陳飛，吳春洋

（國(guó)網(wǎng)蚌埠供電公司，安徽蚌埠 233000）

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展和各行各業(yè)現(xiàn)代化程度的不斷提升，社會(huì)對(duì)電能的依賴(lài)性越來(lái)越大，對(duì)供電可靠性及電能質(zhì)量的要求越來(lái)越高。但長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)電網(wǎng)建設(shè)呈現(xiàn)“重輸電、輕配電”的格局，與發(fā)展日新月異的輸電網(wǎng)相比，配電網(wǎng)設(shè)備陳舊、老化嚴(yán)重，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)薄弱，惡劣氣象條件下設(shè)備跳閘、斷線、接地等事故時(shí)有發(fā)生，供電可靠性一直處于較低水平[1-5]。

近年來(lái)，國(guó)網(wǎng)公司加大了配電網(wǎng)的建設(shè)力度，不斷進(jìn)行市區(qū)配電網(wǎng)新建、改造、增容、大修等，配網(wǎng)規(guī)模越來(lái)越大。但由于10 kV配電網(wǎng)具有線路長(zhǎng)、分支線多、用戶(hù)情況復(fù)雜、線路型號(hào)不一、走向復(fù)雜、網(wǎng)絡(luò)接線較亂[6-7]等特點(diǎn)，使得配電網(wǎng)線路型號(hào)、用戶(hù)、負(fù)載情況等重要信息難以被工作人員全面掌握，配網(wǎng)規(guī)劃人員、調(diào)度人員及配網(wǎng)相關(guān)工作人員在日常工作及事故處理時(shí)，需要翻閱紙質(zhì)配網(wǎng)地理接線圖、詢(xún)問(wèn)現(xiàn)場(chǎng)人員等，對(duì)工作經(jīng)驗(yàn)的依賴(lài)性較大，增加了日常工作、事故處理的工作量和難度。一直以來(lái)，對(duì)10 kV線路信息不能及時(shí)掌握的缺憾，嚴(yán)重影響著配電網(wǎng)事故處理的迅速開(kāi)展及配網(wǎng)方式的進(jìn)一步優(yōu)化，成為提高配網(wǎng)供電可靠性的瓶頸[8]。

基于這一問(wèn)題，以提高10 kV配網(wǎng)線路檢索效率為目標(biāo)，提出基于國(guó)電南瑞科技股份有限公司開(kāi)發(fā)的OPEN3000調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)平臺(tái)，將10 kV配網(wǎng)線路按照基于線路物理屬性的直接法進(jìn)行分段，對(duì)每一段線路的保護(hù)配置、線路型號(hào)及載流量、用戶(hù)情況、供電容量、供電區(qū)域、同桿線路和操作注意事項(xiàng)等信息分別進(jìn)行收集和整理，建立線路信息數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)設(shè)置鏈接的方式在調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)配網(wǎng)線路聯(lián)絡(luò)圖和線路信息數(shù)據(jù)庫(kù)之間建立聯(lián)系，只要鼠標(biāo)單擊對(duì)應(yīng)線路的鏈接標(biāo)識(shí)，就可打開(kāi)線路信息圖形框，操作方便、快捷，解決了長(zhǎng)期以來(lái)困擾配網(wǎng)運(yùn)行人員的“難以及時(shí)掌握配網(wǎng)信息”的難題。

1 10 kV配網(wǎng)線路簡(jiǎn)介

典型的配電網(wǎng)絡(luò)[9-10]如圖1所示。甲站01線、02線、03線為聯(lián)絡(luò)線路，分別與丙站03線、丙站04線、乙站01線聯(lián)絡(luò)。乙站03線和丙站01線、02線為饋電線路。

