配電網(wǎng)的自動(dòng)化規(guī)劃建設(shè)研究

1、    配電網(wǎng)的自動(dòng)化規(guī)劃建設(shè)研究    摘要：配電網(wǎng)的自動(dòng)化規(guī)劃建設(shè)是有效提高電網(wǎng)供電安全可靠性的重要保障，因此，在配電網(wǎng)建設(shè)中必須重視自動(dòng)化規(guī)劃。文章探究了配電網(wǎng)中自動(dòng)化規(guī)劃建設(shè)的相關(guān)內(nèi)容，并以工程實(shí)例加以說(shuō)明。關(guān)鍵詞：配電網(wǎng)；自動(dòng)化規(guī)劃；供電可靠性；電網(wǎng)故障；變電站 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：a中圖分類(lèi)號(hào)：tm727 文章編號(hào)：1009-2374（2015）28-0024-03 doi：10.13535/ki.11-4406/n.2015.28.0121 概述近年來(lái)，我國(guó)電網(wǎng)故障頻繁發(fā)生，其中85%電網(wǎng)故障停電都是由配電網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)不完善、電網(wǎng)線損大造成的，而配電

2、網(wǎng)自動(dòng)化規(guī)劃建設(shè)則是提高電網(wǎng)供電安全可靠性的有效措施，因此，我們必須重視配電網(wǎng)的自動(dòng)化規(guī)劃建設(shè)，為電網(wǎng)的安全運(yùn)行提供重要保證。下面將針對(duì)筆者曾參與某地區(qū)配電網(wǎng)的基本情況，分析研究適應(yīng)其發(fā)展的配電網(wǎng)自動(dòng)化規(guī)劃建設(shè)方案。2 某地區(qū)配電網(wǎng)建設(shè)現(xiàn)狀某地區(qū)建設(shè)配電網(wǎng)10kv線路共有3862回，其中有3358回公用線路、504回專(zhuān)用線路；線路總長(zhǎng)度約為19726km，其中架空線路總長(zhǎng)約為12983km，電纜長(zhǎng)度為6743km。整個(gè)配電網(wǎng)環(huán)狀網(wǎng)比例為63.84%，可轉(zhuǎn)供電率為52%。在配電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線路中，單聯(lián)絡(luò)線路約占線路總數(shù)的67%。在該配電網(wǎng)建設(shè)中，設(shè)有31262臺(tái)10kv開(kāi)關(guān)設(shè)備，其中包括壓氣式開(kāi)關(guān)、真

3、空開(kāi)關(guān)及sf6開(kāi)關(guān)等類(lèi)型，10kv負(fù)荷開(kāi)關(guān)占10kv開(kāi)關(guān)總數(shù)的82.4%；設(shè)有斷路器6162臺(tái)，占10kv開(kāi)關(guān)總數(shù)的23.6%，其主要功能有兩個(gè)：一是用以保護(hù)大容量變壓器，二是作為重要線路節(jié)點(diǎn)的開(kāi)關(guān)設(shè)備。分析該地區(qū)配電網(wǎng)建設(shè)規(guī)劃特點(diǎn)，可歸納為以下四點(diǎn)：（1）該地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，城市建設(shè)水平處于飛速發(fā)展階段，城市規(guī)劃尚未穩(wěn)定，由于配電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)效果較低，導(dǎo)致配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)仍十分不完善；（2）該地區(qū)配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)尚未有明確目標(biāo)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)；（3）該地區(qū)配電網(wǎng)配電調(diào)電集約化管理仍處于起步發(fā)展階段，管理水平還很低；（4）該配電網(wǎng)雖設(shè)有與電網(wǎng)管理有關(guān)的各種信息傳輸系統(tǒng)，但對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行工作實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)重視不夠，自動(dòng)化規(guī)劃管

