配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)與運(yùn)行管理問題分析

董力瑋

摘 要：隨著我國電力事業(yè)的迅速發(fā)展，配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)成為供電企業(yè)提高核心競爭力的重要手段。為了確保我國電力系統(tǒng)的正常安全穩(wěn)定運(yùn)行，對(duì)配電網(wǎng)進(jìn)行自動(dòng)化建設(shè)與升級(jí)是當(dāng)務(wù)之急。文章結(jié)合實(shí)際情況分析了配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)和運(yùn)行管理中存在的主要問題，并提出針對(duì)性的改進(jìn)措施。

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng)；自動(dòng)化建設(shè)；運(yùn)行管理；改進(jìn)措施

中圖分類號(hào)：TM727 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2016）27-0123-02

1 引 言

經(jīng)過近十多年的配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)，我國電力系統(tǒng)的供電安全性、可靠性、供電質(zhì)量、用電滿意度及供配電綜合管理效率均得到顯著提升。但是，仍有許多配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)項(xiàng)目并沒有發(fā)揮預(yù)期效果，導(dǎo)致配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)沒有體現(xiàn)其應(yīng)有價(jià)值。因此，有必要對(duì)配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)及運(yùn)行管理問題進(jìn)行深入研究與分析，為提高我國電力系統(tǒng)自動(dòng)化建設(shè)及運(yùn)行管理水平，改善電力系統(tǒng)供電質(zhì)量、用電滿意度及供配電綜合管理效率提供重要參考。

2 配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)

2.1 配電網(wǎng)自動(dòng)化構(gòu)成

配電網(wǎng)主要包括110 kV、10 kV、380 V和220 V等多種電壓等級(jí)的供電系統(tǒng)，尤其是380 V和220 V是最常見的民用電壓等級(jí)，因此是我國核心配電網(wǎng)絡(luò)。此外，110 kV作為我國供電系統(tǒng)中城市核心供電樞紐，已經(jīng)成為配電網(wǎng)絡(luò)中重要的電壓等級(jí)。本文根據(jù)我國配電網(wǎng)的實(shí)際情況，主要以10 kV及以下電壓等級(jí)的配電網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)化建設(shè)與運(yùn)行管理中的問題進(jìn)行研究與分析。10 kV及以下電壓等級(jí)在我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展中承擔(dān)著重要的作用，配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)主要是如何完成現(xiàn)有配電網(wǎng)絡(luò)的再建設(shè)和改造，完善我國10 kV及以下電壓等級(jí)配電網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)，合理安排各個(gè)配電網(wǎng)絡(luò)的負(fù)荷，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)絡(luò)的組合化、絕緣化、機(jī)電一體化、信息化。

配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)主要包括以下幾部分：

①主站。配電網(wǎng)絡(luò)的主站主要單獨(dú)系統(tǒng)管理與測(cè)試任務(wù)，目前主要使用100M的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，硬件設(shè)備包括后端數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、前端客戶機(jī)、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、通信機(jī)、監(jiān)控工作站等。配電網(wǎng)絡(luò)的主站自動(dòng)化建設(shè)需要滿足實(shí)用性、可靠性和開放性要求，不僅要適應(yīng)配電網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化建設(shè)的基本需求，還能在技術(shù)層面、性能層面確保具有一定的應(yīng)用實(shí)效。

②通信網(wǎng)絡(luò)。配電網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化建設(shè)的重要內(nèi)容就是通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，由于配電網(wǎng)絡(luò)具有網(wǎng)絡(luò)范圍大、設(shè)備數(shù)量多、信息化水平高等特點(diǎn)，需要依托完善的通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)絡(luò)的綜合管理。通信網(wǎng)絡(luò)主要包括多種形式的通信方式，包括同軸電纜、光纖、電話線、無線電、微波通信、電力線載波等。

