探討配網自動化系統(tǒng)建設的必然性

國網浙江省電力公司臺州供電公司 浙江臺州 318000

摘要：國家電網公司在2013年工作會議中提出“發(fā)展配網建設是當務之急”，第一次把配網建設提高到最優(yōu)先級別。隨著我國新型城鎮(zhèn)化建設的加快，分布式電源、微電網、智能用電、電動汽車等產業(yè)快速發(fā)展，配電網的薄弱環(huán)節(jié)日益凸顯。配網自動化目前已進入試點實施階段，文章主要對配網自動化系統(tǒng)建設的內在動力與必然性進行了探討。

關鍵詞：配網自動化系統(tǒng)；配網管理；建設模式的必然過程

引言

配網自動化是配網建設當中必不可少的一環(huán)。據不完全統(tǒng)計，截止2013年底我國配網自動化系統(tǒng)覆蓋率不足15%，而發(fā)達國家的配網自動化水平達到50%以上。從配網的供電可靠性和營運效率上對比，中國的配電網管理遠遠落后世界上發(fā)達國家。隨著我國的社會經濟轉型，新型電源及負荷直接接入配電網，給配電網的安全穩(wěn)定運行帶來了新的技術問題和挑戰(zhàn)。這些問題的解決都依賴于配網自動化水平的提升，加強配網自動化系統(tǒng)的建設日漸成為電網發(fā)展的內在需求。

1.配網自動化是電力系統(tǒng)的必然趨勢

1.1配網管理現(xiàn)狀

現(xiàn)行的配電管理大多采用傳統(tǒng)的計劃性檢修管理模式，工作程序繁瑣，流程復雜，由于配網從變電站、配電線路一直延伸到終端用戶，配電設備種類多，數(shù)量大，管理的基礎資料非常多，且線路的接線方式十分復雜，設備的增改和檢修十分頻繁，管理任務十分繁重。從實際操作看，傳統(tǒng)的手工作業(yè)、臺賬管理的方式工作繁雜、勞動強度大，同時電網容載比低、網絡結構待優(yōu)化、供電可靠率和線損率有待改善、接入復雜電源和用電設備的能力低，不能適應快速發(fā)展的用電結構和總量變化需求。

1.2 配網的內在發(fā)展需求

針對新型城鎮(zhèn)化建設的加快，分布式電源、微電網、智能用電、電動汽車等產業(yè)的快速發(fā)展，國家電網公司在2013 年印發(fā)的《關于加強配電網規(guī)劃與建設工作的意見》中明確：“配電網發(fā)展與新型城鎮(zhèn)化建設、分布式電源和電動汽車發(fā)展相協(xié)調，與電網整體規(guī)劃和遠景目標相銜接”。從發(fā)展的眼光看，我國的電力系統(tǒng)已經進入了一個大機組、大電網、超高壓的時代，電網結構日趨復雜，配網作為新一代用電智能設備和分布式電源的接入側，將承擔能量流和信息流的傳輸職能，若比作通道則未來面臨了擴容和新增鋪設的過程，這一切都將依賴配網自動化水平的提升，配電網的智能化已然成為供電企業(yè)的必然選擇。

2.實現(xiàn)配網自動化的基本條件

實施配網自動化的電網一次網絡架構應規(guī)劃合理、接線簡單、具有較為完善的多路電源，具有足夠的負荷轉移能力，并配置較為可靠的一次設備。其主要體現(xiàn)在電源容量及分布點合理，滿足N-1要求；主網架已基本形成，主干線或主支線可相互聯(lián)絡；主干線或主支線供電能力可滿足負荷增長和負荷轉供的需要；線路參數(shù)和負荷資料等基本齊全。

實施配網自動化的電網配電終端要求可靠性高，功能強大并具有智能化功能，可以通過配電終端等設備完成對柱上開關、環(huán)網柜、箱式變壓器、開閉所等設備各種現(xiàn)場信息的處理及監(jiān)控功能，并進行故障信號可靠的捕捉，判斷故障發(fā)生的類型，以及為配網自動化系統(tǒng)的故障處理提供準確、可靠的判斷。

3.配網自動化系統(tǒng)建設的必然過程

配網自動化系統(tǒng)從簡單到復雜，必然經歷以下五種管理系統(tǒng)，依次為簡易型、實用型、標準型、集成型和智能型，形成向下包容的格局。

3.1簡易型

簡易型配網自動化系統(tǒng)是基于就地檢測和控制技術的一種系統(tǒng)。其原理是運用故障指示器來獲取配網線路上的故障信息，由人工現(xiàn)場巡視故障指示器翻牌信號定位故障區(qū)段，也可以利用GSM 等無線通信方式傳送故障指示信號到主站來判斷。在一次設備具備條件的情況下，采用重合器或配網自動開關，通過開關之間的時序配合就地實現(xiàn)故障的隔離和恢復供電。

