試論電力自動(dòng)化系統(tǒng)在配電網(wǎng)運(yùn)行管理中應(yīng)用

1、試論電力自動(dòng)化系統(tǒng)在配電網(wǎng)運(yùn)行管理中應(yīng)用摘要本文針對(duì)電力系統(tǒng)配電自動(dòng)化的要求，對(duì) 配電系統(tǒng)自動(dòng)化在配電網(wǎng)的日常運(yùn)行管理中的作用、必要 性、原則、現(xiàn)狀以及相關(guān)要求進(jìn)行了深入的分析、探討，并 提出了電力自動(dòng)化模式方案，以提高廣大城鄉(xiāng)配電網(wǎng)自動(dòng)化 運(yùn)行的可靠性。關(guān)鍵字配電網(wǎng)自動(dòng)化應(yīng)用原則運(yùn)行管理中圖分類(lèi)號(hào)tm7 文獻(xiàn)碼b 文章編號(hào)1000-405x(2013) -2-209-2我國(guó)的配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)主要有主站系統(tǒng)、變電站自動(dòng) 化系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、站端系統(tǒng)等四個(gè)部分組成，它充分利用 了計(jì)算機(jī)和現(xiàn)代通信技術(shù)對(duì)電網(wǎng)中的各種數(shù)據(jù)信息進(jìn)行收 集、匯總、處理，從而形成自動(dòng)化系統(tǒng)，其中，通信技術(shù)是 配電網(wǎng)自動(dòng)應(yīng)用的

2、關(guān)鍵所在。1配電網(wǎng)自動(dòng)化應(yīng)用的必要性由于歷史原因，我國(guó)長(zhǎng)期以來(lái)較注重大電網(wǎng)建設(shè)，這使 得電力自動(dòng)化系統(tǒng)在配電網(wǎng)中應(yīng)用較為滯后，用電質(zhì)量以及 供電可靠性都能難以滿(mǎn)足要求。國(guó)家電網(wǎng)公司對(duì)供電可靠性 有著明確規(guī)定：一般城市地區(qū)為99. 96%,使每戶(hù)年平均停電 時(shí)間不大于3個(gè)半小時(shí)；重要城市中心區(qū)應(yīng)達(dá)99. 99%,每戶(hù) 年平均停電時(shí)間不大于53分鐘1。按照這一標(biāo)準(zhǔn)，我國(guó)多 數(shù)地區(qū)還存在著很大的差距，所以，應(yīng)當(dāng)大力加快配電網(wǎng)中 電力自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)，提高供電的安全性、可靠性。配電網(wǎng)自動(dòng)化可以迅速隔離故障區(qū)域，減輕維護(hù)的勞累 程度，減少線路維護(hù)成本，實(shí)現(xiàn)線路設(shè)備的全天候監(jiān)控，有 效地保障了抄表的準(zhǔn)確性和

3、及時(shí)性，可見(jiàn)，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)自動(dòng) 化有著十分重要的作用。一是配電網(wǎng)自動(dòng)化能夠提高供電的 可靠性，當(dāng)配電網(wǎng)發(fā)故障時(shí)，能夠迅速查找出故障并及時(shí)排 查故障區(qū)域并恢復(fù)非故障區(qū)域供電；二是提高電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)效 益，配電網(wǎng)自動(dòng)化可以降低配電網(wǎng)的線損，提高配電網(wǎng)電壓, 能夠?qū)崟r(shí)控制配電網(wǎng)開(kāi)關(guān)進(jìn)行電網(wǎng)重新搭配，不在增加投資 的情況下，提高了供電能力；三是有效地提高供電能力，通 過(guò)配電網(wǎng)能夠有效地負(fù)載，提高饋線的負(fù)荷率，增強(qiáng)電網(wǎng)的 供電能力；四是配電網(wǎng)自動(dòng)化能夠在人員不進(jìn)入的情況下， 完成大量人員不能夠操作的工作，如，自動(dòng)抄表、自動(dòng)監(jiān)控 設(shè)備運(yùn)行、自動(dòng)分析故障等，極大程度地降低了維護(hù)工作人 員的工作強(qiáng)度。2配電網(wǎng)自動(dòng)化

4、的應(yīng)用現(xiàn)狀電力自動(dòng)化技術(shù)在配電網(wǎng)中的應(yīng)用是一項(xiàng)龐大、復(fù)雜、 綜合的系統(tǒng)性工程，它涵蓋了電力企業(yè)與配電網(wǎng)相關(guān)聯(lián)的所 有功能，從而保證了用戶(hù)的用電質(zhì)量、安全以及服務(wù)等。當(dāng) 前我國(guó)配電網(wǎng)自動(dòng)化應(yīng)用主要以下幾個(gè)方面：(1) 應(yīng)用信息技術(shù)?，F(xiàn)代計(jì)算機(jī)通信技術(shù)在配電網(wǎng)自 動(dòng)化中的應(yīng)用，可以有效地監(jiān)控到配電網(wǎng)中的每個(gè)設(shè)備運(yùn)行 指標(biāo)，對(duì)出現(xiàn)故障設(shè)備、線路及時(shí)進(jìn)行隔離修復(fù)，以保證配 電網(wǎng)設(shè)備的安全、可靠運(yùn)行2。(2) 應(yīng)用地理信息系統(tǒng)。在配電網(wǎng)日常的運(yùn)行管理中, 對(duì)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的分析、故障判斷、地點(diǎn)確定以及服務(wù)等方面， 需要精確的地理信息功能。所以，在配電網(wǎng)自動(dòng)化應(yīng)當(dāng)同地 理信息系統(tǒng)緊密地結(jié)合起來(lái)，強(qiáng)化配電網(wǎng)自動(dòng)化