③監(jiān)控監(jiān)測(cè)終端。配電網(wǎng)監(jiān)控監(jiān)測(cè)終端是自動(dòng)化建設(shè)中信息采集與處理的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，擔(dān)負(fù)著配電網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控和監(jiān)測(cè)的重要任務(wù)。配電網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控監(jiān)測(cè)終端主要包括常規(guī)終端、反饋線終端、配變終端等部分，能夠?qū)崿F(xiàn)配電網(wǎng)絡(luò)信息的采集、傳輸、處理、接收、反饋、執(zhí)行等有遙控相關(guān)的指令，也可在監(jiān)測(cè)終端完成事件記錄、系統(tǒng)信息上報(bào)、電源失電保護(hù)、系統(tǒng)閉鎖、系統(tǒng)通信等功能。

④環(huán)網(wǎng)電纜。配電網(wǎng)跨越地域空間大，是連接不同城市、不同地區(qū)、不同城鄉(xiāng)的電力樞紐。配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)時(shí)，如何選擇環(huán)網(wǎng)電纜將直接決定配電網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化水平?？紤]到城市繁華地段外界干擾多、運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜，應(yīng)格外重視配電網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化環(huán)網(wǎng)電纜的選型。目前，國內(nèi)配電網(wǎng)絡(luò)在城市繁華地段所選擇的自動(dòng)化環(huán)網(wǎng)硬件設(shè)備是電纜，利用環(huán)網(wǎng)電纜作為配電網(wǎng)絡(luò)的主干線，從而避免城市繁華地段外界干擾，優(yōu)化運(yùn)行環(huán)境。

2.2 主要技術(shù)方案

目前國內(nèi)配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)的主要技術(shù)方案包括以下幾種：

①低壓配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)方案：該方案主要用于解決低壓雙電源問題和配電變壓器運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性問題。利用科學(xué)合理的配置配電變壓器，能夠有效控制配電網(wǎng)絡(luò)末端負(fù)荷的使用密度，確保配電網(wǎng)絡(luò)在一定的供電范圍內(nèi)既滿足配電需求也能實(shí)現(xiàn)整體網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)化管理。通過將2臺(tái)或者更多的配電變壓器進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接，并在低壓側(cè)通過配置聯(lián)絡(luò)開關(guān)，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)絡(luò)終端的負(fù)荷的隨時(shí)轉(zhuǎn)移，從而確保了整個(gè)配電網(wǎng)絡(luò)在發(fā)生故障時(shí)能夠得到及時(shí)有效的控制[1]。

②輻射型配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)方案：輻射型配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)方案主要應(yīng)用的對(duì)象是以采用單電源供電的城鄉(xiāng)、農(nóng)村及偏遠(yuǎn)地區(qū)的配電網(wǎng)。輻射型配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)方案是以單電源為中心，以多級(jí)重合器和分段器為輔，形成單電源向周圍輻射的配電網(wǎng)絡(luò)。輻射型配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)方案具有自動(dòng)故障隔離功能，在配電網(wǎng)發(fā)生短路時(shí)，可通過故障隔離及在線重組，快速恢復(fù)配電網(wǎng)的供電。

③架空線路配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)方案：在交通環(huán)境較好的地區(qū)可采用架空線路配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)方案，采用裸架空的配電導(dǎo)線和絕緣導(dǎo)線形成架空線路主體，為了保障配電網(wǎng)絡(luò)的安全性和可靠性，經(jīng)常采用雙回路和雙電源的架空線路。架空線路配電網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化建設(shè)方案具有結(jié)構(gòu)簡單、布線靈活、故障自檢等特點(diǎn)，在正常運(yùn)行狀態(tài)下只開啟甲電源作為主要開路，當(dāng)甲電源發(fā)生故障時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)切換到乙電源，從而確保系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

