城市配網(wǎng)自動化及其配網(wǎng)規(guī)劃的應(yīng)用探究

徐志農(nóng)

摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們的生活水平也得到了很大程度的提升，其對于電力系統(tǒng)的要求也就變得越來越高。但是在城市配網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行的過程中，經(jīng)常會存在著電力系統(tǒng)容量過大、運(yùn)行設(shè)備老化等諸多問題，并嚴(yán)重制約了城市配電網(wǎng)的使用性能。該文就城市配網(wǎng)自動化及其配網(wǎng)規(guī)劃的應(yīng)用進(jìn)行了深入的研究與探討。

關(guān)鍵詞：配網(wǎng)自動化 配網(wǎng)規(guī)劃 應(yīng)用研究 概述

中圖分類號：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）03（b）-0038-02

配網(wǎng)自動化指的是相關(guān)電力企業(yè)運(yùn)用自身的自動化控制系統(tǒng)以及相關(guān)的計(jì)算機(jī)技術(shù)，來對電力系統(tǒng)進(jìn)行有效的實(shí)時(shí)監(jiān)控，其目的在于進(jìn)一步提升我國供電企業(yè)的供電質(zhì)量與配電效率。在城市配電網(wǎng)系統(tǒng)中合理運(yùn)用配網(wǎng)自動化，能夠有效降低一些電力事故的出現(xiàn)，并且能夠?yàn)樵摴╇娖髽I(yè)節(jié)省大量的人力，從而進(jìn)一步提升該供電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益與社會效益。因此，為了充分滿足人們的電力需求，就需要電力企業(yè)進(jìn)一步提高城市配網(wǎng)系統(tǒng)的自動化程度，并借此來降低供電成本以及提升該電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

1 城市配網(wǎng)自動化概述

1.1 功能概述

隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，以及城市化建設(shè)步伐的不斷加快，使得現(xiàn)有的城市配電功能已經(jīng)難以滿足人們的日常用電需求，并且需要一個(gè)更加先進(jìn)的配電系統(tǒng)來替代傳統(tǒng)配電功能。因此，配網(wǎng)自動化就在城市電力系統(tǒng)中得到了很廣泛的應(yīng)用，并且取得了良好的社會效益。城市配網(wǎng)自動化的目的在于實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的自動化運(yùn)作，并且能夠更加便利地進(jìn)行相關(guān)的電力調(diào)度工作。

配網(wǎng)自動化指的是借助于網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)、自動控制技術(shù)以及無線電通信技術(shù)為一體的高新技術(shù)，并能夠有效實(shí)現(xiàn)對于電力系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，這樣就可以確保整個(gè)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，并在使得其操作更加方便快捷的情況下，進(jìn)一步提升了城市電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中的安全性與可靠性，從而促進(jìn)該電力系統(tǒng)發(fā)揮出更大的經(jīng)濟(jì)效益。

在電壓管理系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)自動化，可以使其擁有自動控制無功補(bǔ)償電容器的功能。此外配網(wǎng)自動化能夠?qū)Τ鞘信渚W(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，對其運(yùn)行數(shù)據(jù)以及信息進(jìn)行實(shí)時(shí)的采集，并能夠?qū)@些采集到的信息進(jìn)行實(shí)時(shí)的分析，這樣就能夠在故障發(fā)生的第一時(shí)間就及時(shí)發(fā)現(xiàn)并報(bào)警，并對故障進(jìn)行隔離與處理。從而確保城市配網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行安全性。配網(wǎng)自動化還能夠應(yīng)用在電能計(jì)費(fèi)系統(tǒng)之中，來進(jìn)行用電賬單的自動生成，這樣不僅能夠有效解決大量的人力，同時(shí)能夠確保抄表的準(zhǔn)確程度。

1.2 特點(diǎn)分析

城市的配網(wǎng)自動化能夠使得整個(gè)電力系統(tǒng)自動化運(yùn)行，這樣就能夠進(jìn)一步提升電力系統(tǒng)的供電質(zhì)量以及運(yùn)行效率。在應(yīng)用配網(wǎng)自動化的過程中需要涉及到多個(gè)方面的知識，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對電力系統(tǒng)的在線監(jiān)控、智能監(jiān)控，運(yùn)用實(shí)時(shí)的配電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)來優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，還能夠?yàn)橄嚓P(guān)的電力企業(yè)節(jié)約大量的人力資源與物力資源，從而提升該電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。配電自動化還能夠?qū)Τ鞘须娏ο到y(tǒng)中所存在故障及時(shí)發(fā)現(xiàn)并進(jìn)行定位，這樣就可以有效縮短其出現(xiàn)故障的時(shí)間，并確保了該城市配網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性。

