趙國富

摘 要：當(dāng)前，許多歐美發(fā)達國家的電力系統(tǒng)的配電網(wǎng)自動化技術(shù)已經(jīng)趨向于成熟，自動化的控制可以加強電力系統(tǒng)運行的安全性。我國也逐漸注重電力系統(tǒng)中的自動化技術(shù)應(yīng)用，通過這樣做不僅保證供電的安全性，滿足用電用戶的需求，而且促進電力企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；配電網(wǎng)；自動化技術(shù)；應(yīng)用

中圖分類號：TM76 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）31-0164-02

Abstract： At present， many developed countries in Europe and the United States distribution network automation technology has tended to mature， automation control can enhance the security of power system operation. Our country also gradually pays attention to the application of automation technology in power system， not only to ensure the security of power supply， to meet the needs of electricity users， but also to promote the sustainable development of power enterprises.

Keywords： power system； distribution network； automation technology； application

配電網(wǎng)自動化是對配電網(wǎng)上的所有設(shè)備進行實時遠方監(jiān)控以及協(xié)調(diào)的集成系統(tǒng)。電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動化技術(shù)是指多種現(xiàn)代高科技在配電網(wǎng)自動化方面的應(yīng)用，主要包括現(xiàn)代電子計算機技術(shù)、通信技術(shù)等等。近年來，我國電力系統(tǒng)自動化在多個方面都有迅速的發(fā)展，比如高壓網(wǎng)路、發(fā)電廠等等。然而在配電網(wǎng)上是相當(dāng)落后的。在我國城市化進程的不斷加快的背景下，配電網(wǎng)供電質(zhì)量的矛盾日益突出，所以想要提高配電網(wǎng)供電質(zhì)量，必須要進一步推進電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動化建設(shè)。

1 概述配電網(wǎng)運行系統(tǒng)

配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)具有較高的靈活性，其主要分為三個子系統(tǒng)，分別是配電網(wǎng)自動化主站系統(tǒng)、配電網(wǎng)自動化終端以及配電網(wǎng)自動化子站系統(tǒng)。

1.1 配電網(wǎng)自動化主站系統(tǒng)

配電網(wǎng)自動化主站系統(tǒng)在配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)是最頂層，分別是配電網(wǎng)應(yīng)用軟件子系統(tǒng)DAS、配電SCADA主站系統(tǒng)以及配電故障診斷恢復(fù)等等。[1]想要更好的保證配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)在投入運營之后，能夠滿足相關(guān)的技術(shù)要求，應(yīng)該對配電網(wǎng)應(yīng)用軟件子系統(tǒng)DAS和配電網(wǎng)故障診斷恢復(fù)做聯(lián)調(diào)測試。配電主站系統(tǒng)中的AM/GIS是獲得、保存和分析電力設(shè)備的屬性資料，從而建立的信息化數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。

1.2 配電網(wǎng)自動化終端系統(tǒng)

配電網(wǎng)自動化終端系統(tǒng)是應(yīng)用于中低壓電網(wǎng)的每種遠方監(jiān)測、控制單元的總稱，其關(guān)鍵功能是對開閉所、以及環(huán)網(wǎng)柜等進行有力的監(jiān)控，從而實現(xiàn)FTU、TTU等各項功能、對故障的控制功能，為配電網(wǎng)自動化主站系統(tǒng)提供更好的配合基礎(chǔ)，也為子站實現(xiàn)配網(wǎng)運行中的工況檢測以及配電網(wǎng)故障中的非故障區(qū)域的修復(fù)，創(chuàng)造一些技術(shù)條件。

2 配電網(wǎng)自動化的現(xiàn)狀分析

配電網(wǎng)自動化的主要目的就是利用現(xiàn)代通訊技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及電子計算機技術(shù)，對配電工作進行計量、監(jiān)督、保護和監(jiān)督，從而達到提升供電質(zhì)量、改進和用戶之間的關(guān)系，提供相對合理的用電價位以及提升配電部門的工作水平。想要有效處于電力企業(yè)與配電系統(tǒng)中的功能數(shù)據(jù)流，還需要從用電用戶的角度出發(fā)，充分考慮到降低運行費用以及提升服務(wù)質(zhì)量等等。[2]就目前的情況來分析，實現(xiàn)配電網(wǎng)自動壞主要有以下幾種方法：其一，在樹狀線路或者10kV的輻射中，一般采取分段器和重合器的方法，這種方法可以借助自身的功能對供電過程中有可能出現(xiàn)問故障進行修復(fù)和隔離，因此當(dāng)前是最為普遍應(yīng)用的。其二，通常在10kV環(huán)形電路中使用重合器，這樣做能夠與環(huán)網(wǎng)柜配合而實現(xiàn)配電網(wǎng)自動化。其三，將FTU加入到10kV環(huán)形配電網(wǎng)絡(luò)中，并且設(shè)置配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)。其四，采用不同的環(huán)網(wǎng)，而且各個用電用戶的供電電源至少有兩個，這種方法在農(nóng)村應(yīng)用較少，大多數(shù)應(yīng)用于城市。