④電纜為配電主干線的自動(dòng)化建設(shè)方案：在城市繁華地段如商業(yè)區(qū)、人員密集的辦公區(qū)、生活區(qū)等位置，采用電纜為主的配電主干線自動(dòng)化建設(shè)方案，不僅有利于配電網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)化管理，而且進(jìn)一步提高了配電網(wǎng)的安全性。采用環(huán)網(wǎng)開關(guān)柜為配電網(wǎng)絡(luò)主體，利用配電網(wǎng)負(fù)荷開關(guān)作為控制器，根據(jù)配電網(wǎng)絡(luò)末端負(fù)荷的密度合理調(diào)整配電網(wǎng)絡(luò)用戶數(shù)量，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)化管理。以電纜為配電主干線的自動(dòng)化建設(shè)方案，通常采用光纖或電話線為主要通信方式，這樣不僅確保自動(dòng)化系統(tǒng)的通信，而且降低了外界干擾對(duì)整個(gè)配電網(wǎng)絡(luò)的影響。

3 配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)與運(yùn)行管理中存在問題分析

目前，國內(nèi)配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)與運(yùn)行管理主要存在以下問題。

3.1 片面追求自動(dòng)化功能實(shí)現(xiàn)與完善，忽略了自動(dòng)化建 設(shè)核心功能與應(yīng)用價(jià)值的共贏

國內(nèi)配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)過程中，為了實(shí)現(xiàn)并提高系統(tǒng)的自動(dòng)化水平，采用理想框架搭建系統(tǒng)，雖然保證了系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)，但是系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與功能實(shí)現(xiàn)缺乏有效的規(guī)劃，導(dǎo)致系統(tǒng)的實(shí)用性不足。有的系統(tǒng)過分追求自動(dòng)化管理，加入故障隔離和自我恢復(fù)功能后覆蓋了原有核心功能，不僅弱化了系統(tǒng)的整體功能，而且導(dǎo)致系統(tǒng)可靠性降低，不具備廣泛推廣的條件。有的系統(tǒng)片面追求解決系統(tǒng)反饋的自動(dòng)化，忽略自動(dòng)化建設(shè)中切實(shí)利益的保障，沒有對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)合理的管理，導(dǎo)致投入產(chǎn)出比嚴(yán)重失調(diào)，配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)的最終目標(biāo)并沒有達(dá)到[2]。

3.2 配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)技術(shù)水平不過關(guān)

自動(dòng)化技術(shù)水平直接關(guān)乎配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)的進(jìn)度和整體完善性，自動(dòng)化水平還是決定系統(tǒng)可靠性和安全性的基礎(chǔ)。在國內(nèi)配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)中，對(duì)設(shè)備的可靠性和可維護(hù)性要求較高的部分自動(dòng)化水平仍顯不足，尤其是需要安裝在戶外的大量站端設(shè)備，由于運(yùn)行環(huán)境惡劣，電子設(shè)備容易受到周圍環(huán)境的干擾而易損傷，導(dǎo)致配電網(wǎng)自動(dòng)化水平降低。另外，10 KV配電網(wǎng)絡(luò)的開關(guān)控制電源和操作電源的提取相對(duì)困難，自動(dòng)化系統(tǒng)開發(fā)單位對(duì)整個(gè)配電網(wǎng)運(yùn)行流程不了解，多種通信方式的融合，都會(huì)對(duì)整個(gè)配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)造成影響。

3.3 配電網(wǎng)自動(dòng)化設(shè)計(jì)與建設(shè)矛盾突出

配電網(wǎng)自動(dòng)化設(shè)計(jì)單位在設(shè)計(jì)配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)方案時(shí)著重考慮設(shè)備、主站、通信、建筑施工、實(shí)現(xiàn)方式等方面，而自動(dòng)化建設(shè)單位則著重考慮系統(tǒng)的功能和性能指標(biāo)，設(shè)計(jì)與建設(shè)兩方往往會(huì)存在不同程度的矛盾，導(dǎo)致整個(gè)配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)進(jìn)程受影響。此外，設(shè)計(jì)方案確定后，建設(shè)方若未能按要求完成建設(shè)，仍舊會(huì)影響系統(tǒng)的適應(yīng)性、實(shí)用性、可靠性及可維修性[3]。3.4 配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)是多學(xué)科融合系統(tǒng)工程，各個(gè)學(xué) 科之間的融合與兼顧影響配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)結(jié)局