圖1 10 kV配網(wǎng)線路示意圖Fig.1 Diagram of a 10 kV distribution network

從電氣角度看，一條配電聯(lián)絡(luò)線路通常包含聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)、環(huán)網(wǎng)柜、支線開(kāi)關(guān)、柱變、高分箱等電氣元件。聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)的閉合與斷開(kāi)決定了配網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線路的運(yùn)行方式；環(huán)網(wǎng)柜中起聯(lián)絡(luò)作用的進(jìn)線開(kāi)關(guān)也是聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)，其余出線開(kāi)關(guān)引出的線路直接為用戶(hù)供電；支線開(kāi)關(guān)為支線線路與主干線路連接的分?jǐn)帱c(diǎn)；柱變相當(dāng)于一個(gè)用戶(hù)負(fù)荷；高分箱，即高壓電纜分支線，從功能上可視為10 kV母線的延伸。圖1給出了常見(jiàn)的10 kV配網(wǎng)線路示意圖。

饋電線路與聯(lián)絡(luò)線路的區(qū)別在于與其他線路無(wú)電氣上的聯(lián)系，當(dāng)線路停電時(shí)，非故障部分不能倒電[9]，供電可靠性較低。

2 配網(wǎng)線路分段方案及分段編號(hào)原則

2.1 配網(wǎng)線路分段方案

采用基于線路物理屬性的直接法分段方案。

具體內(nèi)容為：對(duì)于10 kV饋電線路，直接將其視為一個(gè)線路段；對(duì)于10 kV聯(lián)絡(luò)線路，以線路聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)或環(huán)網(wǎng)柜為分界點(diǎn)進(jìn)行分段，將環(huán)網(wǎng)柜視為一個(gè)分段，含電氣交叉點(diǎn)的線路視為一段。

以某地區(qū)西郊變和勝利變之間10 kV聯(lián)絡(luò)線西勝11線（或勝西12線）為例，如圖2所示。

圖2 10 kV配網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線路分段示意圖Fig.2 Division of the 10 kV distribution network tie-line

該線路上有3個(gè)聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)和1個(gè)環(huán)網(wǎng)柜，根據(jù)分段方案可將線路分為6段，其中SHWG1環(huán)網(wǎng)柜也是獨(dú)立的一個(gè)分段。即

第①段：西郊變11出線開(kāi)關(guān)-西勝1112A聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)。

第②段：西勝1112A聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)-西勝1112B聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)。

第③段：西勝1112B聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)-西勝1112C聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)。

第④段：西勝1112C聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)-SHWG1環(huán)網(wǎng)柜內(nèi)111開(kāi)關(guān)。

第⑤段：SHWG1環(huán)網(wǎng)柜。

第⑥段：SHWG1環(huán)網(wǎng)柜內(nèi)121開(kāi)關(guān)-勝利變12開(kāi)關(guān)。

對(duì)于城區(qū)配網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線路來(lái)說(shuō)，當(dāng)1條線路同時(shí)與2條及以上線路聯(lián)絡(luò)時(shí)，會(huì)存在電氣交叉點(diǎn)。對(duì)于有電氣交叉點(diǎn)的聯(lián)絡(luò)線路，交叉點(diǎn)不作為線路分段的分界點(diǎn)，即將交叉點(diǎn)引出的線路作為單獨(dú)的一段，如圖3第④段。

圖3 含電氣交叉點(diǎn)的10 kV聯(lián)絡(luò)線路Fig.3 The 10 kV tie-line including electrical cross point

該分段方法簡(jiǎn)便、直觀，易于被配網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行及現(xiàn)場(chǎng)人員掌握，實(shí)用性強(qiáng)。

2.2 分段編號(hào)原則

為使每一線路段編號(hào)唯一、方便理解，采取的編號(hào)原則是：首端變電站首漢字+末端變電站首漢字+首端變電站線路開(kāi)關(guān)編號(hào)+末端變電站開(kāi)關(guān)編號(hào)+2位分段序號(hào)。

