何森

摘 要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電成了人們生活中越來(lái)越必不可少的資源。桂林地區(qū)的電力管理主要依賴(lài)于南方電網(wǎng)，南方電網(wǎng)是特大型國(guó)有企業(yè)，直接服務(wù)于南方五?。▍^(qū)），其運(yùn)作關(guān)系到國(guó)計(jì)民生。配電的自動(dòng)化建設(shè)對(duì)于中低壓配電網(wǎng)有著重要作用，關(guān)系到整個(gè)電網(wǎng)自動(dòng)化的程度以及供用電的質(zhì)量和可靠性。為此，文章結(jié)合桂林供電局配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)情況，針對(duì)城市10 kV配電自動(dòng)化建設(shè)進(jìn)行探討，并提出配電自動(dòng)化建設(shè)存在的不足及需要注意的問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：南方電網(wǎng)；配電自動(dòng)化；10 kV；桂林供電局

中圖分類(lèi)號(hào)：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2014）23-0103-02

配網(wǎng)自動(dòng)化就是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代通訊技術(shù)以信網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)10 kV配電系統(tǒng)的正常運(yùn)行、監(jiān)測(cè)事故以及控制管理。當(dāng)供電線路的某一區(qū)段發(fā)生故障時(shí)，配網(wǎng)自動(dòng)化可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動(dòng)隔離故障區(qū)域、并自動(dòng)恢復(fù)其它區(qū)段的供電能力，以達(dá)到縮小停電范圍和降低用戶(hù)停電時(shí)間的效果，提高了供電可靠性。我國(guó)各個(gè)地區(qū)的10 kV配電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不盡相同，因此須依據(jù)當(dāng)?shù)鼐唧w情況選擇最佳方案，配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)是實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)自動(dòng)化的關(guān)鍵。

1 配網(wǎng)自動(dòng)化發(fā)展趨勢(shì)及構(gòu)成

經(jīng)濟(jì)的發(fā)展對(duì)配電網(wǎng)提出了更高的要求，配電網(wǎng)現(xiàn)代化也是電力系統(tǒng)現(xiàn)代化發(fā)展的必然趨勢(shì)。配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)終極目的是為擴(kuò)大供電能力，提高供電的可靠性，優(yōu)化電力服務(wù)。

1.1 建設(shè)配電自動(dòng)化的必要性

配電線路自動(dòng)化是指對(duì)配電線路具有快速診斷、遇到故障自動(dòng)隔離提高供電可靠性的系統(tǒng)。城市是現(xiàn)代社會(huì)政治、經(jīng)濟(jì)、文化中心，對(duì)于正在進(jìn)行城市化建設(shè)的中國(guó)更是如此，城區(qū)突然停電可能對(duì)政治、經(jīng)濟(jì)以及社會(huì)安全造成重大影響，因此城市對(duì)供電的質(zhì)量要求很高。實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)自動(dòng)化不但是與時(shí)俱進(jìn)的表現(xiàn)，更是當(dāng)代社會(huì)發(fā)展的急切要求，是供電行業(yè)的必然途徑，對(duì)社會(huì)效益具有巨大的貢獻(xiàn)。

1.2 配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的基本構(gòu)成

配電自動(dòng)化系統(tǒng)主要由配電主站、子站、配電終端和通信通道組成。其中配電主站是數(shù)據(jù)的處理與存儲(chǔ)、人機(jī)互動(dòng)和實(shí)現(xiàn)其它應(yīng)用功能的核心，一個(gè)配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)有且只有一個(gè)配電主站。配電終端是位于配電自動(dòng)化系統(tǒng)基礎(chǔ)層的重要組成部分，一個(gè)系統(tǒng)常由很多終端構(gòu)成，配電終端需依據(jù)不同的應(yīng)用對(duì)象來(lái)選擇類(lèi)型，安裝在設(shè)備運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)的自動(dòng)化裝置，配電終端包括開(kāi)關(guān)監(jiān)控終端、變壓器檢測(cè)終端、配電開(kāi)關(guān)站監(jiān)控終端等，由于系統(tǒng)的實(shí)時(shí)狀況、故障處理、設(shè)備運(yùn)行等數(shù)據(jù)都來(lái)源于配電終端，而且故障的處理，如：隔離、負(fù)荷轉(zhuǎn)移、恢復(fù)供電等操作都需通過(guò)終端執(zhí)行，因此終端的可靠性直接影響整個(gè)系統(tǒng)的可靠性。配電子站是主站與終端的中間層設(shè)備，用于匯集通信，如有需要也可以實(shí)現(xiàn)區(qū)域監(jiān)控功能。通信通道則是連接配電主站、終端和子站的通道，以實(shí)現(xiàn)信息傳輸。

