城市配網(wǎng)自動(dòng)化及其配網(wǎng)規(guī)劃應(yīng)用探析

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摘 要：文章分析了城市配網(wǎng)自動(dòng)化的功能、特點(diǎn)及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，探討了配網(wǎng)自動(dòng)化的建設(shè)及應(yīng)用情況。

關(guān)鍵詞：城市配網(wǎng)；自動(dòng)化；規(guī)劃

中圖分類號(hào)：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2016）30-0085-02

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對生活的質(zhì)量要求越來越高，城市化進(jìn)程的加快也帶來了人口數(shù)量的增加，各個(gè)城市的用電量快速增加。電是人類生活工作中重要的能源之一，具有非常重要的作用，如今用電需求不斷增加，并且人們對電能的質(zhì)量也提出的新的要求，因此需要科學(xué)的進(jìn)行城市的配網(wǎng)規(guī)劃。目前由于一些客觀因素的影響，城市電網(wǎng)的供電還存在許多問題，影響了人們的正常生活和工作，為了提高城市配電網(wǎng)的運(yùn)行質(zhì)量和運(yùn)行效率，配網(wǎng)自動(dòng)化改革正在迅速發(fā)展，這項(xiàng)技術(shù)包含了通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)等多個(gè)方面，實(shí)現(xiàn)了配網(wǎng)運(yùn)行的實(shí)時(shí)在線監(jiān)控，能夠及時(shí)的了解到配電網(wǎng)的運(yùn)行情況和每一項(xiàng)數(shù)據(jù)參數(shù)，保證了城市供電網(wǎng)的正常運(yùn)行，提高供電服務(wù)水平。

1 城市配網(wǎng)自動(dòng)化簡述

1.1 功 能

傳統(tǒng)的配網(wǎng)功能在城市化的快速發(fā)展下漸漸呈現(xiàn)了一些問題，已經(jīng)不能夠完全滿足社會(huì)的發(fā)展需求，在不斷發(fā)展改革的過程中，配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用和推廣，并且取得了很好的應(yīng)用效果。城市配網(wǎng)自動(dòng)化的功能主要分為幾個(gè)方面：自動(dòng)化采集系統(tǒng)可以對電網(wǎng)運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，并對運(yùn)行的信息數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集和分析，一旦出現(xiàn)了異常的情況，系統(tǒng)能夠自動(dòng)的報(bào)警；電壓管理系統(tǒng)可以自動(dòng)控制無功補(bǔ)償電容器的操作，并且根據(jù)配網(wǎng)系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行電壓和電流來作為參照[1]；電能計(jì)費(fèi)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)抄表、自動(dòng)生成使用賬單，這能夠節(jié)省了大量的人工抄表勞動(dòng)，提高了抄表的效率，也提高了抄表準(zhǔn)確性，避免出現(xiàn)漏超、錯(cuò)抄等問題；用電客戶信息系統(tǒng)可以自動(dòng)存儲(chǔ)客戶的用電信息，為客戶和工作人員提供了方便的查詢信息功能；配網(wǎng)事故診斷系統(tǒng)可以分析配網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)，并且和運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)做對比，如果某一區(qū)域出現(xiàn)異常可停止供電，以免造成更大的損失，并且還可以儲(chǔ)存故障報(bào)告和信息，以及故障的維修記錄，保證故障的有效解決，也為類似事故的處理提供了資料，進(jìn)一步的確保了城市配網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行。

1.2 特 點(diǎn)

城市配網(wǎng)自動(dòng)化有效的提高了配網(wǎng)的供電質(zhì)量和運(yùn)行效率，實(shí)現(xiàn)了配網(wǎng)的自動(dòng)化處理，這是一項(xiàng)以自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等多種技術(shù)為基礎(chǔ)的系統(tǒng)，能夠進(jìn)行配電網(wǎng)的智能監(jiān)控，還可以對一些線路實(shí)現(xiàn)離線監(jiān)控，有效的節(jié)省了人力和時(shí)間。并且配網(wǎng)自動(dòng)化還可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障并且采取解決措施，能夠縮短故障時(shí)間。配網(wǎng)自動(dòng)化在提高效率的同時(shí)也為企業(yè)節(jié)省了維修成本，促進(jìn)了配網(wǎng)的合理性規(guī)劃。

1.3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

我國電網(wǎng)所應(yīng)該的配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)有四種模式，第一種為主站、子站和終端三層結(jié)構(gòu)，為集中采集和集中監(jiān)控模式；第二種為主站、子站和終端一層結(jié)構(gòu)，采取集中采集和分散監(jiān)控模式；第三種為主站、終端兩層結(jié)構(gòu)，采取集中采集和集中監(jiān)控模式；第四種為以自動(dòng)化開關(guān)設(shè)備互相配合的自動(dòng)化模式。這四種模式各有優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)根據(jù)每個(gè)地區(qū)不同的現(xiàn)狀和需求來選擇適合的模式。