5、系統(tǒng)的障礙 處理、用戶(hù)服務(wù)等功能，提高電力自動(dòng)化系統(tǒng)在配電網(wǎng)中的 運(yùn)行效率。(3) 電力自動(dòng)化系統(tǒng)在配電網(wǎng)運(yùn)行的主要方式。當(dāng)前, 配電網(wǎng)自動(dòng)化主要有四種運(yùn)行方式。一是在10千伏輻射線 路或者樹(shù)狀線路中使用重合器和分段器方式；二是為能夠?qū)?現(xiàn)環(huán)網(wǎng)柜配電自動(dòng)化，在10千伏環(huán)網(wǎng)中采用了重合器設(shè)備; 三是在10千伏環(huán)網(wǎng)中，設(shè)置環(huán)網(wǎng)柜、自動(dòng)化測(cè)控終端等電 力自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)備；四是優(yōu)化線路。目前，我國(guó)絕大部分城 市供電線路都是臨街兩側(cè)架空絕緣導(dǎo)線，所以，應(yīng)當(dāng)結(jié)合當(dāng) 地實(shí)際情況，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)，在城區(qū)內(nèi)形成多個(gè)環(huán)形網(wǎng)絡(luò)，并設(shè) 置最低兩個(gè)以上電源。3配電網(wǎng)電力自動(dòng)化的應(yīng)用原則(1) 適應(yīng)性原則。一是經(jīng)濟(jì)條件適應(yīng)原則。

6、由于配電 網(wǎng)自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)建設(shè)是一項(xiàng)長(zhǎng)期、復(fù)雜、綜合性的系統(tǒng)工程， 而我國(guó)的廣大農(nóng)村地區(qū)經(jīng)濟(jì)相對(duì)落后，所以，在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)過(guò) 程中，不能夠照搬西方發(fā)達(dá)國(guó)家的發(fā)展模式，應(yīng)當(dāng)結(jié)合國(guó)情 實(shí)際，以切實(shí)解決當(dāng)?shù)嘏潆娋W(wǎng)的實(shí)際問(wèn)題并且符合供電網(wǎng)的 可靠性為主要目的，使有限資金能夠發(fā)揮最大的作用。二是 配電網(wǎng)發(fā)展適應(yīng)原則。隨著配電網(wǎng)的不斷發(fā)展和完善，配電 網(wǎng)的設(shè)備、線路、用戶(hù)數(shù)量都在持續(xù)增長(zhǎng)，所以，電力自動(dòng) 化與配電網(wǎng)之間應(yīng)保持協(xié)調(diào)發(fā)展，互相促進(jìn)3。（3）安全可靠性原則。隨著人民生活水平的日益提高, 電力在社會(huì)生產(chǎn)和人們生活中的地位異常重要，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng) 自動(dòng)化后，如果發(fā)生網(wǎng)絡(luò)故障，則會(huì)嚴(yán)重影響人們的生產(chǎn)和 生活，故障

7、嚴(yán)重將給經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來(lái)較大的影響，所以，電力 自動(dòng)化在配電網(wǎng)運(yùn)行應(yīng)遵循安全性原則，選擇合理、可靠的 設(shè)計(jì)方案，以保證電力自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)配電網(wǎng)安全維護(hù)。4配電網(wǎng)電力自動(dòng)化的應(yīng)用要求（1）保持技術(shù)進(jìn)行性、服務(wù)持續(xù)性。電力自動(dòng)化設(shè)備 在配電網(wǎng)中應(yīng)始終保持規(guī)劃的科學(xué)性和技術(shù)的先進(jìn)性，切實(shí) 為用戶(hù)提供持續(xù)的優(yōu)質(zhì)服務(wù)。電力自動(dòng)化系統(tǒng)的主要任務(wù)就 是使得所在區(qū)域的配電配電變壓器、柱上開(kāi)關(guān)的閉合都在其 有效監(jiān)控中，防止配電故障產(chǎn)生并根據(jù)氣候變化對(duì)配電網(wǎng)絡(luò) 運(yùn)行進(jìn)行優(yōu)化管理，可見(jiàn)，電力自動(dòng)化系統(tǒng)在技術(shù)升級(jí)上必 須同技術(shù)發(fā)展保持一致4。（2）及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱患并排除。電力自動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)能夠及時(shí) 排查出電網(wǎng)運(yùn)行中的安全隱患和故障

