李展?jié)h

【摘 要】在農(nóng)村配電自動(dòng)化建設(shè)的過程中，要根據(jù)農(nóng)村實(shí)際整體規(guī)劃情況，分析現(xiàn)有的供電水平和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，本文對(duì)三種配電自動(dòng)化解決方案的研究和分析。

【關(guān)鍵詞】配電自動(dòng)化；建設(shè)；故障；可靠性

引言

隨著農(nóng)業(yè)的不斷發(fā)展以農(nóng)村建設(shè)的不斷加快，城鄉(xiāng)之間的配電自動(dòng)化水平差距不斷地顯現(xiàn)出來。提高農(nóng)村配電自動(dòng)化水平已經(jīng)成為了我國一個(gè)重要的社會(huì)問題和民生問題。

伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的飛速發(fā)展，給新一輪配電自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展提供了條件。同時(shí)結(jié)合智能電網(wǎng)建設(shè)的戰(zhàn)略，農(nóng)網(wǎng)配電自動(dòng)化建設(shè)得到了重視，國內(nèi)供電企業(yè)相繼進(jìn)行試點(diǎn)工程建設(shè)，并取得一些建設(shè)經(jīng)驗(yàn)和成果。其中比較引人關(guān)注的問題主要是配電自動(dòng)化技術(shù)的功能模塊化、實(shí)用性和穩(wěn)定性等問題，尤其是一些配電自動(dòng)化試點(diǎn)項(xiàng)目，會(huì)遇到現(xiàn)有配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)不合理、一次設(shè)備改造難度大、系統(tǒng)整體投資規(guī)模偏大等問題?，F(xiàn)結(jié)合近幾年所參與的配電自動(dòng)化試點(diǎn)項(xiàng)目的工程實(shí)踐以及部分地區(qū)配網(wǎng)自動(dòng)化整體規(guī)劃，從實(shí)用化的角度提出整套配電自動(dòng)化技術(shù)解決方案建議，以供電力系統(tǒng)有關(guān)部門在進(jìn)行配電自動(dòng)化系統(tǒng)的規(guī)劃和實(shí)施時(shí)參考。

1.技術(shù)原則和目標(biāo)

農(nóng)網(wǎng)配電自動(dòng)化系統(tǒng)的建設(shè)應(yīng)遵循“穩(wěn)定性、實(shí)用性、先進(jìn)性和經(jīng)濟(jì)性相結(jié)合”的基本原則，將“根據(jù)現(xiàn)有設(shè)備情況選擇技術(shù)方案，根據(jù)負(fù)荷重要性確定功能需求，因地制宜，差異化設(shè)計(jì)”作為指導(dǎo)思想，以建設(shè)“堅(jiān)強(qiáng)、智能、可靠、靈活”的中壓配電網(wǎng)絡(luò)為最終目標(biāo)。

穩(wěn)定性：需要兼顧考慮系統(tǒng)和設(shè)備兩個(gè)方面的穩(wěn)定和可靠。因此要保證系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡單，同時(shí)對(duì)于故障處理原則應(yīng)考慮在各種運(yùn)行狀態(tài)下故障處理的可靠性。

實(shí)用性：要求解決方案要因地制宜、因網(wǎng)制宜，根據(jù)各單位的特點(diǎn)選擇最適合、最能見效的自動(dòng)化解決方案優(yōu)先實(shí)施。自動(dòng)化系統(tǒng)必須綜合規(guī)劃，統(tǒng)籌考慮各方案的特點(diǎn)，可以分步、分期實(shí)施，逐步升級(jí)。

先進(jìn)性：指系統(tǒng)設(shè)計(jì)理念的先進(jìn)性，系統(tǒng)規(guī)劃有前瞻性，使用穩(wěn)定有效的先進(jìn)技術(shù)設(shè)備，但不應(yīng)該理解為就是使用最新的技術(shù)和設(shè)備。

