配網(wǎng)自動化系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)研究

張曉東　盧璽寧

[摘要]配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是一個與廣大用電戶直接相關(guān)的系統(tǒng)，通過提高其配電自動化水平能更好的服務(wù)用戶，在保證用戶正常用電質(zhì)量的同時，也相應(yīng)減少了配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用。作為一個集成化系統(tǒng)，利用配網(wǎng)自動化系統(tǒng)對提高配電系統(tǒng)的整體運(yùn)行可靠性、改善用電質(zhì)量、減少停電次數(shù)和時間，進(jìn)而提高整體配電的管理水平具有重要作用。因此，配網(wǎng)自動化系統(tǒng)是當(dāng)前電力系統(tǒng)發(fā)展的一種必然趨勢

[關(guān)鍵詞]配網(wǎng)自動化；方式；通信

[中圖分類號]C931.9 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A [文章編號]1672-5158（2013）06-0026-01

概述

伴隨當(dāng)前社會經(jīng)濟(jì)和城市建設(shè)的快速發(fā)展，人們的生活水平得到逐漸提高，隨即也加大了對供電可靠性的要求。因此，不斷加大對當(dāng)前配電網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和自動化水平的提高成為當(dāng)前城市用電需要迫切解決的問題。所謂配網(wǎng)自動化是充分利用計算機(jī)和電子科技技術(shù)來保證城市供電配件系統(tǒng)的正常穩(wěn)健運(yùn)行，它是時代發(fā)展的必然產(chǎn)物。如何實現(xiàn)配電自動化，進(jìn)而提高城市的配電網(wǎng)管理是保證城市用電可靠性的必然之舉。因此，本文通過研究配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)來為城市配電網(wǎng)優(yōu)化提供參考。

1 配網(wǎng)自動化的基本內(nèi)容

1.1 基本概念。配網(wǎng)自動化是一個集成化的自動化系統(tǒng)，能夠在在線狀態(tài)下，對配電網(wǎng)各環(huán)節(jié)設(shè)備進(jìn)行實時監(jiān)控、協(xié)調(diào)與管理，進(jìn)而對整個配電網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化。配網(wǎng)自動化系統(tǒng)由通信網(wǎng)絡(luò)、配調(diào)自動化主站系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)等組成。供電局的配網(wǎng)自動化系統(tǒng)則由配電自動化系統(tǒng)和配電設(shè)備的管理自動化系統(tǒng)組成，這是兩個相對獨立的系統(tǒng)，都是通過數(shù)據(jù)庫的映射來對配電測控終端的數(shù)據(jù)進(jìn)行實時共享。

1.2 目標(biāo)。配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的主要目標(biāo)就是提高城市供電的可靠性，在改善城市的電能質(zhì)量基礎(chǔ)上進(jìn)而提高電力管理效率和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行效率。配網(wǎng)自動化系統(tǒng)主要通過各個組成系統(tǒng)，如配電子站系統(tǒng)、配電主站系統(tǒng)和戶外測控終端等，運(yùn)用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和科技技術(shù)對配電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行實時的監(jiān)督、控制。同時，通過建立基于GIS的DMS系統(tǒng)和建設(shè)DA來實現(xiàn)對配電網(wǎng)絡(luò)的在線與離線、電網(wǎng)信息與用戶信息、地理圖形和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的有效監(jiān)控，為配電管理提供了完整的時間與空間相結(jié)合的現(xiàn)代數(shù)字配電管理，能有效對配電系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)劃、設(shè)計、調(diào)度、搶修、營銷和客戶服務(wù)等，使配電系統(tǒng)住進(jìn)走向現(xiàn)代化，發(fā)展為數(shù)字化供電系統(tǒng)。

1.3 系統(tǒng)發(fā)展的主要制約因素。配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的發(fā)展受到諸多因素的影響和制約，主要分為三個制約因素。第一，設(shè)備、線路的供應(yīng)能力不足。供電區(qū)域的設(shè)備不具備電控能力，線路不具備轉(zhuǎn)供能力，不能很好地滿足配電自動化系統(tǒng)的發(fā)展條件，這就需要對其進(jìn)行系統(tǒng)性的大面積網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化，而這需要強(qiáng)大的資金作為后盾。第二，配電設(shè)備點多面廣。配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)需要在城市的大街小巷進(jìn)行全面分布，其需要更多的監(jiān)控設(shè)備和資金投入。第三，配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的實時需要獨立的通信網(wǎng)絡(luò)。配網(wǎng)自動化系統(tǒng)需要饋線自動化功能作支撐來保證其實施的安全性和有效性，這就需要建立獨立的通信網(wǎng)絡(luò)，這也需要很大的投資。

2 配網(wǎng)方式

2.1 環(huán)網(wǎng)電纜方式

為了更好的解決存在的問題，我們應(yīng)該實施饋線自動化，形成環(huán)網(wǎng)供電，開環(huán)運(yùn)行，增設(shè)兩個變電站開關(guān)、開閉所的斷路器、配電室環(huán)網(wǎng)負(fù)荷開關(guān)，內(nèi)側(cè)對稱兩個斷路器保護(hù)與變電站開關(guān)保護(hù)相配合，時間級差可設(shè)為0.3s。這種環(huán)網(wǎng)電纜方式可以通過對關(guān)閉所的開關(guān)進(jìn)行控制來降低電路對變電站饋線開關(guān)的影響。同時，環(huán)網(wǎng)電纜方式也可以通過對變電站和開閉所的距離測試來確定變電站饋線系統(tǒng)的安裝與否。通過以上方式，不僅可以減少變電站保護(hù)的開關(guān)次數(shù)，也能降低系統(tǒng)方面的錯誤發(fā)生。