而不論哪種模式建設(shè)，主站建設(shè)是非常重要的一步。主站的實(shí)用是整個(gè)配電自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)用的關(guān)鍵。配電網(wǎng)饋線的監(jiān)控點(diǎn)變化比較多，業(yè)擴(kuò)也經(jīng)常進(jìn)行改線。而配電自動(dòng)化系統(tǒng)必須能夠及時(shí)的同步這些變化，這樣主站的系統(tǒng)才能夠?qū)崟r(shí)的展示現(xiàn)場實(shí)際信息[2]。如主站系統(tǒng)不能夠及時(shí)的更新配網(wǎng)現(xiàn)場的變化，其顯示和實(shí)際的運(yùn)行情況不一樣，這就嚴(yán)重影響了配電自動(dòng)化系統(tǒng)的可靠性及實(shí)用性。因此應(yīng)該建立嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的配電自動(dòng)化系統(tǒng)，將配網(wǎng)的運(yùn)行、工作范圍、維護(hù)工作過程、強(qiáng)制配網(wǎng)修改都及時(shí)同步到配電自動(dòng)化的系統(tǒng)中，將現(xiàn)場的設(shè)備也投入運(yùn)行，避免因信息不一致而導(dǎo)致配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)失去實(shí)際的應(yīng)用意義。

1.4 通信網(wǎng)絡(luò)

配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)能夠運(yùn)行的關(guān)鍵在于其通信網(wǎng)絡(luò)，這是配電的主站、子站和各個(gè)終端之間互相聯(lián)系的紐帶，在收集各個(gè)子站、終端的數(shù)據(jù)信息時(shí)必須要借助通信網(wǎng)絡(luò)。配電網(wǎng)的分配和廣泛，應(yīng)用設(shè)備也非常繁多，每個(gè)工作環(huán)節(jié)都具有明顯差異，借助可靠穩(wěn)定的通信網(wǎng)絡(luò)可以游戲的保證配電網(wǎng)的安全、可靠、穩(wěn)定運(yùn)行。城市配電網(wǎng)自動(dòng)化的通信網(wǎng)絡(luò)有光纖、無線通信和中壓載波三種。光纖是我國配電自動(dòng)化系統(tǒng)中應(yīng)用較為廣泛的通信網(wǎng)絡(luò)方式，在構(gòu)建光纖通信網(wǎng)絡(luò)的初期，投資成本比較高；無線通信相對于光纖通信來說，初期的建設(shè)成本較低，其投入主要在于配網(wǎng)信息系統(tǒng)中，因此后期的維護(hù)費(fèi)用較高，在配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的廣泛推廣還需要進(jìn)行實(shí)際的研究；中壓載波通信方式的應(yīng)用比較少，其實(shí)際應(yīng)用的效果還需要進(jìn)一步的分析和研究，

2 我國配電網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)狀及建設(shè)

2.1 現(xiàn) 狀

我國目前的城市配電網(wǎng)絡(luò)大部分為良好狀態(tài)，城市中的配電線路結(jié)構(gòu)為架空、地埋電纜混合線路，農(nóng)村配電線路主要以架空線路為主要結(jié)構(gòu)。城市中的配電線路正逐漸從架空向地埋電纜過渡，大城市中的配電網(wǎng)絡(luò)正在不斷的提高平均電纜化率，配電線路平均環(huán)網(wǎng)率也隨之提高，有效的為開展配網(wǎng)自動(dòng)化打下了良好的基礎(chǔ)。而目前來說配網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)具有聯(lián)絡(luò)混亂、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、層次不清的弊端，多電源線路分段情況也不甚理想，在網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷增長較快的情況下不能夠滿足需求，致使配網(wǎng)的負(fù)荷轉(zhuǎn)供能力還有待提高。因此近年來供電企業(yè)也在分析研究網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的調(diào)整和改造工作。配電自動(dòng)化終端在實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和控制時(shí)需要和一次設(shè)備開關(guān)接口相匹配，一些單位在每年的技術(shù)修改項(xiàng)目中已經(jīng)將原本老舊的設(shè)備更換為先進(jìn)的自動(dòng)化設(shè)備，使網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的調(diào)整和改造工作難度降低，所以一次設(shè)備主要以改造為主。

2.2 系統(tǒng)建設(shè)

配電地理信息系統(tǒng)（GIS）是通過地理信息系統(tǒng)和配電網(wǎng)的規(guī)劃技術(shù)管理技術(shù)等手段，使配電管理實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)信息操作，以解決配電網(wǎng)中眾多的實(shí)際問題，例如配電網(wǎng)的設(shè)備較多，分布的地域廣闊，安裝設(shè)備的位置和地理信息具有緊密的聯(lián)系，配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，設(shè)備的運(yùn)行信息會(huì)隨著地理信息的變化而變化。GIS系統(tǒng)在電網(wǎng)生產(chǎn)和管理中具有重要的作用，而在實(shí)際的應(yīng)用中也存在問題，還需要進(jìn)行更多的研究和分析。