2.解決方案

對(duì)于一套完善成熟農(nóng)網(wǎng)配電自動(dòng)化系統(tǒng)的規(guī)劃與建設(shè)，所承載的基本任務(wù)包括：

· 故障定位：配電線路的故障自動(dòng)快速定位；

· 運(yùn)行監(jiān)控：配電線路和設(shè)備的正常監(jiān)控，在線診斷；

· 快速復(fù)電：配電線路的故障自動(dòng)快速隔離和自動(dòng)轉(zhuǎn)移供電；

· 配電管理：基于GIS系統(tǒng)和生產(chǎn)管理系統(tǒng)的配電管理自動(dòng)化功能擴(kuò)展。

根據(jù)系統(tǒng)建設(shè)總體原則以及所承載的基本任務(wù)，結(jié)合已有試點(diǎn)配電自動(dòng)化項(xiàng)目的現(xiàn)狀，介紹三種實(shí)用的農(nóng)網(wǎng)配電自動(dòng)化解決方案。其不是唯一模版，但可以根據(jù)本單位實(shí)際現(xiàn)狀和資金規(guī)模，選擇合適的方案實(shí)施。

2.1 方案一：農(nóng)網(wǎng)配電線路故障自動(dòng)定位系統(tǒng)

目的：實(shí)現(xiàn)故障的快速定位，減少故障巡查和故障處理時(shí)間。

技術(shù)：故障指示器技術(shù) + 通信技術(shù) + 故障處理技術(shù)。

特點(diǎn)：不需要改造一次設(shè)備，易于實(shí)施，投資少，見效快，能夠快速實(shí)現(xiàn)故障檢出的故障定位系統(tǒng)。

適用范圍：適用于 10 kV 配電線路，尤其是沒有配置分段開關(guān)或配置手動(dòng)分段開關(guān)的農(nóng)網(wǎng)架空配電線路。主要作用是配電線路的故障區(qū)段細(xì)化至具體客戶或具體區(qū)段，對(duì)客戶分界開關(guān)未覆蓋到的區(qū)域進(jìn)行故障區(qū)段細(xì)化和補(bǔ)充。滿足實(shí)施配電自動(dòng)化方案的最基本最關(guān)鍵的功能之一（故障自動(dòng)定位）的要求，并在資金投入有限的情況下自動(dòng)化系統(tǒng)覆蓋范圍最廣。

方案描述：以故障指示器自動(dòng)檢測短路故障和接地故障的功能為基礎(chǔ)，通過增加通信功能，將其動(dòng)作信息通過短距離無線通信匯集到就地安裝的通信終端上，通信終端再將采集到的指示器信息通過公共通信網(wǎng)絡(luò) GSM 的手機(jī)短信或 GPRS 通信傳送到中心站和后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)。當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，就地安裝的指示器給出動(dòng)作翻牌、燈光報(bào)警等就地信號(hào)，同時(shí)通過通信功能將動(dòng)作信息傳輸?shù)胶笈_(tái)的人機(jī)監(jiān)視系統(tǒng)，后臺(tái)綜合分析所接收到的所有動(dòng)作信息，最終快速定位出故障發(fā)生的位置，并在主接線圖和地理信息系統(tǒng)中給出相應(yīng)告警和提示，同時(shí)將定位結(jié)果以手機(jī)短信的形式通知相應(yīng)的運(yùn)行維護(hù)人員和管理人員。促進(jìn)故障處理的快速反應(yīng)，節(jié)約大量故障查找的時(shí)間，減少客戶的停電時(shí)間，提高供電可靠性和經(jīng)濟(jì)性。

2.2 方案二：分布式智能、網(wǎng)絡(luò)式保護(hù)饋線自動(dòng)化方案

目的：實(shí)現(xiàn)故障自動(dòng)隔離和自動(dòng)轉(zhuǎn)供電。

設(shè)備：電動(dòng)開關(guān) + 智能控制器。

特點(diǎn)：投資少，見效快，可靠性高，對(duì)開關(guān)類型無要求，不依賴主站。

適用范圍：適用于城區(qū)新建線路，以及原有開關(guān)具備（或可改造）電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)的線路，可通過通信擴(kuò)展實(shí)現(xiàn)三遙功能，同時(shí)可以滿足單電源、雙電源或多電源供電系統(tǒng)的故障快速隔離和非故障區(qū)段快速復(fù)電的要求。方案描述：分布式智能控制方案是通過給電動(dòng)負(fù)荷開