2.2 架空線配網(wǎng)環(huán)網(wǎng)方式

為了實現(xiàn)架空網(wǎng)的配網(wǎng)自動化，應(yīng)將原有輻射型供電方式的架空線通過聯(lián)絡(luò)開關(guān)形成“手拉手”的環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，開環(huán)運(yùn)行的方式。在負(fù)荷密度不夠集中、投資資金限制條件下，對環(huán)網(wǎng)架空線路可采用重合器和電流式分段器配合實現(xiàn)配網(wǎng)線路自動化環(huán)網(wǎng)供電。能迅速可靠隔離故障和轉(zhuǎn)移供電，操作簡單方便，運(yùn)行穩(wěn)定，是提高電網(wǎng)供電可靠性的經(jīng)濟(jì)而有效的技術(shù)手段。

2.3 輻射型架空配電網(wǎng)

在當(dāng)前的農(nóng)村和城市郊區(qū)配電網(wǎng)絡(luò)中，仍然存在具有輻射型的單種電源的供電方式?；诖?，可以采用輻射型架空配電網(wǎng)，即配電網(wǎng)絡(luò)可以采取通過單臺重合器和多臺分段器相結(jié)合的方式來實現(xiàn)對供電的自動隔離和恢復(fù)需求，并且將故障段的指示燈與重合器進(jìn)行連接，通過變電站系統(tǒng)來傳輸至調(diào)度端，進(jìn)而來判斷故障段。這種輻射型的架空配電網(wǎng)可以在斷路器的基礎(chǔ)上再安裝一臺重合器，實現(xiàn)多臺分段器和二重器的配合，在發(fā)生線路故障時由重合器對電路進(jìn)行切斷。如此，不僅可以解決分段器和重合器的二次重合問題，也可以減少短路對主變器的沖擊次數(shù)，保護(hù)電站。然而這種配電網(wǎng)系統(tǒng)具有一次故障便會導(dǎo)致全部跳閘，并且其修復(fù)時間較長的缺點，因此一般適用于郊區(qū)供電線路。

3 配網(wǎng)自動化通信方式

隨著當(dāng)今科技的日益發(fā)展，新科技技術(shù)、方法也不斷涌現(xiàn)，尤其在通信方式這一領(lǐng)域內(nèi)便有很多種。當(dāng)前，人們對通信的理解還相對處于狹隘的階段，并沒有對其所具有的深遠(yuǎn)影響獲得真正認(rèn)識和理解。對于配網(wǎng)自動化系統(tǒng)，其實現(xiàn)主要靠通信的準(zhǔn)確性和及時性。基于配網(wǎng)自動化系統(tǒng)具有覆蓋面廣、作業(yè)面多的特殊性，我們必須將視野放寬到全面角度，從經(jīng)濟(jì)性、全面性、可靠性和方便性等方面進(jìn)行考慮，來實現(xiàn)通信系統(tǒng)方式的配網(wǎng)自動化。因此，配網(wǎng)自動化的通信可以通過多種同種通信方式來實現(xiàn)。當(dāng)前，主要的配網(wǎng)自動化通信方式有：光纖、有線擴(kuò)頻技術(shù)和配電載波等，通常而言，光纖主要適用于主干道通信，而配電載波則因其所特有的易實現(xiàn)性和經(jīng)濟(jì)性被廣泛使用于中低壓配網(wǎng)中。第一，光纖。光纖通信是市區(qū)配電主干網(wǎng)通信的主要方式，通信容量大，速率快，衰減小，不受外界電磁干擾，保密性好，但由于造價相對偏高，安裝較為復(fù)雜，主要用于主干網(wǎng)通信，隨著技術(shù)的發(fā)展，光纖、光端機(jī)技術(shù)越來越成熟，費(fèi)用也將大幅度下降。第二，無線擴(kuò)頻技術(shù)。無線擴(kuò)頻技術(shù)由于繞射能力低，在高樓林立的城市配電網(wǎng)中，易受空間障礙物的阻擋，在城市配網(wǎng)中應(yīng)慎重使用。第三，配電載波。由于其具有較低的通信價格，供電點的連接能保證通信方面的連接，使得信息在電路系統(tǒng)中的傳輸能夠得到很好的維護(hù)。同時，配電載波能實現(xiàn)對總線網(wǎng)絡(luò)的分層與分區(qū)，能夠根據(jù)配電網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行來實時改變通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。然而此技術(shù)存在通信速度低和交易受配電網(wǎng)干擾的缺點，因此一般用于郊區(qū)配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

4 結(jié)束語

配網(wǎng)自動化系統(tǒng)是一項將計算機(jī)信息技術(shù)、現(xiàn)代設(shè)備與數(shù)據(jù)傳輸?shù)燃谝惑w的綜合配電網(wǎng)絡(luò)信息管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)提高城市供電的可靠性、改善城市供電服務(wù)、提高供電系統(tǒng)效率。在社會經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展和人民生活水平不斷提升的時期，供電可靠性和安全性成為當(dāng)前供電系統(tǒng)需要迫切解決的問題，因此不斷優(yōu)化與完善配網(wǎng)自動化系統(tǒng)勢在必行。

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