以圖2所示西勝11線為例，分段編號(hào)如表1所示。

表1 西勝11線分段編號(hào)Tab.1 Segment numbers of the Xisheng 11 line

3 10 kV配網(wǎng)線路信息數(shù)據(jù)庫(kù)

線路分段方案及編號(hào)原則確定之后，對(duì)每一條10 kV配網(wǎng)線路按段進(jìn)行信息收集、整理，建立線路信息數(shù)據(jù)庫(kù)。所需收集的線路信息包括：線路出線開(kāi)關(guān)保護(hù)配置、線路型號(hào)及載流量、供電容量、重要用戶(hù)、雙電源用戶(hù)、同桿架設(shè)情況、操作注意事項(xiàng)等。

仍以圖1中西勝11線為例，第①段～第③段線路信息數(shù)據(jù)庫(kù)如表2所示。

表2 西勝11線路信息數(shù)據(jù)庫(kù)Tab.2 Information data base of the Xisheng 11 line

4 將配網(wǎng)線路信息嵌入調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)

在OPEN3000系統(tǒng)10 kV線路聯(lián)絡(luò)圖中，為每一線路段設(shè)置標(biāo)記調(diào)用功能，并制作對(duì)應(yīng)的圖形框，圖形框中的內(nèi)容與線路信息數(shù)據(jù)庫(kù)保持一致。為了保持10 kV聯(lián)絡(luò)線環(huán)網(wǎng)圖畫(huà)面清晰，圖形上只顯示調(diào)用標(biāo)記，例如①、②、③、④、⑤或小圓點(diǎn)等，此處采用數(shù)字序號(hào)進(jìn)行標(biāo)記。反映該線路段的各類(lèi)信息則采用制作圖形框來(lái)實(shí)現(xiàn)，每個(gè)圖形框就是一個(gè)線路段的數(shù)據(jù)庫(kù)，其中包括線路出線開(kāi)關(guān)保護(hù)配置、線路型號(hào)及載流量、供電容量、重要用戶(hù)、雙電源用戶(hù)、同桿架設(shè)情況、操作注意事項(xiàng)等重要信息，每個(gè)圖形的命名規(guī)則與線路段名稱(chēng)保持一致。

在10 kV聯(lián)絡(luò)線環(huán)網(wǎng)圖中為每個(gè)線路段設(shè)置好標(biāo)志調(diào)用功能后，單擊編號(hào)，對(duì)應(yīng)該線路段的圖形數(shù)據(jù)庫(kù)自動(dòng)顯示出來(lái)，方便快速查詢(xún)，實(shí)現(xiàn)了將10 kV線路信息嵌入到調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的功能，如圖4所示。

圖4為設(shè)置了標(biāo)記調(diào)用功能的調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)10 kV線路聯(lián)絡(luò)圖，調(diào)用標(biāo)記用阿拉伯?dāng)?shù)字表示。當(dāng)用鼠標(biāo)點(diǎn)擊這些阿拉伯?dāng)?shù)字時(shí)，就會(huì)彈出對(duì)應(yīng)的線路段信息對(duì)話框。假如單擊圖4中西勝11線上阿拉伯?dāng)?shù)字“9”，就會(huì)彈出如圖5所示的對(duì)話框。

圖5所示的對(duì)話框中，提供了如下線路信息：分段編號(hào)、線路段名稱(chēng)、開(kāi)關(guān)CT/保護(hù)、線路型號(hào)及長(zhǎng)期允許的載流量、主要用戶(hù)、雙電源用戶(hù)及供電電源、配變?nèi)萘?、同桿線路和其他注意事項(xiàng)。

根據(jù)這些線路信息，配網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行人員在進(jìn)行事故處理時(shí)，可以掌握停電的用戶(hù)情況，優(yōu)先恢復(fù)重要用戶(hù)的供電，將雙電源用戶(hù)倒至另一路正常電源供電。并根據(jù)供電容量和開(kāi)關(guān)保護(hù)定值的大小，決定是否可以對(duì)聯(lián)絡(luò)線進(jìn)行倒電操作，縮短了用戶(hù)停電時(shí)間，有效降低了事故處理時(shí)引發(fā)新事故的風(fēng)險(xiǎn)，大大提高了供電可靠性，取得了較好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