關(guān)、斷路器配置智能自動(dòng)化監(jiān)控裝置，綜合監(jiān)測線路電流，開關(guān)兩側(cè)電壓，結(jié)合開關(guān)狀態(tài)進(jìn)行檢測，利用控制器本身的邏輯功能，自動(dòng)查找定位故障點(diǎn)，自動(dòng)跳開故障區(qū)段的兩側(cè)開關(guān)以實(shí)現(xiàn)隔離故障，自動(dòng)合上聯(lián)絡(luò)開關(guān)，實(shí)現(xiàn)非故障區(qū)域的恢復(fù)供電。整個(gè)故障檢出和快速復(fù)電的過程綜合利用了 V-I-T 技術(shù)邏輯判斷，如果線路開關(guān)采用斷路器，還可以充分發(fā)揮重合器快速切除故障和就地重合的優(yōu)勢。在具備通信通道后，可以自動(dòng)升級(jí)為標(biāo)準(zhǔn)的 FTU/DTU，實(shí)現(xiàn)三遙功能。

網(wǎng)絡(luò)式保護(hù)控制方案是在分布智能控制方案的基礎(chǔ)上，增加局部光纖通信或 GPRS 通信，環(huán)網(wǎng)內(nèi)的各 FTU互相交互信息，在故障后毫秒級(jí)的時(shí)間內(nèi)直接跳開離故障點(diǎn)最近的兩側(cè)開關(guān)，變電站出線開關(guān)不需要跳閘，使得停電區(qū)域最小，同時(shí)聯(lián)絡(luò)開關(guān)自動(dòng)合閘轉(zhuǎn)供，保證停電時(shí)間最短。實(shí)現(xiàn)多級(jí)串聯(lián)開關(guān)的無級(jí)差保護(hù)配合，最大限度地實(shí)現(xiàn)保護(hù)設(shè)備快速性和選擇性的統(tǒng)一，同時(shí)也兼容了分布式就地控制技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)。

2.3 方案三：綜合型實(shí)用方案

將上述兩種方案綜合在一個(gè)配電自動(dòng)化系統(tǒng)中。在 F 類供電區(qū)域的郊區(qū)線路、農(nóng)網(wǎng)線路等投資資金規(guī)模受限的場合，實(shí)施安裝就地顯示的故障指示器和帶故障狀態(tài)遠(yuǎn)程信息傳輸?shù)囊贿b故障定位系統(tǒng)。在 C、D、E 類供電區(qū)域，實(shí)現(xiàn)故障自動(dòng)定位和基本的狀態(tài)檢測和負(fù)荷監(jiān)測。

在 A、B 類供電區(qū)域的主環(huán)線路，已安裝有電動(dòng)開關(guān)的場合，可以安裝三遙終端，實(shí)現(xiàn)故障情況下的故障隔離和負(fù)荷轉(zhuǎn)供。推薦使用具有分布智能的終端和必要的網(wǎng)絡(luò)式保護(hù)功能，以提高可靠性。

在 A 類供電區(qū)域的中小城市和區(qū)域，實(shí)施以線路故障自動(dòng)定位系統(tǒng)、SCADA 和以 GIS 為基礎(chǔ)的配電管理系統(tǒng)為基本功能的實(shí)用主站系統(tǒng)。

3.結(jié)束語

農(nóng)村配電自動(dòng)化的建設(shè)是一項(xiàng)艱巨的工作，只有了解當(dāng)前農(nóng)村配電自動(dòng)化的發(fā)展現(xiàn)狀和農(nóng)村配電網(wǎng)的特點(diǎn)，才能選擇滿足自身?xiàng)l件的配電自動(dòng)化控制方式。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，農(nóng)村配電自動(dòng)化的控制方式會(huì)越來越先進(jìn)，只要不斷摸索和敢于創(chuàng)新就能更加推動(dòng)我國農(nóng)村配電自動(dòng)化建設(shè)的發(fā)展。

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