配網(wǎng)自動化方案及其社會效益探討

摘要：隨著國民經(jīng)濟的迅速發(fā)展和生活水平的提高，用戶對供電的可靠性和電能質(zhì)量的要求越來越高，城市配電網(wǎng)在電力系統(tǒng)中占據(jù)重要地位，加快配網(wǎng)自動化建設(shè)不但能夠提高配網(wǎng)運行效益、可靠性及運行水平，還能夠提高故障情況下配網(wǎng)的管理水平及快速反應能力。文章以某市為例，論述了配網(wǎng)自動化方案及實施，并分析了所產(chǎn)生的社會效益。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；配網(wǎng)自動化；社會效益；供電可靠性；電能質(zhì)量 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM76 文章編號：1009-2374（2015）23-0155-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.23.078

近年來我國經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展的同時，電力行業(yè)也發(fā)展得越來越快，城市配電網(wǎng)供電質(zhì)量及經(jīng)濟運行指標等面臨著更高要求。配電網(wǎng)作為發(fā)輸配電的最后階段，其可靠性和供電質(zhì)量非常重要。由于配電網(wǎng)規(guī)模龐大、結(jié)構(gòu)復雜、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)具有差異性，部分線路在負荷高峰期長期處于過載運行狀態(tài)，因而配網(wǎng)的供電能力及質(zhì)量不高。此外，由于缺少自動化技術(shù)的支持，電力企業(yè)無法實時掌握配網(wǎng)運行信息，配電網(wǎng)故障的處理及供電恢復速度較慢，這不僅影響到配電網(wǎng)的經(jīng)濟運行，而且也降低了供電的可靠性。這就需要借助配網(wǎng)自動化技術(shù)，利用現(xiàn)代技術(shù)手段來對配電網(wǎng)智能化進行綜合監(jiān)控管理，使配電網(wǎng)處于經(jīng)濟高效、安全可靠的運行狀態(tài)。由此可見，配網(wǎng)自動化方案的應用對于電力企業(yè)和社會來說都有著重要意義，下面主要介紹了某市的配網(wǎng)自動化方案及社會效益，以此進一步提高配網(wǎng)自動化的應用范圍。

1 配電自動化方案及實施

1.1 基本思路

某市在配電網(wǎng)自動化建設(shè)過程中，始終以智能電網(wǎng)總體發(fā)展為目標，充分運用現(xiàn)代的管理理念和先進的數(shù)字系統(tǒng)控制技術(shù)、通信技術(shù)、傳感器技術(shù)及計算機技術(shù)，通過技術(shù)手段來實現(xiàn)配電網(wǎng)電力流、信息流及業(yè)務流的雙向運作及高度整合。2010年，該市根據(jù)堅強智能電網(wǎng)配電環(huán)節(jié)的總體框架及技術(shù)發(fā)展規(guī)劃，以配電網(wǎng)堅強網(wǎng)架建設(shè)為基礎(chǔ)，以智能電網(wǎng)科研項目為重點攻關(guān)方向，基本實現(xiàn)配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的初步優(yōu)化。在2011～2015年間，在完善智能電網(wǎng)配電環(huán)節(jié)技術(shù)構(gòu)架體系的基礎(chǔ)上，全面推進配電自動化及配調(diào)一體化技術(shù)支持系統(tǒng)建設(shè)。

1.2 配電自動化的功能

配電自動化系統(tǒng)應具有以下四項基本功能：（1）配電網(wǎng)設(shè)備的監(jiān)控、實時數(shù)據(jù)采集及傳輸功能；（2）配電變壓器低壓側(cè)補償電容器的自動投切；（3）故障判斷、隔離及網(wǎng)絡重構(gòu)功能；（4）實時數(shù)據(jù)分析、處理及報表生成功能。

該市配網(wǎng)自動化建設(shè)方案中，饋線自動化的實現(xiàn)方式為：（1）配電網(wǎng)分段開關(guān)應具有密封性及免維護性，控制電源必須安全可靠；（2）根據(jù)配網(wǎng)實際情況選擇人工、自動或遠方自動轉(zhuǎn)移負荷及恢復供電的模式；（3）可靠性要求較高的架空配電網(wǎng)，可以使用電流型FTU來檢測故障電流及信號，并通過掌握遠程控制方式隔離故障并恢復送電；（4）對于樹狀放射式接線的架空線路且通信手段不完善的區(qū)域，使用電壓型故障自動隔離方式來自動隔離故障；（5）對于通信網(wǎng)絡可靠、配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)簡單的區(qū)域，使用分布式智能模式的FTU終端來實現(xiàn)。

1.3 配電自動化建設(shè)方案

該市建設(shè)配電自動化系統(tǒng)始終以“總體規(guī)劃、充分結(jié)合現(xiàn)狀、優(yōu)化設(shè)計、分步實施”為原則，以“可靠高效、經(jīng)濟實用”為宗旨，以實現(xiàn)配電網(wǎng)遠程監(jiān)控、快速處理故障、提高供電可靠性為目標。

1.3.1 體系結(jié)構(gòu)。該市配電自動化系統(tǒng)建設(shè)參照IEC 61968標準，配電自動化系統(tǒng)采用分層集結(jié)的策略，建成配電主站、配電子站及遠方終端的三級體系結(jié)構(gòu)，如圖1所示，配電自動化具備與調(diào)度自動化系統(tǒng)、管理信息等系統(tǒng)通訊接口，以實現(xiàn)信息交換與共享。