圖4 嵌入線路信息的10 kV線路聯(lián)絡(luò)圖Fig.4 The 10 kV tie-line network with line information embedded

圖5 西勝11線路分段信息對(duì)話框Fig.5 The 10 kV tie-line network with line information embedded

對(duì)于配網(wǎng)規(guī)劃、決策部門(mén)的工作人員而言，可以方便地了解配網(wǎng)線路的負(fù)載情況、線路型號(hào)，從而決定線路是否需要進(jìn)行增容改造，可以將用戶(hù)容量盡可能平均地分?jǐn)偟礁鳁l線路，能有效解決現(xiàn)存配網(wǎng)線路負(fù)載分配嚴(yán)重不均的問(wèn)題，減少了配網(wǎng)規(guī)劃的盲目性。

5 效果檢查

選取某地區(qū)的10 kV線路，對(duì)線路信息快速檢索方法實(shí)施前后的時(shí)間進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、對(duì)比、分析。分4個(gè)步驟完成。

第一步：選取某地區(qū)4條10線路配網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線，記為線路一、線路二、線路三、線路四。

第二步：組織8名熟悉該地區(qū)配網(wǎng)工作的人員，2人1組，分為4個(gè)小組，記為小組A、小組B、小組C、小組D。

第三步：每個(gè)小組隨記抽取一條線路，分別對(duì)采用新方法前后的線路信息檢索時(shí)間進(jìn)行對(duì)比、記錄，如表3所示。

第四步：對(duì)比分析。由表3可以看出，采用新檢索方法之前，線路信息檢索時(shí)間平均值為18.0 min，采用新方法之后，這一時(shí)間縮減至0.2 min。

檢查結(jié)果表明，采用新方法后，線路信息檢索時(shí)間大幅縮短，證明了所提方法的有效性。

6 結(jié)論

本文針對(duì)目前10 kV配網(wǎng)線路信息檢索效率偏低的問(wèn)題，提出了一種10 kV配網(wǎng)線路信息快速檢索方法，主要結(jié)論如下：

1）提出了采用基于線路物理屬性的直接法分段方案。該分段方法簡(jiǎn)便、直觀，非常易于被配網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行及現(xiàn)場(chǎng)人員掌握，實(shí)用性強(qiáng)。

2）提出了線路分段的編號(hào)原則。首端變電站首漢字+末端變電站首漢字+首端變電站線路開(kāi)關(guān)編號(hào)+末端變電站開(kāi)關(guān)編號(hào)+2位分段序號(hào)。該編號(hào)原則便于理解，且能保證編號(hào)的唯一性。

表3 線路信息檢索時(shí)間對(duì)比表Tab.3 Time comparison of retrieving line information for each group

3）給出了配網(wǎng)線路信息數(shù)據(jù)庫(kù)的建立方法。

4）給出了將10 kV配網(wǎng)線路信息嵌入調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的具體方法及結(jié)果。

效果檢查及運(yùn)行實(shí)踐證明，所提出的10 kV配網(wǎng)線路信息快速檢索方法能大大方便配網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行、規(guī)劃、決策人員的工作，提高供電可靠性，取得了較好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

[1]朱發(fā)國(guó)，武苗．對(duì)我國(guó)配電網(wǎng)建設(shè)及其關(guān)鍵技術(shù)的思考[J]．南方電網(wǎng)技術(shù)，2013，7（3）：58-62．ZHU Faguo，WU Miao．Reflection on the construction and key technologies of ldistribution network in China[J]．Southern Power System Technology，2013，7（3）：58-62（in Chinese）.

