農(nóng)網(wǎng)配電系統(tǒng)自動(dòng)化建設(shè)研究

閆子豪

[摘 要]隨著農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和農(nóng)民生活水平的不斷提升，現(xiàn)在，農(nóng)村的電力需求日益增大。因此，需要對(duì)原有的農(nóng)村電網(wǎng)進(jìn)行升級(jí)改造，加快農(nóng)網(wǎng)配電系統(tǒng)自動(dòng)化建設(shè)，以提升農(nóng)村電網(wǎng)的建設(shè)水平與服務(wù)民生的能力。本文主要針對(duì)配網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、設(shè)備水平、運(yùn)行管理模式等進(jìn)行了分析，并結(jié)合農(nóng)村智能電網(wǎng)建設(shè)的實(shí)際情況，深入探討了農(nóng)網(wǎng)配電系統(tǒng)自動(dòng)化建設(shè)的相關(guān)問(wèn)題及技術(shù)要求，以期為我國(guó)農(nóng)村電網(wǎng)建設(shè)與電力事業(yè)發(fā)展建言獻(xiàn)策。

[關(guān)鍵詞]農(nóng)村電網(wǎng)；配電系統(tǒng)；自動(dòng)化

中圖分類(lèi)號(hào)：TM761 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）03-0078-01

1 引言

在新農(nóng)村建設(shè)及城鎮(zhèn)化快速推進(jìn)的背景下，我國(guó)農(nóng)村社會(huì)經(jīng)濟(jì)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，農(nóng)村的現(xiàn)代化水平不斷提高，農(nóng)民的生活質(zhì)量也得到了很大的提升?，F(xiàn)在，農(nóng)村的電力需求增長(zhǎng)迅速。原有的農(nóng)村電網(wǎng)由于設(shè)備陳舊、老化等種種原因，已經(jīng)不能有效供應(yīng)新時(shí)期農(nóng)村對(duì)電力的所需，因此，需要對(duì)原有的農(nóng)村電網(wǎng)進(jìn)行升級(jí)改造，加快農(nóng)網(wǎng)配電系統(tǒng)自動(dòng)化建設(shè)，以提升農(nóng)村電網(wǎng)的建設(shè)水平與服務(wù)民生的能力。

2 農(nóng)網(wǎng)配電系統(tǒng)自動(dòng)化建設(shè)的原則及目標(biāo)

2.1 總體建設(shè)目標(biāo)

農(nóng)網(wǎng)配電系統(tǒng)自動(dòng)化建設(shè)，主要包括了信息處理和控制集成系統(tǒng)、終端智能設(shè)備以及堅(jiān)強(qiáng)網(wǎng)架等幾個(gè)方面，具有覆蓋范圍廣泛、聯(lián)系密切、功能互補(bǔ)、數(shù)據(jù)共享、控制聯(lián)動(dòng)等特點(diǎn)。其建設(shè)目標(biāo)主要如下：

（1）實(shí)現(xiàn)三遙功能，通過(guò)對(duì)配電網(wǎng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，提升配網(wǎng)調(diào)度的安全性，避免由于支撐信息不足造成的可靠性較差的調(diào)度出現(xiàn)。（2）實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化功能，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)進(jìn)行故障隔離、恢復(fù)非故障區(qū)供電，減少停電范圍，縮短故障停電時(shí)問(wèn)，提高供電的可靠性。（3）實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、改善電壓質(zhì)量。優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和無(wú)功配置，降低電能損耗。（4）提高配電臺(tái)區(qū)供電質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)配變參數(shù)監(jiān)測(cè)、保護(hù)、測(cè)量、動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償控制和三相不平衡治理等；（5）提高服務(wù)質(zhì)量，提高為用戶服務(wù)的響應(yīng)速度和服務(wù)質(zhì)量，保證故障時(shí)對(duì)用戶供電的能力；（6）通過(guò)自動(dòng)化系統(tǒng)的實(shí)施，真正提高企業(yè)的現(xiàn)代化管理水平。

2.2 農(nóng)網(wǎng)配電系統(tǒng)自動(dòng)化建設(shè)的原則

農(nóng)網(wǎng)配電系統(tǒng)自動(dòng)化建設(shè)，要立足農(nóng)村電網(wǎng)發(fā)展實(shí)際，在強(qiáng)調(diào)技術(shù)先進(jìn)的同時(shí)，更要重視經(jīng)濟(jì)與使用，實(shí)現(xiàn)整個(gè)調(diào)度、配電網(wǎng)信息技術(shù)集成，使調(diào)度配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的技術(shù)性、經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性水平達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平，建設(shè)完善、先進(jìn)、可持續(xù)發(fā)展的配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)。