2 配電自動(dòng)化系統(tǒng)的建設(shè)

2.1 規(guī)劃配電網(wǎng)架

規(guī)劃配電網(wǎng)架是實(shí)施配電自動(dòng)化的第一步，配電網(wǎng)架的優(yōu)化也是配電自動(dòng)化系統(tǒng)的基礎(chǔ)。在進(jìn)行配電網(wǎng)架的規(guī)劃時(shí)，應(yīng)遵循以下幾個(gè)原則。

①規(guī)劃合理、穩(wěn)定的配電自動(dòng)化網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。

②網(wǎng)絡(luò)接線方式應(yīng)滿足《城市電力網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)導(dǎo)則》和《城市配電網(wǎng)技術(shù)導(dǎo)則》標(biāo)準(zhǔn)的要求。

③一次設(shè)備如遠(yuǎn)方終端應(yīng)滿足遙測(cè)、遙信要求，有些需要配備電動(dòng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)以實(shí)現(xiàn)遙控功能。

④饋線自動(dòng)化線路應(yīng)保證在故障情況下負(fù)荷轉(zhuǎn)移的功能，具備負(fù)荷轉(zhuǎn)供路徑和足夠的備用容。

2.2 饋線自動(dòng)化

饋線自動(dòng)化是對(duì)在對(duì)供電可靠性要求很高的區(qū)域?qū)嵤?，其?shí)施需要一定的基礎(chǔ)條件，如：電力電纜設(shè)備、配電一次網(wǎng)架、通信基礎(chǔ)設(shè)備等。饋線自動(dòng)化常與變電站或開(kāi)閉所出線等保護(hù)組織相配合，一般常采取就地型和集中型等模式加以實(shí)現(xiàn)。就地型模式就是不需要配電主站或子站的控制，而是直接通過(guò)各個(gè)終端的相互通信與配合，在配電系統(tǒng)任何一處發(fā)生故障時(shí)，即時(shí)隔離故障區(qū)域，快速恢復(fù)非故障區(qū)域的供電，并反饋處理過(guò)程、結(jié)果等信息。而就地型饋線自動(dòng)化模式又包括重合器方式、智能分布式等幾種類(lèi)型。集中型模式的饋線自動(dòng)化就是借助通信手段使配電終端和配電主站或子站實(shí)現(xiàn)通信互動(dòng)，在出現(xiàn)故障時(shí)，即時(shí)判斷故障區(qū)域，然后通過(guò)遙控或人工隔離故障區(qū)域，恢復(fù)非故障區(qū)域供電。集中型模式又分為半自動(dòng)方式、全自動(dòng)方式等?？砂凑战泳€方式的類(lèi)型可將10 kV開(kāi)閉所分為終端開(kāi)閉所和環(huán)網(wǎng)開(kāi)閉所。環(huán)網(wǎng)開(kāi)關(guān)站主要是解決線路的分段和用戶(hù)接入問(wèn)題，站間功率交換：而終端開(kāi)關(guān)站主要目的在于提高變電站中壓出線的間隔利用率，提升配送線路數(shù)量和出線走廊限制問(wèn)題，終端開(kāi)關(guān)站不存在功率交換。

實(shí)施配電自動(dòng)化建設(shè)須以重合器、分段器、負(fù)荷開(kāi)關(guān)等機(jī)電一體化的自動(dòng)開(kāi)關(guān)設(shè)備為前提，分段和隔離故障用的開(kāi)關(guān)在架空路線具有免維、高可靠性、體積小和安裝方便等優(yōu)點(diǎn)，且能適應(yīng)嚴(yán)酷的戶(hù)外環(huán)境。

2.3 通信系統(tǒng)建設(shè)

配電通信系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)實(shí)際配電網(wǎng)自動(dòng)化的具體需求，并結(jié)合改造工程與網(wǎng)架變動(dòng)的現(xiàn)狀，以及其它應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一設(shè)計(jì)規(guī)劃，從而提高電網(wǎng)系統(tǒng)通信基礎(chǔ)設(shè)施的利用效率。通信系統(tǒng)可以利用配電系統(tǒng)專(zhuān)網(wǎng)或公網(wǎng)，配電網(wǎng)的主站與配電的子站之間的通信通道作為骨干層通信網(wǎng)絡(luò)，配電主站或子站至配電終端的通信通道為接入層通信網(wǎng)絡(luò)。