4、理水平低。3 城市配電網(wǎng)自動(dòng)化規(guī)劃方案分析配電網(wǎng)自動(dòng)化規(guī)劃建設(shè)是一項(xiàng)復(fù)雜龐大、綜合管理要求高的系統(tǒng)性工作，目前，我國(guó)常見(jiàn)的自動(dòng)化規(guī)劃方案有下面四種：3.1 變電站主斷路器與饋線斷路器相配合此種自動(dòng)化規(guī)劃方案主要是利用變電站出線保護(hù)開(kāi)關(guān)和饋線開(kāi)關(guān)相互配合，再通過(guò)兩個(gè)電源結(jié)合成環(huán)狀網(wǎng)供電，以優(yōu)化配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)“手拉手”供電，變電站出線保護(hù)開(kāi)關(guān)能實(shí)現(xiàn)多次重合，其產(chǎn)生的重合命令受控于微機(jī)；線路開(kāi)關(guān)則兼有自動(dòng)操作、遙控操作兩大功能，遠(yuǎn)動(dòng)裝置、事故信息傳送、監(jiān)控系統(tǒng)由微機(jī)一次完成。一旦電網(wǎng)設(shè)備或線路出現(xiàn)故障，會(huì)先由主站系統(tǒng)進(jìn)行判斷，待故障范圍確認(rèn)后，再發(fā)出命令斷開(kāi)故障段開(kāi)關(guān)。3.2 自動(dòng)重合器使用

5、方案自動(dòng)重合器使用方案主要是將由兩電源連接起來(lái)的環(huán)狀網(wǎng)分開(kāi)成有限段數(shù)，各段線路再利用相鄰側(cè)旁重合器提供的保護(hù)。若電網(wǎng)出現(xiàn)故障，則會(huì)從上一級(jí)重合器開(kāi)始斷開(kāi)故障段，盡量防止由變電站的斷路器直接進(jìn)行分合。一旦某段線路出現(xiàn)故障，該方案會(huì)分?jǐn)嚅_(kāi)故障段兩側(cè)重合器，再隔離開(kāi)故障段，而線路分支產(chǎn)生的故障則由重合器與分段器相互配合來(lái)切除。3.3 自動(dòng)重合分段器利用方案該方案的工作原理是：當(dāng)電網(wǎng)事故發(fā)生時(shí)，自動(dòng)重合分段器會(huì)通過(guò)分析關(guān)合故障時(shí)間來(lái)判斷并做出反應(yīng)，但要確保變電站內(nèi)斷路器跳開(kāi)后線路斷路器再延時(shí)斷開(kāi)，此時(shí)變電站內(nèi)斷路器會(huì)重新接合，以實(shí)現(xiàn)從電源側(cè)向負(fù)荷側(cè)輸送電，若故障點(diǎn)再合上則變電站內(nèi)斷路器會(huì)又一次跳開(kāi)，同

6、時(shí)故障點(diǎn)兩側(cè)線路的斷路器會(huì)重新鎖定故障段并斷開(kāi)，保證送電順利。3.4 饋線自動(dòng)化模式饋線自動(dòng)化模式可分成三個(gè)子系統(tǒng)模式：一是就地控制模式，指通過(guò)重合器和分段器相配合的方式控制故障段斷開(kāi)。二是計(jì)算機(jī)集中監(jiān)控模式，指在變電站內(nèi)設(shè)置控制中心，饋線上各個(gè)自動(dòng)終端采集的信息可通過(guò)特定通信傳輸通道傳回變電主站；出現(xiàn)故障時(shí)，變電站會(huì)對(duì)收集的故障信息進(jìn)行分析判斷，在切除故障段的同時(shí)恢復(fù)線路供電。三是就地與遠(yuǎn)方監(jiān)控混合模式，主要通過(guò)采用具有遠(yuǎn)方通信傳輸能力的斷路器、智能型負(fù)荷開(kāi)關(guān)和自動(dòng)化開(kāi)關(guān)準(zhǔn)確地及時(shí)切除故障段，同時(shí)恢復(fù)正常線路段的供電，此過(guò)程會(huì)全程接受遠(yuǎn)方集中控制。4 該地區(qū)配電網(wǎng)自動(dòng)化規(guī)劃建設(shè)方案通過(guò)深入分

