，光纖通信建設成本耗費較高，運行后的維護工作較為困難，通用分組無線服務技術不受地形限制，維護工作較為容易，但其運作穩定性有所欠缺[8]。本著供電可靠性的原則和期許，可同時選擇這2種通信模式，并以光纖通信為主，通用分組無線服務技術為輔。選用環狀網結構，其穩定性較高，對于距離較近的配網路線還可改變其輸電線，利于提升電力運輸的效率和質量，同時還利于信息技術對其不斷優化。

4.6 提升配網自愈成功率

實現饋線自動化，即配網自動化自愈，主要包括3個影響因素，分別為饋線故障自動定位、自動精準隔離故障和非故障區域以及促使非故障區域可自動恢復供電。其中的饋線自動化作為配網自動化系統中的一種，有著迅速判斷電流故障和促使電流恢復的重要作用[9]。根據不同的可影響配網自愈成功率的原因，有著對應的改善和提升策略。若通信模塊的信號較弱，可增加通信模塊異常率流程，同時對其進行升級處理。且可采取制定升級處理方案，評估其實際應用效率，總結應用報告以及定期升級等措施，來確保通信模塊的信號處于正常范圍。另外，對于配電設備存在缺陷但未及時消除情況，可通過開發和裝置配電設備缺陷定時反饋程序，來降低配電設備的缺陷久留率，提高配電設備的缺陷消除率。經過裝置配電設備缺陷定時反饋程序，在運行時，可將設備的缺陷錄入程序中，然后通知運維進行處理，同時啟動語音報警，自動計算處理所需的時間。接著判斷處理時間是否超時，自主生成報文，并進行缺陷處理[10]。

5 結 論

為了促進經濟的運轉，保障用戶能夠得到穩定和持續的供電量，在建設配網自動化時，首先需要進行實地考察，掌握區域的用電戶數量，明確用電量，并提高配網建設質量，嚴格把關設備的采購標準。另外，還要合理分配線路的負擔，逐步推廣和完善自愈路線。此外，還需要在配電網自動化全面落實普及的基礎上，加大研究力度，開發更加高效和節能的供電系統，提升供電可靠性，滿足企業和居民的用電需求。