2.4 配網(wǎng)主站的建設(shè)

配網(wǎng)主站是整個(gè)配網(wǎng)系統(tǒng)的監(jiān)管中心，對(duì)于城市配網(wǎng)主體的設(shè)計(jì)與建設(shè)，需要考慮完成以下幾個(gè)功能。

①配電網(wǎng)系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集與控制，這是針對(duì)集中型配網(wǎng)模式來(lái)說(shuō)的，用于快速完成線路故障的定位、隔離以及非故障區(qū)的供電恢復(fù)，須適用于各種復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)。

②配電地理信息管理（GIS）。

③配電網(wǎng)應(yīng)用分析（PAS）。

④與其它應(yīng)用系統(tǒng)接口。

3 國(guó)內(nèi)外配網(wǎng)自動(dòng)化的發(fā)展現(xiàn)狀與思考

3.1 國(guó)外配電網(wǎng)發(fā)展與現(xiàn)狀

很多發(fā)達(dá)國(guó)家的電網(wǎng)建設(shè)比較完善，配電自動(dòng)化這一術(shù)語(yǔ)一經(jīng)美國(guó)提出，發(fā)達(dá)國(guó)家就展開(kāi)了對(duì)配電自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)的探討，并將配電網(wǎng)建設(shè)放于電網(wǎng)建設(shè)中很重要的地位。美國(guó)、英國(guó)、德國(guó)、法國(guó)、日本、新加坡等國(guó)家的經(jīng)濟(jì)與技術(shù)水平相對(duì)較高，加之對(duì)通信技術(shù)及檢測(cè)技術(shù)研發(fā)的大量投入，其配電自動(dòng)化的技術(shù)與水平更新周期更加短，使配電自動(dòng)化技術(shù)能夠滿足配電自動(dòng)化的要求。國(guó)外的配電自動(dòng)化系統(tǒng)的建設(shè)在理念、模式與發(fā)展進(jìn)程上遵循各國(guó)國(guó)情而異。美、英、法、日、新加坡等國(guó)家在配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)上態(tài)度十分積極，目標(biāo)明確，即提高供電可靠性；而德國(guó)電網(wǎng)供電的可靠性本來(lái)就已較高，對(duì)配電自動(dòng)化比較謹(jǐn)慎；韓國(guó)在配電自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)中，更加注重電網(wǎng)的優(yōu)化建設(shè)以提高供電可靠的綜合效益，從而減少電網(wǎng)建設(shè)的投資。

3.2 我國(guó)配電網(wǎng)的發(fā)展與現(xiàn)狀

相對(duì)于發(fā)達(dá)國(guó)家，我國(guó)配網(wǎng)電源點(diǎn)落后于城市的發(fā)展，城市和商業(yè)的規(guī)?；ㄔO(shè)限制了電源點(diǎn)容量及電能輸出，特別是配電線路的傳輸通道。再者，由于桂林地區(qū)以及其它南方城市建設(shè)迅猛發(fā)展，但電力配套建設(shè)不及時(shí)，輸電線路長(zhǎng)但半徑小，常出現(xiàn)瓶頸造成停電事故。早期電網(wǎng)建設(shè)中，由于線路導(dǎo)線細(xì)、年久失修，高能耗設(shè)備多，線損率高，配電網(wǎng)的設(shè)備老化和性能低劣，供電事故頻繁，往往一個(gè)小故障會(huì)引發(fā)全線或大面積停電，造成不良社會(huì)影響。加之電網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，環(huán)網(wǎng)聯(lián)絡(luò)接點(diǎn)較多，而長(zhǎng)期以來(lái)我國(guó)對(duì)配電網(wǎng)建設(shè)沒(méi)有足夠的重視，致使配電網(wǎng)的發(fā)展相對(duì)落后。

3.3 配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)中存在的問(wèn)題

3.3.1 資源浪費(fèi)