7、析該地區(qū)配電網(wǎng)建設(shè)水平和自動(dòng)化規(guī)劃管理質(zhì)量，并借鑒國(guó)內(nèi)外先進(jìn)供電企業(yè)的自動(dòng)化規(guī)劃建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，該地區(qū)最終決定采用以配電網(wǎng)調(diào)度為應(yīng)用主體、覆蓋整個(gè)配電網(wǎng)為基礎(chǔ)的自動(dòng)化規(guī)劃建設(shè)方案，同時(shí)考慮配電網(wǎng)gis結(jié)合多種措施進(jìn)行規(guī)劃。通過(guò)對(duì)配電網(wǎng)進(jìn)行自動(dòng)化規(guī)劃建設(shè)以實(shí)現(xiàn)資源的充分利用，提高電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)采集、分析的可靠性，推進(jìn)配電網(wǎng)向自動(dòng)化建設(shè)過(guò)渡，滿足用戶用電需求，從根本上提高配電網(wǎng)的管理水平。該地區(qū)配電網(wǎng)自動(dòng)化規(guī)劃建設(shè)方案如圖1所示：4.1 配電網(wǎng)自動(dòng)化規(guī)劃建設(shè)要點(diǎn)4.1.1 建設(shè)完善的配電主站。首先，面對(duì)整個(gè)地區(qū)配電網(wǎng)建設(shè)完善的配電主站，利用電網(wǎng)中的計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)提供的負(fù)荷數(shù)據(jù)和由故障檢測(cè)系統(tǒng)提供的故障

8、數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)負(fù)荷管理和故障定位；其次，在城市建設(shè)較為成熟的區(qū)域以及具有合理嚴(yán)謹(jǐn)區(qū)域規(guī)劃的地區(qū)規(guī)劃建設(shè)配電網(wǎng)自動(dòng)化，提高配電網(wǎng)的自動(dòng)化管理水平。此外，針對(duì)電網(wǎng)中負(fù)荷較穩(wěn)定的聯(lián)絡(luò)線路、長(zhǎng)距離單輻射線路和故障多發(fā)的架空線路，選擇采用就地饋線自動(dòng)化規(guī)劃方案，同時(shí)利用gprs cdma接入到配電主站中。配電主站再借助準(zhǔn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)平臺(tái)、調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)、計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)、配網(wǎng)mis系統(tǒng)、營(yíng)銷(xiāo)系統(tǒng)及電網(wǎng)其他各類(lèi)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的交互傳輸。4.1.2 構(gòu)建綜合自動(dòng)化控制中心。實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)自動(dòng)化規(guī)劃建設(shè)的關(guān)鍵是構(gòu)建一個(gè)綜合自動(dòng)化控制中心，控制中心的結(jié)構(gòu)組成包括服務(wù)器、監(jiān)控工作站、大屏幕顯示器及各類(lèi)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等，它能對(duì)整個(gè)配電

9、網(wǎng)的工作狀態(tài)進(jìn) 行全過(guò)程監(jiān)控維護(hù)，保證配電網(wǎng)能安全穩(wěn)定地正常運(yùn)行。4.1.3 建立全過(guò)程監(jiān)控終端。監(jiān)控終端是配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)的重要部分之一，它主要由配電變電終端、常規(guī)終端及饋線終端三部分組成，其主要擔(dān)負(fù)配電網(wǎng)中接收及執(zhí)行控制中心的傳輸指令，采集、記錄和傳輸上報(bào)配電網(wǎng)各個(gè)部分環(huán)節(jié)的信息數(shù)據(jù)、保護(hù)電源失電及通信等功能。4.1.4 建設(shè)電力通信傳輸系統(tǒng)。就目前而言，我國(guó)配電網(wǎng)常用的通信傳輸方式包括電力線載波、無(wú)線電波、同軸電纜、微波及光纖通信等。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，光纖通信傳輸方式廣泛應(yīng)用于配電網(wǎng)建設(shè)中，它具有安全可靠性高、容量大、帶寬高的特點(diǎn)。在配電網(wǎng)中應(yīng)用光纖通信系統(tǒng)是自動(dòng)化規(guī)劃建設(shè)的必然選