2 城市配網(wǎng)自動化現(xiàn)狀研究

城市配網(wǎng)自動化的目的在于提供電力系統(tǒng)的供電質(zhì)量以及運(yùn)行可靠性，并且能夠提升配電管理的效率，其具體的應(yīng)用現(xiàn)狀如以下幾點(diǎn)。

2.1 配電網(wǎng)絡(luò)與設(shè)施

我國目前城市中的配電網(wǎng)絡(luò)使用情況比較良好，其配電網(wǎng)線主要以架空、地埋電纜等混合的線路結(jié)構(gòu)，這樣雖然能夠?yàn)榕潆娮詣踊蛳乱粋€(gè)堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，但是配電線路情況的復(fù)雜以及層次不清晰等原因，也會直接導(dǎo)致相關(guān)的線路無法充分滿足負(fù)荷增長等各類要求，并且一些配網(wǎng)負(fù)荷的傳輸能力也嚴(yán)重不足。因此，近年來一些供電企業(yè)開始對相關(guān)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)進(jìn)行不斷優(yōu)化與調(diào)整。配電自動化與一次設(shè)備開關(guān)之間存在著非常密切的聯(lián)系，其配電終端對于數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的采集與控制時(shí)所運(yùn)用的一次設(shè)備開關(guān)接口應(yīng)當(dāng)是對應(yīng)的，因此，相關(guān)電力企業(yè)在進(jìn)行設(shè)施改造的過程中，會事先預(yù)留相應(yīng)的自動化接口，這樣才能夠?yàn)楹笃谂渚W(wǎng)的自動化實(shí)現(xiàn)奠定一個(gè)良好基礎(chǔ)。

2.2 配電信息系統(tǒng)的構(gòu)建

現(xiàn)階段的配電信息體系是將配電信息管理系統(tǒng)、配電網(wǎng)規(guī)劃技術(shù)以及電力的生產(chǎn)運(yùn)作技術(shù)有機(jī)融合在一起，從而使得配電管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能夠得以正常工作。在這一過程中，GIS系統(tǒng)在配網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)作與管理過程中發(fā)揮著非常重要作用，但也存在著一定程度的不足。現(xiàn)階段我國的電力系統(tǒng)在發(fā)展過程中，其GIS系統(tǒng)通常采用外包的形式來進(jìn)行安裝，但是一些系統(tǒng)開發(fā)人員對于電力企業(yè)自身的管理理念與經(jīng)營理念缺乏一個(gè)深刻的認(rèn)知，這就導(dǎo)致了該系統(tǒng)并不具備一個(gè)良好的使用性能，并且難以有效實(shí)現(xiàn)一體化數(shù)據(jù)圖模的處理，這樣也就會進(jìn)一步增加配網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行過程中的工作量。

2.3 配網(wǎng)自動化結(jié)構(gòu)

我國現(xiàn)有的配網(wǎng)自動化結(jié)構(gòu)主要分為四種模式：（1）主站、子站、終端三層結(jié)構(gòu)；（2）主站、終端兩層結(jié)構(gòu)；（3）子站、終端兩層結(jié)構(gòu)；（4）自動化開關(guān)相互配合結(jié)構(gòu)的自動化模式這四種模式。這四種模式擁有者各有利弊，因此，電力企業(yè)在選擇配網(wǎng)自動化模式的選擇過程中，應(yīng)當(dāng)結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況來進(jìn)行合理的選擇。在這四種模式之中，進(jìn)行主站的構(gòu)建是最為主要的一項(xiàng)工作，并會直接決定改造配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的運(yùn)行效果。這也就要求相關(guān)電力人員對于配電自動化系統(tǒng)進(jìn)行不斷調(diào)整，并確保主站體系中的信息能夠和現(xiàn)場信息保持一致，并需要在配電網(wǎng)現(xiàn)場信息發(fā)生改變的第一時(shí)間內(nèi)，就對該主站系統(tǒng)進(jìn)行及時(shí)的更新操作，這樣才能夠確保整個(gè)配電系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，并進(jìn)一步提升該配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的應(yīng)用價(jià)值。