（1）符合國(guó)家電力行業(yè)對(duì)配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)相關(guān)的政策和規(guī)定，要求系統(tǒng)安全可靠、功能實(shí)用完整、經(jīng)濟(jì)合理適中、技術(shù)上達(dá)到目前國(guó)內(nèi)同行的領(lǐng)先水平。（2）配電自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)在現(xiàn)有配電網(wǎng)一次網(wǎng)絡(luò)上實(shí)施，避免為實(shí)施調(diào)度配網(wǎng)自動(dòng)化而大量改造、變更配電網(wǎng)一次網(wǎng)絡(luò)。（3）系統(tǒng)建設(shè)的根本任務(wù)是提高供電安全可靠性和供電質(zhì)量，減少電路損耗。（4）配網(wǎng)自動(dòng)化的建設(shè)過(guò)程應(yīng)該分階段、分區(qū)域、分檔次、分層次的具體考慮。（5）充分考慮系統(tǒng)建設(shè)的擴(kuò)展性和延伸性，采取有效技術(shù)措施實(shí)現(xiàn)調(diào)度配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)與相關(guān)系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息的交互、集成、共享和綜合應(yīng)用，減少功能交叉和冗余，避免重復(fù)投資。（6）根據(jù)業(yè)務(wù)需求、當(dāng)?shù)鼐W(wǎng)絡(luò)條件以及網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，因地制宜地選擇通信方案。

3 農(nóng)網(wǎng)配電系統(tǒng)自動(dòng)化建設(shè)的技術(shù)分析

智能化配電臺(tái)區(qū)以“六化”（網(wǎng)絡(luò)化、信息化、自動(dòng)化、互動(dòng)化、遠(yuǎn)程費(fèi)控化、程序控制化）為特征，通過(guò)遠(yuǎn)程負(fù)荷控制智能終端實(shí)現(xiàn)配電臺(tái)區(qū)供、用電信息采集和綜合監(jiān)測(cè)控制管理，對(duì)配電臺(tái)區(qū)運(yùn)行狀況、負(fù)荷大小等進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)控制，并根據(jù)有序用電程序和客戶預(yù)付費(fèi)電量控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)用電客戶遠(yuǎn)程費(fèi)控。智能配網(wǎng)和臺(tái)區(qū)建設(shè)的核心是配電變壓器及低壓用戶的遠(yuǎn)程集抄系統(tǒng)建設(shè)，因此，農(nóng)網(wǎng)升級(jí)改造在積極應(yīng)用新工藝、新技術(shù)和新設(shè)備的同時(shí)，要高度重視用電信息采集系統(tǒng)建設(shè)，提升電能表計(jì)終端在線率和抄表成功率，加強(qiáng)三相負(fù)荷不平衡分析和配變負(fù)載率、功率因數(shù)分析；建立線損實(shí)施管控模型，讓線損管理山事后分析向事前控制轉(zhuǎn)變，真正發(fā)揮農(nóng)網(wǎng)智能化優(yōu)勢(shì)，提高供電企業(yè)管理效率和運(yùn)營(yíng)效益。

3.1 通信自動(dòng)化在農(nóng)網(wǎng)配電網(wǎng)中的建設(shè)

通信自動(dòng)化，是農(nóng)網(wǎng)配電系統(tǒng)自動(dòng)化的難點(diǎn)與重點(diǎn)。農(nóng)村配電網(wǎng)規(guī)模比較龐大、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)復(fù)雜、覆蓋面廣闊，對(duì)應(yīng)的終端設(shè)備數(shù)量大而且分散，然而，每臺(tái)終端傳送的信息量卻是相對(duì)較小，對(duì)實(shí)時(shí)的要求相對(duì)調(diào)度實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)要低。根據(jù)農(nóng)村地區(qū)地理環(huán)境、線路狀況的實(shí)際情況，可以有針對(duì)性地選擇合適的通信方案，比如，光纖、公共通信網(wǎng)、無(wú)線專(zhuān)網(wǎng)、電力載波、有線電纜等；也可以選用McWiLL V5無(wú)線專(zhuān)網(wǎng)，作為需要接入的DTU，F(xiàn)TU，TTU等自動(dòng)化終端設(shè)備的通信方式。McWiLL通信傳輸模塊通過(guò)RJ45網(wǎng)口、RS232等接口和FTU等進(jìn)行連接，DTU的數(shù)據(jù)通過(guò)McWiLL終端傳輸模塊傳送到無(wú)線專(zhuān)網(wǎng)基站。單基站可以同時(shí)最多支持130路的并發(fā)，提供15M的帶寬。