在單輻射或單聯(lián)絡的配電一次網架、僅需故障指示功能的配電線路和無專門通信條件、不具備電動操作機構和受控功能的配電網初步建設階段，應采用簡易型配網自動化系統(tǒng)。

3.2實用型

實用型配網自動化系統(tǒng)主要是通過多種通信手段（如光纖、載波、無線公網/專網等），以兩遙（遙信、遙測）為主，并具備簡單遙控功能的實時監(jiān)測系統(tǒng)。這類系統(tǒng)需要智能設備的支持，主站具有SCADA 功能，監(jiān)測的數(shù)據也比較多，包括配網線路、開閉所、環(huán)網柜等的開關、斷路器以及重要的配變等，且對部分具備條件的一次設備實現(xiàn)遙控。這類系統(tǒng)可根據配電終端的數(shù)量或通信的需要，增加配電子站或通信匯接站，不僅適用獨立的配網監(jiān)控系統(tǒng)，還可以兼具調度和配網監(jiān)控一體化的系統(tǒng)功能。

一般中等規(guī)模配網且已設立或準備設立配網調度機構的配電網可采用實用型模式，該模式適用于通信通道具備基本條件，配電一次設備具備遙信和遙測條件，但不具備實現(xiàn)集中型饋線自動化功能條件的地區(qū)，以配電SCADA監(jiān)控為主要實現(xiàn)功能。

3.3標準型

標準型配網自動化系統(tǒng)是在實用型配電系統(tǒng)的基礎上增加基于主站控制的饋線自動化功能（FA），有條件區(qū)域能夠實現(xiàn)網絡重構。它對通信系統(tǒng)要求較高，一般需要采用光纖通信，同時需要比較完善的配電一次網架，相關的配網設備具備電動操作機構和受控功能。該系統(tǒng)的主站具備完整的SCADA功能和FA功能，通過主站和終端的配合實現(xiàn)故障區(qū)段的快速切除與自動恢復。它與上級調度自動化系統(tǒng)和配電GIS應用系統(tǒng)實現(xiàn)互聯(lián)，具備完備的配網模型和數(shù)據，可以支持基于全網拓撲的配電應用功能。

配電一次網架和設備比較完善，配電網自動化和信息化基礎較好，具備實施集中型饋線自動化相應條件的地區(qū)必然采用標準型才會發(fā)揮最大的經濟效益和社會效益。標準型對于城市中具有多電源、多分段的配網自動化建設比較實用，其中饋線自動化要在電纜化程度較高的區(qū)域實施。

3.4集成型

集成型配網自動化系統(tǒng)是在標準型的基礎上擴展配網管理功能和綜合應用功能后形成的，通過基于IEC61968 標準的信息集成總線來實現(xiàn)與各類相關實時系統(tǒng)和管理系統(tǒng)（如：生產管理系統(tǒng)、營銷管理系統(tǒng)以及ERP系統(tǒng)）的接口，同時還擁有相應的高級應用分析軟件功能。

配電一次網架和設備條件比較成熟，配網自動化系統(tǒng)初具規(guī)模，內部各類相關系統(tǒng)已經建立且運行經驗較為豐富的地區(qū)，在大中型城市較大規(guī)模、結構復雜的配電網絡宜采用集成型模式，其自動化水平比標準型又推進了一步。

3.5智能型

智能型配網自動化系統(tǒng)是在集成型配網自動化系統(tǒng)的基礎上擴展而來的，相對于集成型系統(tǒng)，它多了分布式電源、微電網以及儲能裝置等設備的接入，實現(xiàn)智能自愈的饋線自動化功能以及與智能用電系統(tǒng)的互動，并具有與輸電網的協(xié)同調度功能，以及多能源互補的智能能量管理網分析軟件功能。

一線城市配網一次網架結構完善，已建成集成型配網自動化系統(tǒng)的供電網絡，逐步開展分布式電源或微電網及儲能建設、智能化用電營銷系統(tǒng)建設等區(qū)域電網通常在負荷需求、電網智能化、管理水平等方面要求極高，這時采用智能型的標準來建設配網自動化系統(tǒng)就成了必然的選擇。

4.結語

配網自動化是一種集成化自動化系統(tǒng)，是現(xiàn)代配電網發(fā)展的必然選擇，在其建設的過程中，涉及計算機網絡、通信、自動化技術，還涉及一次設備、配網運行管理等工作，因此全方面研究現(xiàn)有配電網結構和設備狀況，適應負荷發(fā)展的需求，建立人才隊伍、做好遠景規(guī)劃、分步實施，逐漸完善我們的配網自動化系統(tǒng)，提升配電網的管理水平，更好的服務于國民經濟發(fā)展，最終為供電企業(yè)的持續(xù)發(fā)展提供優(yōu)質的土壤。

參考文獻：

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[2]許克明，熊煒.配電網自動化系統(tǒng)（第2版）[M].重慶：重慶大學出版社，2007.