配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)是一門涉及計(jì)算機(jī)、電力系統(tǒng)、電子技術(shù)、通信技術(shù)、地理信息技術(shù)等多學(xué)科的綜合性工程，在工程建設(shè)中需要將各個(gè)學(xué)科有效合理的融合在一起，既要兼顧各個(gè)學(xué)科的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，又要摒棄學(xué)科融合帶來了冗余和矛盾。所以，多學(xué)科融合是目前國內(nèi)配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)中存在的問題之一。

3.5 系統(tǒng)運(yùn)行管理人員對(duì)自動(dòng)化技術(shù)認(rèn)識(shí)不足

配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)的根本是人才的建設(shè)，目前國內(nèi)配電網(wǎng)自動(dòng)化工作人員的技術(shù)水平仍舊較弱，人員對(duì)通信、自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)管理、人員協(xié)調(diào)等多方面的技能水平不足，導(dǎo)致配電網(wǎng)自動(dòng)化管理水平較差。

4 配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)與運(yùn)行管理對(duì)策

根據(jù)本文所提出的配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)與云溪管理存在的主要問題，筆者認(rèn)為可從以下幾個(gè)方面針對(duì)性解決：

①加強(qiáng)配電網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化建設(shè)中核心功能、基礎(chǔ)功能與系統(tǒng)價(jià)值的均衡，既要保證系統(tǒng)的基礎(chǔ)功能和核心功能的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，還要保證系統(tǒng)應(yīng)用價(jià)值的體現(xiàn)，達(dá)到科學(xué)合理建設(shè)與運(yùn)行，確保投入產(chǎn)出比均衡發(fā)展[4]。

②進(jìn)一步完善配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)技術(shù)，攻堅(jiān)克難掌握自動(dòng)化建設(shè)的核心技術(shù)，尤其是站外設(shè)備的安裝、調(diào)試和運(yùn)行管理的技術(shù)提升，為提高配電網(wǎng)自動(dòng)化水平提供技術(shù)保障。

③綜合配電網(wǎng)自動(dòng)化設(shè)計(jì)與建設(shè)，設(shè)計(jì)方與建設(shè)方統(tǒng)籌規(guī)劃，彼此了解彼此的規(guī)劃方案，共同為配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)提供建設(shè)性意見，為建好配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)共同出謀劃策。

④完善多學(xué)科融合，在兼顧各個(gè)學(xué)科的技術(shù)優(yōu)勢(shì)的同時(shí)盡可能摒棄學(xué)科融合帶來了冗余和矛盾，提高配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)和管理水平。

⑤對(duì)參與配電網(wǎng)自動(dòng)化運(yùn)行管理的工作人員進(jìn)行系統(tǒng)性培訓(xùn)，掌握配電網(wǎng)自動(dòng)化管理技術(shù)，提高人員的技能水平，確保配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)與運(yùn)行管理的科學(xué)性、實(shí)用性和可靠性。

5 結(jié) 語

隨著我國電力系統(tǒng)改革步伐的深入，供電企業(yè)均將面臨日益嚴(yán)峻的競爭形勢(shì)，如何在大市場環(huán)境下保證供電質(zhì)量、用電滿意度和管理有效性，降低供電企業(yè)管理成本，是供電企業(yè)亟需解決的問題。本文結(jié)合國內(nèi)配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)實(shí)際情況，探索了自動(dòng)化建設(shè)和運(yùn)行管理存在的主要問題，并給出了針對(duì)性解決方案，從而為國內(nèi)供電企業(yè)的配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)與管理提供理論參考。

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