配網(wǎng)自動化在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用

李新寬 苗和平 王學(xué)峰

（巴彥淖爾電業(yè)局，內(nèi)蒙古 巴彥淖爾014400）

0 引言

自動化是智能配網(wǎng)未來發(fā)展的主要方向，其一方面可以提高配網(wǎng)的運行效率，另一方面能為智能配網(wǎng)的運行打下堅實的基礎(chǔ)。本文以10kV配網(wǎng)為研究對象，分析其在自動化方面的創(chuàng)新之處，同時對相關(guān)問題給予建設(shè)性建議，例如新型環(huán)網(wǎng)柜、智能開關(guān)等在配網(wǎng)中的實際應(yīng)用，以此促進智能配網(wǎng)自動化發(fā)展，進而保障智能電網(wǎng)的先進性。

1 配網(wǎng)自動化建設(shè)

《配電系統(tǒng)自動化規(guī)劃設(shè)計導(dǎo)則》給配電系統(tǒng)自動化作了明確定義，即“利用現(xiàn)代電子、計算機、通信及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將配電網(wǎng)在線數(shù)據(jù)和離線數(shù)據(jù)、配電網(wǎng)數(shù)據(jù)和用戶數(shù)據(jù)、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和地理圖形進行信息集成，構(gòu)成完整的自動化系統(tǒng)，實現(xiàn)配電網(wǎng)及其設(shè)備正常運行及事故狀態(tài)下的監(jiān)測、保護、控制、用電和配電管理的現(xiàn)代化”。

在配網(wǎng)建設(shè)中，自動化是基礎(chǔ)，其在發(fā)展過程中逐漸形成穩(wěn)定的系統(tǒng)，如10kV級配［1］。近幾年，人們逐漸意識到自動化在配網(wǎng)建設(shè)中的地位，從而引入了更多的高科技裝置、新型技術(shù)，使配網(wǎng)自動化的創(chuàng)新方式呈現(xiàn)出多樣化的特征，如：智能開關(guān)，通過遠方與就地控制及時準(zhǔn)確地確定故障所在地段，自動實現(xiàn)控制，避免配網(wǎng)大面積故障，保障配網(wǎng)可靠運行；電纜敷設(shè)，通過高科技、智能儀器自動檢索電纜故障部位，提高故障查找效率等。我國在配網(wǎng)自動化建設(shè)方面注重創(chuàng)新、技術(shù)，也取得了相應(yīng)成果，利用創(chuàng)新技術(shù)提高了配網(wǎng)工作效率，同時也保障了智能電網(wǎng)的運行能力。目前主要有4類配網(wǎng)自動化方式：（1）“統(tǒng)一收集，統(tǒng)一監(jiān)控”；（2）“統(tǒng)一收集，分布式監(jiān)控”；（3）“主站、終端”模式；（4）“自動化”模式。

2 配網(wǎng)自動化的特性

在配網(wǎng)自動化的參與下，實現(xiàn)電網(wǎng)的智能化發(fā)展，彰顯了配網(wǎng)的基本特性［2］：（1）穩(wěn)定性，配網(wǎng)的各項設(shè)備均在自動化技術(shù)控制下，因為其在運行上受技術(shù)制約，所以配網(wǎng)運行能力提高，不會過多受外界因素影響，由此實現(xiàn)了穩(wěn)定性；（2）選擇性，配網(wǎng)運行時會自動判別電網(wǎng)的基本情況，如遇到設(shè)備故障，能通過遠方與就地控制及時準(zhǔn)確地確定故障所在地段，智能開關(guān)動作，迅速隔離故障線路段并恢復(fù)非故障線路段的供電，可見其能夠在運行時有選擇性地檢查設(shè)備，提高電網(wǎng)的分析能力；（3）自動性，智能配網(wǎng)中可以實現(xiàn)自動化的技術(shù)點較多，如調(diào)度自動化系統(tǒng)、變電站／配電所自動化、饋線自動化（FA）、設(shè)備管理／地理信息系統(tǒng)（FM／GIS）自動化、配電系統(tǒng)運行管理自動化等，都是自動性的典型代表，目的是降低配網(wǎng)風(fēng)險，提升配網(wǎng)運行能力，綜合利用配網(wǎng)的各項功能，體現(xiàn)高效運行原則，提高配網(wǎng)安全性，引導(dǎo)配網(wǎng)可持續(xù)發(fā)展。

3 配網(wǎng)自動化在智能電網(wǎng)中的實際應(yīng)用

3.1 環(huán)網(wǎng)柜的優(yōu)化布設(shè)

環(huán)網(wǎng)柜主要發(fā)揮環(huán)網(wǎng)供電作用，優(yōu)化環(huán)網(wǎng)柜布設(shè)，既可以穩(wěn)定電網(wǎng)供電，又可提高供電效率［3］。例如：利用科技型環(huán)網(wǎng)柜的小型化特性，根據(jù)小區(qū)配電規(guī)模，將其運用到住宅小區(qū)的供電中，可以更好地滿足供電需求。但環(huán)網(wǎng)柜在配網(wǎng)運行中容易造成大規(guī)模維修，而通過自動化技術(shù)的創(chuàng)新研究，將負荷開關(guān)應(yīng)用到環(huán)網(wǎng)柜中，控制環(huán)網(wǎng)柜運行，可促使其根據(jù)負荷的實際情況控制自身行為，營造自我保護的運行環(huán)境。優(yōu)化環(huán)網(wǎng)柜的基本布設(shè)，保障環(huán)網(wǎng)柜與實際負荷環(huán)境相適應(yīng)，能有效解決集中住宅小區(qū)或小型高層小區(qū)的供電問題。