10、擇，唯有如此，才能實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)部所有的指令傳送，提高電網(wǎng)的使用效率。4.1.5 合理確定控制方式。配電網(wǎng)自動(dòng)化控制方式分兩種，即遠(yuǎn)方集中式控制和分布式就地控制，前者需要依靠強(qiáng)大穩(wěn)定的通信系統(tǒng)，適用于需要建設(shè)一個(gè)統(tǒng)一完整的自動(dòng)化控制電力系統(tǒng)；后者僅具有故障隔離功能，沒(méi)有通用性、擴(kuò)展性。該地區(qū)配電網(wǎng)建設(shè)中的自動(dòng)化規(guī)劃采用遠(yuǎn)方集中式控制和分布式就地控制兩種相配合的控制方式，對(duì)整個(gè)電力網(wǎng)實(shí)施合理統(tǒng)一控制。4.1.6 建立低壓網(wǎng)。配電網(wǎng)中低壓網(wǎng)的主要功能是測(cè)量、監(jiān)控電網(wǎng)各負(fù)荷節(jié)點(diǎn)，比如自動(dòng)抄表、負(fù)荷控制等。而且低壓網(wǎng)還具有與配電網(wǎng)自動(dòng)化控制中心通信傳輸?shù)墓δ?，其主要采用的通信方式為載波或無(wú)線電波；配電

11、網(wǎng)系統(tǒng)還應(yīng)增設(shè)小電流接地保護(hù)，并識(shí)別小波技術(shù)。4.2 建設(shè)效果分析在該地區(qū)配電網(wǎng)建設(shè)應(yīng)用自動(dòng)化規(guī)劃方案，建設(shè)完備的配電主站采集計(jì)量自動(dòng)化終端數(shù)據(jù)及故障指示器終端數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的規(guī)劃建設(shè)數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)該建設(shè)項(xiàng)目近期內(nèi)已初步實(shí)現(xiàn)覆蓋全電網(wǎng)的負(fù)荷管理和故障控制處理；已落實(shí)對(duì)配電網(wǎng)調(diào)度集約化管理，構(gòu)建完善的快速?gòu)?fù)電管理機(jī)制，為客戶服務(wù)質(zhì)量的大幅度提高提供良好基礎(chǔ)；增強(qiáng)了配電網(wǎng)的監(jiān)測(cè)管理、應(yīng)急指揮控制、運(yùn)行工作管理及故障快速定位處理功能，滿足用戶的使用需求和故障信息需求，為電網(wǎng)的規(guī)劃建設(shè)完整性提供有效保障。此外，全面考慮到配電網(wǎng)的長(zhǎng)期健康發(fā)展，考慮到配電網(wǎng)自動(dòng)化控制系統(tǒng)未來(lái)的安全可靠性、技術(shù)成熟性、

12、系統(tǒng)升級(jí)完備性及系統(tǒng)兼容性，決定在經(jīng)濟(jì)相對(duì)落后的鄉(xiāng)村城鎮(zhèn)地區(qū)和工業(yè)園區(qū)規(guī)劃建設(shè)就地型饋線自動(dòng)化配電網(wǎng)；在城市建設(shè)規(guī)劃成熟地區(qū)全面推行“三遙”及“智能化”配電網(wǎng)建設(shè)；在其他地區(qū)有組織、有計(jì)劃地建設(shè)通信傳輸通道，并嚴(yán)格按照配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)需求、饋線自動(dòng)化要求配置配電網(wǎng)的相關(guān)設(shè)備，改善設(shè)備運(yùn)行環(huán)境，待地區(qū)電網(wǎng)發(fā)展較為成熟、配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)相對(duì)完善，此時(shí)電網(wǎng)故障檢測(cè)系統(tǒng)會(huì)逐步向饋線自動(dòng)化系統(tǒng)轉(zhuǎn)變，最終過(guò)渡到標(biāo)準(zhǔn)配電網(wǎng)自動(dòng)化控制系統(tǒng)。5 結(jié)語(yǔ)配電網(wǎng)的自動(dòng)化規(guī)劃建設(shè)是電力事業(yè)持續(xù)發(fā)展的必然結(jié)果，在配電網(wǎng)建設(shè)中實(shí)施自動(dòng)化規(guī)劃，不僅可以增強(qiáng)電網(wǎng)供電能力、提高供電質(zhì)量，還能有效減少用戶的停電概率，提高電力設(shè)備的故障檢測(cè)判斷準(zhǔn)確性，真正實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)的故障自動(dòng)檢測(cè)。另外，配電網(wǎng)自動(dòng)化規(guī)劃建設(shè)能有效提高電網(wǎng)的運(yùn)行管理質(zhì)量，降低配電網(wǎng)的損耗，為電力企業(yè)帶來(lái)更大經(jīng)濟(jì)效益