第1層為配電主站，配備基于交換式以太網(wǎng)的高檔配電自動化后臺系統(tǒng)及大型數(shù)據(jù)庫，主要用于管理該市范圍內(nèi)的中壓配電網(wǎng)。第2層為配電子站，以變電站為中心，用于集結(jié)在區(qū)域內(nèi)分散的配電終端設(shè)備及電量采集器的信息。第3層為遠方終端，主要由TTU、DTU、FTU、RTU及電量集抄器等構(gòu)成。將饋線終端單元（FTU）安裝在柱上開關(guān)上以實現(xiàn)實時監(jiān)控；將監(jiān)測單元（TTU）安裝在配電變壓器處，可以監(jiān)測配電變壓器，也能實現(xiàn)分散用戶抄表集中器、電能核算及低壓側(cè)無功電壓綜合控制；將遠動終端單元（RTU）安裝在開閉站、配電室內(nèi)，電量集抄器安裝在變壓器附近，這樣能夠為用電科學管理提供分散用戶的電量數(shù)據(jù)來作為參考。電力企業(yè)要加快營銷系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的開發(fā)速度，其可以減少大量中斷設(shè)備的安裝，減少電網(wǎng)建設(shè)成本。

1.3.2 通信方式。在配電自動化選擇通信方式時，必須選擇先進性、實用性、可擴展性及可行性的方式。應充分利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡通信條件，確保符合實際需求的傳輸速率。新建電網(wǎng)在選擇通信方式時，必須綜合比較技術(shù)經(jīng)濟性、一次投資及維護使用等。該市區(qū)配電網(wǎng)主要以光纖通信為主，部分線路使用光纖復合架空相線等，該技術(shù)發(fā)展成熟后可逐步推廣。

2 配網(wǎng)自動化的社會效益

配網(wǎng)自動化的實現(xiàn)，不僅為供電企業(yè)創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟效益，還為供電企業(yè)管理水平的提高做出了重要貢獻，配網(wǎng)自動化所帶來的社會效益具體表現(xiàn)在以下五個方面：

2.1 供電可靠性得到大幅度提升

配網(wǎng)自動化利用監(jiān)控、監(jiān)測等手段來提高系統(tǒng)的應急速度，縮短停電時間，同時，配網(wǎng)自動化能夠通過故障定位、判斷及處理來及時發(fā)現(xiàn)并解決故障，從而最大化地縮小故障的影響范圍及故障所造成的損失。調(diào)查數(shù)據(jù)分析，廣州各區(qū)在應用配網(wǎng)自動化方案后，停電面積平均減少1/4以上。

2.2 極大地改善了電能質(zhì)量

配電自動化系統(tǒng)具有實時管理和控制功能，監(jiān)控、檢測功能，狀態(tài)估計、負荷預測、電壓及無功優(yōu)化調(diào)度等功能，從而掌握電網(wǎng)的運行狀態(tài)，以便通過網(wǎng)絡分析選擇最佳運行方式來提高電壓質(zhì)量，向用戶提供優(yōu)質(zhì)

電能。

2.3 減少功率損耗

配網(wǎng)自動化系統(tǒng)可以利用軟件在線實時分析網(wǎng)絡運行方式，選擇網(wǎng)損最小、最安全穩(wěn)定的供電方式來進行最優(yōu)無功控制以提高功率因數(shù)、降低網(wǎng)損，所帶來的經(jīng)濟效益及社會效益是巨大的。

2.4 保障電網(wǎng)安全性，提高資源利用率

配網(wǎng)自動化具有網(wǎng)絡重構(gòu)及網(wǎng)絡分析功能，能夠預防重大電力事故的發(fā)生，因此，系統(tǒng)提高負荷估計、管理及監(jiān)控功能，能夠與電力市場信息相結(jié)合，實施較精確的供電計劃、分時計價，實現(xiàn)電能的最優(yōu)配置，從而最大限度地提高電能的利用率，配網(wǎng)自動化還能夠通過評估以往的事故處理方法來確定方案以減少事故造成的損失。

2.5 有利于優(yōu)化配電網(wǎng)的投資

電力企業(yè)通過負荷管理及準確的實際操作數(shù)據(jù)，建立合理的電網(wǎng)規(guī)劃來減少電網(wǎng)投資。需要加強優(yōu)化服務質(zhì)量，提高故障投訴處理速度，停電等信息及時向用戶提供。總之，配網(wǎng)自動化的實現(xiàn)，能夠創(chuàng)造出可觀的經(jīng)濟效益及社會效益。

3 結(jié)語

綜上所述，提高配網(wǎng)的運行和管理的自動化水平技術(shù)是目前社會發(fā)展的必然需求，因而配網(wǎng)自動化建設(shè)勢在必行。配網(wǎng)自動化建設(shè)是一個具有艱巨性及復雜性的系統(tǒng)工程，電力企業(yè)必須要結(jié)合本地區(qū)的實際用電需求來選擇切實可行的、科學合理的實施方案，只有這樣才能夠在提高配網(wǎng)自動化水平的同時，提高供電的可靠性及質(zhì)量，為電力企業(yè)創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟效益及社會效益。

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作者簡介：常丹（1984-），女，供職于鄂州供電公司檢修分公司配電搶修，理學碩士，研究方向：配電網(wǎng)運維。

（責任編輯：蔣建華）endprint