3.2 智能開關(guān)的關(guān)鍵點布置

智能開關(guān)在傳感、精度方面靈敏度較高，且可實現(xiàn)自動化控制，所以在配網(wǎng)中合理布置智能開關(guān)，利用關(guān)鍵點形成強大的控制系統(tǒng)，可有效支持電網(wǎng)調(diào)控。例如：部分地區(qū)電網(wǎng)運行時，由于故障分閘時間不精確，容易造成線路開關(guān)故障動作不準(zhǔn)確。所以對智能開關(guān)進行創(chuàng)新研究，首先要利用傳感技術(shù)提高智能開關(guān)自身的能力，確保其配網(wǎng)故障時精確動作，然后將開關(guān)合理布設(shè)在相關(guān)位置，形成關(guān)鍵點，發(fā)揮自動控制功能。一般采用“柱上桿下”的布設(shè)方式，在保護配網(wǎng)的基礎(chǔ)上實現(xiàn)電力通訊自動化、智能化。

3.3 電纜的敷設(shè)

電纜敷設(shè)是實現(xiàn)配網(wǎng)自動化的基礎(chǔ)，其支持著整個地區(qū)的電能傳輸，故電力企業(yè)非常重視電纜敷設(shè)質(zhì)量。電纜敷設(shè)經(jīng)常受到熱力、磁力等外部地理環(huán)境的影響，或是出現(xiàn)電纜線路與其他地下管線重疊的現(xiàn)象，使敷設(shè)效率降低，為避免此類安全隱患，在配網(wǎng)自動化中實行敷設(shè)設(shè)計，可提高電纜敷設(shè)效果［4］。例如：某供電公司在電纜敷設(shè)上沒有全盤考慮，電纜電壓級別混淆，未按正常標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，導(dǎo)致電網(wǎng)運行時由于電流與電纜級配不符而短路，當(dāng)時由于電纜敷設(shè)的安全工作比較到位，未造成太大的財產(chǎn)損失。對于電纜敷設(shè)而言，首先在空間安排上，采用“自上而下”的分布方式，解決空間限制問題，以10kV級配為例，相鄰級配的電纜分配在相同空間支架，級配較小或較大可另外設(shè)置支架空間，避免干擾；其次在配置排列上，應(yīng)以均分的方式，嚴格規(guī)定電纜間隔及距離，同時明確區(qū)分單根、多根電纜的敷設(shè)，以解決迭置問題，保障電纜高負荷壓力下的高度控制能力，確保電纜可靠性；最后借鑒之前電纜短路的經(jīng)驗，設(shè)置安全保護措施，盡量避開地埋發(fā)熱設(shè)備管道，如果確實無法避開，可利用隔熱板將兩者隔離，避免電纜受熱力影響，在電力電纜接頭兩側(cè)及相鄰電纜2～3m長的區(qū)段涂防火涂料或包防火帶，必要時可采用高強度防爆耐火槽盒進行封閉。

3.4 用戶負荷的監(jiān)控

通過對用戶負荷的遙測，可以了解該用戶的負荷曲線和特性，用于統(tǒng)計分析以建立負荷預(yù)測模型；通過對電壓、電流、三相不平衡度、電壓偏移率、短時或瞬時斷電以及諧波的測量，可以診斷向用戶供應(yīng)的電能質(zhì)量。

3.5 配電信息的集成處理

配電信息集成系統(tǒng)，主要是處理自動化過程中遠方設(shè)備的實時監(jiān)視、協(xié)調(diào)及控制數(shù)據(jù)，為配網(wǎng)提供信息支持。近幾年來，城市配網(wǎng)覆蓋面積、運行規(guī)模不斷擴大，信息傳輸較為頻繁，增加了配網(wǎng)自動化的負擔(dān)，借助信息集成可提高信息傳輸效率。以配網(wǎng)通信系統(tǒng)為例，基于信息集成，配網(wǎng)可容納多項通信技術(shù)，實現(xiàn)多種通信系統(tǒng)共存，兼容無線、載波等多類型系統(tǒng)，實現(xiàn)多樣化信息的集成處理。而原始配網(wǎng)只能借助單一的通信系統(tǒng)，一旦大量信息同時出現(xiàn)，就會造成通信受阻、系統(tǒng)癱瘓等現(xiàn)象。

4 結(jié)語

配網(wǎng)在電能供應(yīng)方面發(fā)揮重要作用，其在智能電網(wǎng)中扮演了不可替代的角色，必須提高配網(wǎng)運行效率，充分發(fā)揮其配電能力，才能推進智能電網(wǎng)的進步。為提高智能配網(wǎng)能效，需構(gòu)建自動化環(huán)境，借助科學(xué)技術(shù)的支持，確保配網(wǎng)自動化的發(fā)展方向。實踐表明，配電自動化、智能化可以大大提高配網(wǎng)安全運行水平，提高供電質(zhì)量，降損節(jié)能，并充分利用現(xiàn)有設(shè)備的能力降低人們的勞動強度。

［1］鐘曉明.配電網(wǎng)自動化中故障處理模式研究［J］.企業(yè)技術(shù)開發(fā)，2010（2）

［2］王宗晶，韓澍.實施配網(wǎng)自動化 提高配網(wǎng)科技水平［J］.黑龍江科技信息，2008（36）

［3］劉春虎.電力系統(tǒng)配網(wǎng)自動化常見問題的探討［J］.中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2010（22）

［4］趙月，何麗娟，姜海濤.配電網(wǎng)饋線自動化系統(tǒng)分析及技術(shù)實施要點［J］.電力自動化設(shè)備，2005（9）