3 電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動化遵循的基本原則

3.1 適應(yīng)性

適應(yīng)性原則主要體現(xiàn)在以下幾點：其一，在配電網(wǎng)自動化時，需要綜合考慮到當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟發(fā)展情況。[3]應(yīng)該根據(jù)用電的用戶情況和當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟條件，將有限的資金投入到當(dāng)?shù)氐呐潆娋W(wǎng)自動化建設(shè)中。其二，結(jié)合配電網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀，開展自動化工作。隨著我國網(wǎng)改的迅速發(fā)展，配電網(wǎng)在設(shè)備和規(guī)模上也提出新的要求。因此，在配電網(wǎng)自動化工作開展過程中，必須要使配電網(wǎng)現(xiàn)狀與配電網(wǎng)自動化程度相符合。其三，在配電網(wǎng)自動化中，應(yīng)當(dāng)采用定時限保護的基本原則。這種原則通過時間階梯和電流階梯相重合的方法，實現(xiàn)上級和下級的配合方便。

3.2 逐步實施

配電網(wǎng)自動化的基本條件是擁有的配電網(wǎng)點相對較多，同時還會涉及到配電網(wǎng)規(guī)劃、城市建設(shè)以及選擇設(shè)備等一系列的工程，對其進行實施時，要具有一定的階段性。通常，主要有三個階段。第一階段，將自動重合閘安裝在變電站出線上，以發(fā)揮保護的作用。此外，即將多組自動配電開關(guān)安裝在出線路上，以構(gòu)建電壓控制系統(tǒng)。這個階段又稱為初級階段。第二階段，在第一階段的基礎(chǔ)上，安裝控制設(shè)備和通信設(shè)備，而且將自動配電開關(guān)安裝在各個分支線路上。這些開關(guān)全部是由供電所控制，以便于對負(fù)荷進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)。第三階段，增強各個供電所和配電管理中心之間的信息溝通交流，讓配電信息立即傳送到配電管理中心，進而實現(xiàn)信息自動化控制和微機控制。

3.3 采用電流控制模式

電壓控制模式的不足之處在于，重合斷路器的合分操作以及發(fā)生故障時的自動重合，使配電開關(guān)頻繁動作，從而造成配電設(shè)備使用期限減少。[4]此外，因為自動配電開關(guān)有合閘延誤的情況，當(dāng)故障發(fā)生時，線路最末端的一級完成合閘的時間就必須要延長到二十分鐘，從而直接影響供電的安全性、可靠性和連續(xù)性。

4 在電力系統(tǒng)中應(yīng)用配電網(wǎng)自動化技術(shù)的主要目的

現(xiàn)如今，我國配電網(wǎng)的供電方式受到各種因素的制約，比如：負(fù)荷分布、電源部位、地理環(huán)境、經(jīng)濟狀況等等，可以歸納為兩大類，分別是網(wǎng)格式和放射式。以上兩種供電方式都不可以很好的滿足我國《電力法》中要求供可靠性達到的規(guī)范要求，實現(xiàn)電力網(wǎng)中配電網(wǎng)自動化逐漸成為順應(yīng)發(fā)展趨勢的必然性。具體來說，在電力系統(tǒng)中應(yīng)用配電網(wǎng)自動化技術(shù)的目的主要體現(xiàn)在以下幾點：

4.1 減少運行成本

在過去，為了可以使重要用戶的供電穩(wěn)定得到保障，應(yīng)該采取由變電站直接向用戶多路供電或者互為備用的方式。該方式由于所需要的線路多而增加運行成本，投資規(guī)模相當(dāng)大，并且設(shè)備可利用率不高，往往會出現(xiàn)線路閑置的現(xiàn)象。實現(xiàn)電力網(wǎng)中配電網(wǎng)自動化，一方面，配電自動化系統(tǒng)還能夠監(jiān)視配電線路和相關(guān)設(shè)備的實際運行情況，為第一時間確定線路的故障部位，減少故障修復(fù)時間、減少維修費用等創(chuàng)造良好的條件。另一方面，可以對網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)做出合理的安排，一旦確認(rèn)用戶供電線路發(fā)生故障，就能夠立即由其他正常的線路繼續(xù)向用戶供電，從而使設(shè)備的潛力得到發(fā)揮，降低設(shè)備投入成本。