目前，我國(guó)很多供電企業(yè)存在多套供電系統(tǒng)且同時(shí)使用狀態(tài)。這些系統(tǒng)如調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)、配電管理系統(tǒng)、配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)、負(fù)荷管理系統(tǒng)等，實(shí)際上它們很多功能是相互聯(lián)系的，因此一個(gè)系統(tǒng)很可能會(huì)使用來(lái)自其他系統(tǒng)的信息與數(shù)據(jù)，這樣會(huì)造成大量的資源浪費(fèi)。如何合理地規(guī)劃這些在功能、結(jié)構(gòu)以及數(shù)據(jù)通信方式相類(lèi)似的系統(tǒng)的功能地優(yōu)化、協(xié)調(diào)動(dòng)作，又可夠提高信息共享程度，避免重復(fù)投資以及數(shù)據(jù)獲取與使用，是一個(gè)急需解決的問(wèn)題。

3.3.2 線路的戶(hù)外運(yùn)行問(wèn)題

配電網(wǎng)線路設(shè)備十分龐大復(fù)雜，其戶(hù)外運(yùn)行的環(huán)境對(duì)系統(tǒng)中開(kāi)關(guān)設(shè)備、運(yùn)行設(shè)備以及通信終端設(shè)備等都提出了更高的要求。外部環(huán)境的控制主要通過(guò)保證環(huán)境中溫度、濕度、抗凝、抗老化、抗風(fēng)沙等指標(biāo)適宜，另外，對(duì)開(kāi)關(guān)的外絕緣層的材料、電子設(shè)備的設(shè)計(jì)、元器件篩選等需要特殊考慮。

3.3.3 通信可靠性

配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)擔(dān)負(fù)著實(shí)時(shí)監(jiān)控配電網(wǎng)安全可靠運(yùn)行的職能。電網(wǎng)的供電可靠性首先由供電方案決定，在線路開(kāi)關(guān)的自動(dòng)化、智能化程度較低的配電網(wǎng)中，整個(gè)系統(tǒng)性能對(duì)主站與通信的依賴(lài)性強(qiáng)，而配電網(wǎng)的廣域地理分布性。使通信傳輸?shù)目煽啃猿蔀榻ㄔO(shè)可靠配電網(wǎng)自動(dòng)化的難點(diǎn)之一。

3.3.4 電源問(wèn)題

配電線路上的FTU電源是保證監(jiān)控設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵，其來(lái)源有：在線路正常供電條件下，由電源變壓器從線路取電；線路失電時(shí)，啟動(dòng)后備電源（UPS）供電?，F(xiàn)在的困難在于戶(hù)外不間斷電源（UPS）的運(yùn)行問(wèn)題，尤其高、低溫對(duì)蓄電池工作的影響。有時(shí)不間斷電源（UPS）不能及時(shí)或正常的給監(jiān)控設(shè)備提供可靠電源，導(dǎo)致TTU設(shè)備運(yùn)行中斷，影響整個(gè)系統(tǒng)的可靠性。

4 結(jié) 語(yǔ)

配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)應(yīng)從實(shí)際需要和發(fā)展需求出發(fā)，設(shè)計(jì)配網(wǎng)調(diào)度合一的方案，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的技術(shù)平臺(tái)，便于管理與維護(hù)，節(jié)約資金，奠定了未來(lái)電力企業(yè)信息化進(jìn)一步建設(shè)與發(fā)展的基礎(chǔ)。實(shí)現(xiàn)城市配電網(wǎng)自動(dòng)化是一項(xiàng)綜合而復(fù)雜工程，應(yīng)納入當(dāng)?shù)嘏潆娋W(wǎng)整體規(guī)劃。在配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)過(guò)程要以力求經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、可靠為原則，在規(guī)劃建設(shè)時(shí)應(yīng)按配電網(wǎng)調(diào)控一體化的要求和智能化擴(kuò)展的應(yīng)用要求，體現(xiàn)出配網(wǎng)自動(dòng)化的前瞻性，同時(shí)還需要滿足智能調(diào)度支持系統(tǒng)的總體建設(shè)框架和設(shè)計(jì)要求。

參考文獻(xiàn)：

[1] 董軍.淺談我國(guó)配電自動(dòng)化的發(fā)展[J].發(fā)展，2008，（2）.

[2] 謝華.配電自動(dòng)化的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)[J].水利科技，2007，（1）.

[3] 梁植棟.談現(xiàn)代配電自動(dòng)化面臨的問(wèn)題及發(fā)展[J].廣東科技，2007，（10）.

[4] Q/GDW 382-2009，國(guó)家電網(wǎng)公司國(guó)家電網(wǎng)公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)[S].