8、，最大程度地保證配電 網(wǎng)安全、可靠運(yùn)行。配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)時(shí)時(shí)收集、匯總 和分析各條線路上的運(yùn)行數(shù)據(jù)，對(duì)所出現(xiàn)的障礙快速處理， 降低損耗，提高供電的安全可靠性。5配電網(wǎng)自動(dòng)化模式方案我國(guó)的配電網(wǎng)通常分為架空線路和電纜線路，多呈輻射 狀和環(huán)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，可以采取多種方法進(jìn)行故障診斷、定位和 隔離。一般有分散智能和集中智能兩種主要方式，其中，分 散智能主要以開(kāi)關(guān)設(shè)備之間的定值配合實(shí)現(xiàn)，集中智能方式 主要是以通信網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，對(duì)各站點(diǎn)設(shè)備的數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控、 分析以及故障排查。(1) 集中智能控制方案。該控制方式主要由主站、子 站、通信、監(jiān)控等系統(tǒng)構(gòu)成。從理論上來(lái)看，集中智能控制 方案是實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)自動(dòng)化的最

9、佳解決方案，它是利用終端設(shè) 備各站系統(tǒng)的故障、開(kāi)關(guān)動(dòng)作等數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)時(shí)監(jiān)控，并迅速 分析和判斷出故障區(qū)域，最終，通過(guò)遠(yuǎn)程操作及時(shí)將故障區(qū) 域進(jìn)行隔離，恢復(fù)非故障區(qū)域的供電。該方案主要由兩個(gè)電 源組成，外加變電站出線保護(hù)開(kāi)關(guān)和饋線開(kāi)關(guān)相配合所形成 的環(huán)形配電網(wǎng)。該方案有著設(shè)備采購(gòu)成本過(guò)高、通信設(shè)備維 護(hù)工作量過(guò)大、資金回報(bào)率過(guò)低的缺點(diǎn)。(2) 自動(dòng)重合器方案。此方案主要是將環(huán)網(wǎng)分割若干 段，每段之間分別由自動(dòng)重合器給予保護(hù)，當(dāng)其中任意的一 段發(fā)生故障時(shí)，將故障兩端的重合器分段，實(shí)行有效隔離。 方案由于采用重合器組網(wǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)自動(dòng)化功能，所以， 不需要通信系統(tǒng)。缺點(diǎn)是由重合器之間的保護(hù)多靠延時(shí)來(lái)實(shí)

10、 現(xiàn)，所以，配電網(wǎng)分段過(guò)多，保護(hù)的級(jí)差較難相關(guān)配合，所 以，分段重合器越多，出線開(kāi)關(guān)限時(shí)速斷保護(hù)的延長(zhǎng)時(shí)間就 越多，最終對(duì)配電系統(tǒng)的影響也就越大。(3) 饋線自動(dòng)化模式。它主要是利用自動(dòng)重合器和自 動(dòng)分段器相互配合對(duì)配電網(wǎng)進(jìn)行有效控制，下圖為典型的手 拉手配電網(wǎng)環(huán)形結(jié)構(gòu)，它是實(shí)現(xiàn)饋線自動(dòng)模式的基礎(chǔ)，s3處 于開(kāi)通狀態(tài)，供電由變電站a和b分別供電，當(dāng)開(kāi)關(guān)s1和 s2之間發(fā)生非單相接地故障時(shí)，線路出口保護(hù)促使b1開(kāi)關(guān) 動(dòng)作，將故障線路及時(shí)隔離，當(dāng)然傳統(tǒng)的故障隔離和恢復(fù)供 電都是通過(guò)重合器和分段器之間的配合來(lái)實(shí)現(xiàn)的。近年來(lái)，為實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化程度更高的饋線自動(dòng)化，重合器 具備了基于gprs的通信網(wǎng)絡(luò)功能和繼電保護(hù)功能，工作原 理如下：當(dāng)開(kāi)關(guān)s1和s2之間發(fā)生非單相接地故障時(shí)，線路 出口保護(hù)促使b1開(kāi)關(guān)動(dòng)作，將故障線路及時(shí)隔離，s1處智 能控制器檢測(cè)到故障電流而s2處智能控制器沒(méi)有檢測(cè)到， 這時(shí)，s1和s2通過(guò)gprs通信網(wǎng)絡(luò)交換故障信息，確認(rèn)故障 發(fā)生位置并及時(shí)合上線路出口斷路器，同s3開(kāi)關(guān)接通將故 障區(qū)域隔離，恢復(fù)非供電區(qū)域供電。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速發(fā)展，現(xiàn)有的配電網(wǎng)將會(huì)進(jìn)行 大規(guī)模的升級(jí)和改造，電力自動(dòng)化系統(tǒng)將會(huì)不斷地運(yùn)用到配 電網(wǎng)的運(yùn)行和管理當(dāng)中，所以，只有不斷地加強(qiáng)電力自動(dòng)系 統(tǒng)在配電網(wǎng)絡(luò)中功能建設(shè)，才能夠節(jié)約電力系統(tǒng)大量的運(yùn)行 成本，及時(shí)、準(zhǔn)確、有效地分析、判斷和排除配電