2.4 通信模式

一個(gè)行之有效的通信方式也是配網(wǎng)自動化系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行的基本保障，其通信系統(tǒng)的作用在于將配網(wǎng)主站系統(tǒng)中的相關(guān)控制指令準(zhǔn)確傳輸?shù)脚潆娊K端之中，并需要將該終端的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)傳送到控制中心。我國現(xiàn)階段的配網(wǎng)自動系統(tǒng)存在工作環(huán)境差、數(shù)據(jù)量大以及系統(tǒng)復(fù)雜等諸多特點(diǎn)，這也就要求電力企業(yè)在進(jìn)行通信模式的選擇時(shí)，需要根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件以及氣候環(huán)境等多方面因素，來選擇一個(gè)合理的配電網(wǎng)通信模式，這樣才能夠進(jìn)一步確保該配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的通信安全性和可靠性，并進(jìn)一步確保該系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

3 城市的配電網(wǎng)規(guī)劃

在進(jìn)行城市配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)規(guī)劃的過程中，為了能夠充分滿足配網(wǎng)系統(tǒng)的飛速發(fā)展需求，以及城市中配電網(wǎng)的自動化構(gòu)建需求，就需要對該城市中的配網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)以及終端設(shè)施的數(shù)據(jù)共享狀態(tài)等因素進(jìn)行綜合性的考慮，此外，還應(yīng)當(dāng)在城市配電網(wǎng)規(guī)劃過程之中做好通訊方式、配電網(wǎng)自動化體系維護(hù)管理以及供電電源模式等因素的考慮評價(jià)工作，并需要有效解決安裝構(gòu)成之中出現(xiàn)的設(shè)施過載、卡脖子以及供電能力不足諸多問題。除了這些因素之外，還應(yīng)當(dāng)在配電網(wǎng)具體規(guī)劃過程中考慮到下述幾個(gè)問題。

3.1 配電網(wǎng)的延展性原則

城市配電網(wǎng)在規(guī)劃過程中，必須充分重視當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)的配網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃，需要在此技術(shù)上來一次性構(gòu)建完成相應(yīng)的配網(wǎng)主站體系，并在此基礎(chǔ)上來構(gòu)建相應(yīng)的子站以及終端體系。運(yùn)用延展性沿著能夠有效減少配網(wǎng)系統(tǒng)之后的改造量，并大量減少其重復(fù)性的投資，這樣就能夠在配網(wǎng)發(fā)展過程之中逐漸地實(shí)現(xiàn)該分區(qū)配網(wǎng)自動化的發(fā)展，并進(jìn)一步促進(jìn)城市配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的發(fā)展。

3.2 確保主干網(wǎng)線的正常運(yùn)行

在規(guī)劃過程中應(yīng)當(dāng)充分注重主干網(wǎng)線的正常運(yùn)作，并且需要將單環(huán)網(wǎng)饋線控制在250 A之下，而多環(huán)網(wǎng)的饋線則應(yīng)當(dāng)控制在300 A以下，而兩供一備饋線其電流也應(yīng)當(dāng)控制在400 A以下。在負(fù)荷電流超出的情況下，還需要借助于增加線路的方式來進(jìn)行負(fù)荷的合理分割。（如圖1）

3.3 重視變電站之間的聯(lián)絡(luò)饋線

配電網(wǎng)規(guī)劃過程中還應(yīng)當(dāng)重視變電站中所用10 kV饋線數(shù)量在4條以上，而且其相關(guān)負(fù)荷還應(yīng)當(dāng)控制在安全截流量的一半以下，這樣就可以充分滿足變電站中的負(fù)荷轉(zhuǎn)移需求。而變電站之間聯(lián)絡(luò)饋線的建設(shè)應(yīng)當(dāng)與電纜管道在同一時(shí)期中完成，而相關(guān)的電氣建設(shè)則可以采用分期完成的方式來進(jìn)行。（如圖2）

4 結(jié)語

綜上所述，隨著我國城市化進(jìn)程的不斷加快，使得人們的生活水平得到了進(jìn)一步提升，其所需的用電量也處于不斷增長的狀態(tài)。因此，為了充分滿足我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的具體需求，就使得配網(wǎng)自動化發(fā)展成為了電力系統(tǒng)發(fā)展的一個(gè)必然選擇。但是在配網(wǎng)規(guī)劃過程中依舊存在著一些問題，并且嚴(yán)重影響到了城市配網(wǎng)的運(yùn)行質(zhì)量。該文就配網(wǎng)自動化進(jìn)行了簡要概述，并對我國現(xiàn)階段城市配網(wǎng)自動化的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了詳細(xì)的分析，在此基礎(chǔ)上提出了幾點(diǎn)對于配網(wǎng)自動化規(guī)劃的建議，希望能夠?yàn)榕渚W(wǎng)系統(tǒng)質(zhì)量的提升以及電力企業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展提供一些理論上的幫助。

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