3.2 線路自動(dòng)化在農(nóng)網(wǎng)配電線路中的應(yīng)用

（1）饋電線路的故障檢測(cè)、定位與故障隔離，包括架空、電纜線路的配網(wǎng)自動(dòng)化和開(kāi)閉所的故障處理。故障檢測(cè)與故障定位功能應(yīng)實(shí)現(xiàn)故障監(jiān)測(cè)與識(shí)別、故障自動(dòng)定位、故障區(qū)段自動(dòng)隔離、配電網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化重構(gòu)、故障模擬、配網(wǎng)拓?fù)湫ｒ?yàn)等功能。對(duì)于分支線路發(fā)生的故障，采用就地故障處理，在故障發(fā)生時(shí)立即將故障隔離，不影響其它線路的正常供電；對(duì)于主干線路故障則采用主站系統(tǒng)參與的集中式故障處理方案。（2）配電自動(dòng)化終端是配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的重要組成部分，是配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的基礎(chǔ)層。配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，DA故障自動(dòng)處理的判據(jù)、開(kāi)關(guān)設(shè)備的運(yùn)行工況等數(shù)據(jù)都來(lái)源于配電終端，故障隔離、負(fù)荷轉(zhuǎn)移、恢復(fù)非故障區(qū)段的供電，對(duì)饋線上開(kāi)關(guān)的分合操作都是通過(guò)配電終端去執(zhí)行，配電終端工作的可靠性、實(shí)時(shí)性直接影響整個(gè)配電自動(dòng)化系統(tǒng)的可靠性和實(shí)時(shí)性。配電自動(dòng)化終端應(yīng)由后備蓄電池電源、數(shù)據(jù)處理器模塊、數(shù)據(jù)采集模塊和機(jī)箱組成。集成網(wǎng)絡(luò)口、串行口，應(yīng)具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力。

3.3 農(nóng)網(wǎng)配電系統(tǒng)自動(dòng)化建設(shè)中的電能質(zhì)量?jī)?yōu)化

（1）無(wú)功補(bǔ)償。縣域電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化系統(tǒng)整體思路為高壓網(wǎng)以變電站集中補(bǔ)償為重點(diǎn)，中壓網(wǎng)以l 0kV線路補(bǔ)償和配電變壓器低壓側(cè)集中補(bǔ)償為重點(diǎn)，低壓網(wǎng)及以下以用戶側(cè)分散補(bǔ)償為重點(diǎn)。（2）電能調(diào)節(jié)與諧波治理。低壓系統(tǒng)大多數(shù)采用無(wú)源濾波方式，無(wú)源濾波的主要結(jié)構(gòu)是用電抗器與電容器串聯(lián)起來(lái)，組成LC串聯(lián)回路，并聯(lián)于系統(tǒng)中，該回路的諧振頻率設(shè)定在需要濾除的諧波頻率上，達(dá)到濾除諧波的目的。由于在低壓線路中采用了三相四線制接線方式，存在很多的單相負(fù)載，因此，配電變壓器的三相不平衡運(yùn)行是不可避免的。使用由控制器、復(fù)合開(kāi)關(guān)、電容器組成的三相不平衡調(diào)節(jié)及無(wú)功補(bǔ)償裝置，解決配電系統(tǒng)無(wú)功補(bǔ)償和三相不平衡的問(wèn)題，基本原理是在三相系統(tǒng)中，跨接在相線與相線之間的電容或電感元件具有轉(zhuǎn)移相問(wèn)有功功率的作用。相間電容和相地電容分別為三角形連接和星型連接，分別跨接在二相之間將一相的有功轉(zhuǎn)移到另一相無(wú)功得到補(bǔ)償，既進(jìn)行了無(wú)功補(bǔ)償，又解決了三相不平衡的問(wèn)題。

4 結(jié)論

農(nóng)網(wǎng)配電系統(tǒng)自動(dòng)化建設(shè)，既順應(yīng)了農(nóng)電需求，也順應(yīng)了農(nóng)村現(xiàn)代化發(fā)展大勢(shì)。新型電子技術(shù)、軟件技術(shù)和通信技術(shù)的快速發(fā)展，必將能極大地提升農(nóng)網(wǎng)配電系統(tǒng)自動(dòng)化建設(shè)水平，更好地滿足農(nóng)網(wǎng)用戶對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行安全、平穩(wěn)的要求。

參考文獻(xiàn)

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