4.2 提高供電的安全性

電力系統(tǒng)中實現(xiàn)配電網(wǎng)自動化，能夠使運行管理水平和供電質(zhì)量得到提高。首先能夠整合優(yōu)化無功潮流，降低線路損壞的幾率，以免因過大負(fù)荷造成供電質(zhì)量大幅度降低；然后，可以使維修工作和供電工作中所需的人力成本減少；最后，可以對配電網(wǎng)的負(fù)荷狀態(tài)進行隨時隨地的監(jiān)控，為電網(wǎng)的合理規(guī)劃提供一些有意義的資料。此外，實現(xiàn)電力系統(tǒng)的配電網(wǎng)自動化，能夠避免竊電等不良情況的出現(xiàn)。

4.3 促進電力商業(yè)化的運行

通過實現(xiàn)配電網(wǎng)自動化，可以為電力商業(yè)化的平穩(wěn)運行提供許多現(xiàn)代化的工具，也就是可以加大公開透明度。具體來說，第一，配電網(wǎng)自動化可以遠程監(jiān)控用戶計量設(shè)備，比如：控制負(fù)荷、適當(dāng)調(diào)整用電需求量以及更改和凍結(jié)用戶用電數(shù)據(jù)等工作。第二，可以為實行新結(jié)構(gòu)電力價格和催繳電費提供有力的保障。

5 配電網(wǎng)自動化的具體實施方案

5.1 自動重合分段器方案

這種方案的特征是當(dāng)事故發(fā)生的時候，自動重合器會按照故障出現(xiàn)的時間進行判斷。因此，設(shè)置時間時，需要確保變電站內(nèi)部的斷路器要全部斷開，并且由線路斷路器延長時間進行斷開。當(dāng)線路斷路器和變電站內(nèi)都斷開后，應(yīng)該重新合上變電站內(nèi)的斷路器，進而確保電源側(cè)向負(fù)荷側(cè)送電穩(wěn)定。此外，當(dāng)故障點上的開關(guān)再次合上的時候，站內(nèi)的斷路器會又一次斷開，以便于保證第二次送電成功。

5.2 饋線自動化方案

這種方案主要分為兩種，分別是計算機集中監(jiān)控模式與遠方監(jiān)控混合模式。前者，這種模式有單獨的控制中心，運作模式是饋線把從終端收集到的信息傳遞給主站，這樣只要配電網(wǎng)線路發(fā)生故障的時候，主站就會結(jié)合接收到的信息，進行及時的判斷，從而排除故障而使供電功能得到恢復(fù)。后者，這種模式由三個部分組成，分別是自動化開關(guān)、斷路器以及智能型負(fù)荷開關(guān)。不僅具有準(zhǔn)確排除故障的功能，而且可以接收遠方監(jiān)控的信息，進而主動參與到網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化調(diào)整中。

5.3 自動重合器方案

這種方案是由兩個電源連接的環(huán)網(wǎng)劃分成有限段數(shù)，每段線路由相鄰的兩端重合器對其做出保護。只要配電網(wǎng)故障出現(xiàn)時，就會及時由上一級的重合器先將故障斷開，盡量防止因變電站斷開而導(dǎo)致的分合。并且當(dāng)配電網(wǎng)的任何一段發(fā)生故障時，故障段兩端的重合器就會同時斷開，進而起到隔離故障的作用。這樣在出現(xiàn)故障時，可以有針對性地及時排除故障，提升配電網(wǎng)運行的安全性。

6 結(jié)束語

總而言之，先進的技術(shù)和設(shè)備可以幫助企業(yè)完成技術(shù)升級，增加經(jīng)濟效益。電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動化管理系統(tǒng)可以有效的提升供電的安全性和可靠性，保證供電質(zhì)量，改進對用戶的服務(wù)水平，為電力企業(yè)的發(fā)展提供有力的技術(shù)保障。對于電力企業(yè)來說，還要注重人才培養(yǎng)，以便于更好的實現(xiàn)電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動化。

參考文獻：

[1]彭鑫.電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動化實現(xiàn)技術(shù)[J].低碳世界，2017（35）：80-81.

[2]李銳.電力系統(tǒng)中的配電網(wǎng)自動化技術(shù)應(yīng)用分析[J].低碳世界，2017（23）：60-61.

[3]文武.淺談電力自動化系統(tǒng)技術(shù)在配電網(wǎng)運行管理中的應(yīng)用[J].計算機產(chǎn)品與流通，2017（07）：106-107.

[4]許開熙.電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動化實現(xiàn)技術(shù)分析[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2017（06）：203-204.