3 城市配網(wǎng)自動(dòng)化在配網(wǎng)規(guī)劃中的應(yīng)用

3.1 配網(wǎng)自動(dòng)化應(yīng)用實(shí)例

以廣州市為例，其供電局的配電網(wǎng)規(guī)模較大，線路的管理和維護(hù)都分散在各個(gè)區(qū)的分局，整體采用集中采集、分散監(jiān)控來進(jìn)行自動(dòng)化設(shè)計(jì)。廣州配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)主要由配網(wǎng)主站系統(tǒng)和終端設(shè)備組成，在調(diào)度中心設(shè)立主站系統(tǒng)，在天河、越秀等地設(shè)立調(diào)配維護(hù)工作站，通過電力光釬、專線、載波等通信系統(tǒng)來進(jìn)行數(shù)據(jù)傳播。

3.2 配網(wǎng)自動(dòng)化的目標(biāo)

隨著社會(huì)的進(jìn)步，廣州人民群眾的用電量逐年增加，對供電的質(zhì)量也提高了要求，實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)的自動(dòng)化具有實(shí)際的意義。應(yīng)采取多項(xiàng)措施，提升當(dāng)?shù)氐呐潆娋W(wǎng)運(yùn)行質(zhì)量和水平，降低損耗，制定科學(xué)合理的目標(biāo)。

首先應(yīng)當(dāng)縮短停電的次數(shù)，停電時(shí)縮短時(shí)間、縮短范圍，有效改善停電狀況，并且自動(dòng)的把故障切除，使非故障區(qū)的供電恢復(fù)，提升配電水平；

其次應(yīng)當(dāng)實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)控和離線監(jiān)控，維護(hù)電壓穩(wěn)定；

第三優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，合理配置電網(wǎng)，將電能損耗降到最低；

第四要加強(qiáng)對電網(wǎng)設(shè)備的管理，提高設(shè)備的使用效率，做好設(shè)備維護(hù)；

第五需要提高電網(wǎng)服務(wù)水平，面對突發(fā)故障具備應(yīng)急處理能力；

第六通過自動(dòng)化改進(jìn)優(yōu)化，提高電力企業(yè)的管理效率[3]。

3.3 應(yīng)用方案

廣州供電配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行分期建設(shè)，首期工程搭建自動(dòng)化主站的支撐平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)故障處理、歷史數(shù)據(jù)管理、系統(tǒng)管理等功能，同時(shí)建設(shè)各個(gè)分局的配網(wǎng)調(diào)度工作平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)分局站房的自動(dòng)化監(jiān)控。后期工程應(yīng)在首期工程的基礎(chǔ)上細(xì)化各個(gè)子站的建設(shè)，并且擴(kuò)展主站的接入容量、擴(kuò)充配電高級(jí)軟件。

配網(wǎng)規(guī)劃和建設(shè)中包括了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、信息數(shù)據(jù)共享、設(shè)計(jì)規(guī)劃、選擇配置終端設(shè)備及供電電源模式、系統(tǒng)管理維護(hù)等。一般來說自動(dòng)化系統(tǒng)和GIS系統(tǒng)存在著交換接口問題，對故障發(fā)生點(diǎn)難以確認(rèn)，也就影響了診斷工作的進(jìn)行，這種情況下可以借助遙信功能，建立自動(dòng)化系統(tǒng)和應(yīng)配信息平臺(tái)的接口，出現(xiàn)故障時(shí)，拓?fù)涔收蠀^(qū)會(huì)自動(dòng)統(tǒng)計(jì)用戶信息，并且區(qū)分用戶種類，實(shí)現(xiàn)資源信息的共享。在配網(wǎng)建設(shè)中應(yīng)當(dāng)提高通信系統(tǒng)的穩(wěn)定性及終端信號(hào)傳送的精確度，盡量的減少漏報(bào)、誤報(bào)情況。

對于終端設(shè)備發(fā)送的故障數(shù)據(jù)，自動(dòng)化系統(tǒng)需要做好詳細(xì)記錄，調(diào)度員通過信息記錄對故障間隔做出相應(yīng)的判斷，并且制定出準(zhǔn)確的隔離方案。對于合肥市來說，電力企業(yè)應(yīng)當(dāng)將每年所發(fā)生的故障做出詳細(xì)的分析和總結(jié)，統(tǒng)計(jì)遙控操作的準(zhǔn)確率，根據(jù)不同的故障類型來改進(jìn)各個(gè)廠家的終端信號(hào)，信號(hào)如果失去準(zhǔn)確度，需要做好實(shí)際的調(diào)查，找出原因解決問題，并且留好記錄以備后續(xù)的研究。

4 結(jié) 語

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對用電量和用電質(zhì)量都提出了更高的要求，因此在城市的配電規(guī)劃中應(yīng)當(dāng)積極的引進(jìn)自動(dòng)化技術(shù)，保證電網(wǎng)正常穩(wěn)定的運(yùn)行。

自動(dòng)化信息技術(shù)通過實(shí)時(shí)的監(jiān)控和管理，對提高供電質(zhì)量具有重要的作用，將電能損耗降到最低，并且隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)的提高，也促進(jìn)了配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)水平的進(jìn)步。

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