[2]吳日昇，張勇軍．配電網(wǎng)增設(shè)分支線保護(hù)的方法研[J]．高壓電器，2006（4）：281-283.WU Risheng，ZHANG Yongjun．Study on subfeeder protection installation in distribution systems[J]．High Voltage Apparatus，2006（4）：281-283（in Chinese）.

[3] 劉剛，陳榮鋒，莫蕓，等．10 kV架空配電線路避雷線架設(shè)高度的探討[J]．電瓷避雷器，2012，135（4）：33-38.LIU Gang，CHEN Rongfeng，MO Yun，et al．Discussion on the erecting height of ground wire in 10 kV overhead distribution lines[J]．Insulatiors and Surge Arresters，2012，135（4）：33-38（in Chinese）.

[4] 劉曉倩，董新偉，楊瑞靜.輸電線路防雷措施的仿真與分析[J].電瓷避雷器，2012（4）:64-68.LIU Xiaoqian，DONG Xinwei，YANG Ruijing.Simulation and analysis on lightning protection measures oftransmission lines[J].Insulators and Surge Arresters，2012（4）:64-68（in Chinese）.

[5] 何健，張弓達(dá)，徐陳華，等.雷電定位系統(tǒng)在輸電線路雷擊故障分析中的應(yīng)用[J].電瓷避雷器，2012（4）:74-78.HE Jian，ZHANG Gongda，XU Chenhua，et al.Application of lightning location system in lightning failure analysis of transmission lines[J].Insulators and Surge Arresters，2012（4）:74-78（in Chinese）.

[6] 張捷，嚴(yán)維欣．配電線路采用無(wú)人機(jī)巡線的應(yīng)用分析[J]．電力與能源，2013（4）：57-60.ZHANG Jie，YAN Weixin．Application analysis of distribution line using unmanned aircraft patrol[J]．Power and Energy，2013（4）：57-60（in Chinese）.

[7] 宣科，李傳虎，顏艷．配電網(wǎng)合環(huán)倒負(fù)荷安全分析系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與研究[J]．電力科學(xué)與工程，2010，26（3）：40-43，48.XUAN Ke，LI Chuanhu，YAN Yan．Development and research on the security analysis system of closed loop and transferring load in distribution network[J]．Electric Power Science and Engineering，2010，26（3）：40-43，48（in Chinese）.

[8] 韓國(guó)政，徐丙垠．面向饋線的中壓配電網(wǎng)拓?fù)浞治鯷J]．南方電網(wǎng)技術(shù)，2011，5（1）：61-64.HAN Guozheng，XU Bingyin．Circuit oriented topology analysis of medium voltage distribution network[J]．Southern Power System Technology，2011，5（1）：61-64（in Chinese）.

[9] 馬洲俊，程浩忠，陳楷，等．中壓配電網(wǎng)典型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)研究[J]．現(xiàn)代電力，2013，30（3）：7-12.MA Zhoujun，CHENG Haozhong，CHEN Kai，et al．Research on typical network structures for medium voltage distribution network[J]．Modern Electric Power，2013，30（3）：7-12（in Chinese）.

[10]吳涵，林韓，溫步瀛，等．中壓配電網(wǎng)接線模式技術(shù)性研究[J]．電網(wǎng)與清潔能源，2011，27（9）：16-20.WU Han，LIN Han，WEN Buying，et al．Technical research on connection modesofmedium voltage power distribution network[J]．Power System and Clean Energy，2011，27（9）：16-20（in Chinese）.

[11]劉健，張志華，張小慶，等．配電網(wǎng)模式化故障處理方法研究[J]．電網(wǎng)技術(shù)，2011，35（11）：97-102.LIU Jian，ZHANG Zhihua，ZHANG Xiaoqing， et al．Modeled fault isolation and restoration for distribution systems[J]．Power System Technology，2011，35（11）：97-102（in Chinese）.