基于配網(wǎng)自動化的供電可靠性提升分析

郭艷婷

（南方電網(wǎng)廣東惠州惠陽供電局，廣東 惠州 516211）

0 引 言

信息技術(shù)的普及和發(fā)展，讓人們的生活發(fā)生了翻天覆地的改變。為了提高供電的可靠性，盡可能滿足整個社會的用電需求，自動化技術(shù)被提了出來，該技術(shù)結(jié)合網(wǎng)絡(luò)和實體，是目前比較理想的配網(wǎng)形式，且具體效用也愈發(fā)明顯[1]。本文從配網(wǎng)自動化的應(yīng)用優(yōu)勢及應(yīng)用模式出發(fā)，圍繞如何提升供電可靠性這一問題，給出一些提升策略。

1 配網(wǎng)自動化

配網(wǎng)自動化作為目前智能配電網(wǎng)體系中的重要組成部分，是可縮短配網(wǎng)故障定位時間、提升供電可靠性的有效手段[1]。配網(wǎng)自動化技術(shù)主要包括饋線自動化和故障定位。其中的饋線自動化是指對配電線路運行狀態(tài)進行持續(xù)的監(jiān)測和控制，其可在線路故障發(fā)生后迅速精準(zhǔn)定位和隔離故障區(qū)段，以此來恢復(fù)非故障區(qū)域供電。故障指示器可直接安裝于配電線路上，其判斷故障特征的依據(jù)主要來源于線路電流檢測和電壓的變化。故障指示器在發(fā)出故障指示之后，可保持?jǐn)?shù)小時至數(shù)十小時的持續(xù)故障反饋，利于運維工人快速奔赴故障現(xiàn)場進行觀察處理[2]。故障指示器可在配電系統(tǒng)出現(xiàn)短路故障之際，檢測運行線路的短路故障電流后借助發(fā)光指示來傳達(dá)故障信息，利于運維人員依據(jù)電源與故障點的回路原理，從最末發(fā)出故障信息的故障指示器和首次未發(fā)現(xiàn)故障信息的故障指示器之間的距離（即區(qū)段）來確定故障點的實際所在位置。

2 配網(wǎng)自動化模式

目前在配電系統(tǒng)中可保持供電可靠的配網(wǎng)自動化模式主要有2種，分別是就地控制模式和集中控制模式。就地控制模式運行時不需要借助常規(guī)的通信手段，運行機制較為簡單，重合器和分段器是該模式所采用設(shè)備的主要構(gòu)成要件。在發(fā)生配電故障時，可以借助通過重合器和分段器的動作時間，兩者互相配合，然后將故障的區(qū)段進行隔離，接著再為其故障的區(qū)段進行送電處理。作為開關(guān)設(shè)備的重合器，可切斷出現(xiàn)故障的電流。當(dāng)重合器發(fā)生跳閘時，可說明電流超過了整定值。在跳閘后，其可根據(jù)整定的時間進行反復(fù)重合，重合成功后便可恢復(fù)正常運行，重合失敗后可自動閉鎖。分段器作為一種與前向開關(guān)配合，在失去電壓或者設(shè)備無電流通過時，可進行自動分閘的開關(guān)設(shè)備。在電流出現(xiàn)故障時，其可在提前預(yù)定設(shè)置好次數(shù)的分合操作下轉(zhuǎn)變?yōu)榉珠l狀態(tài)，用以實現(xiàn)隔離故障區(qū)段。

集中控制模式由負(fù)荷開關(guān)、監(jiān)控裝置、通信網(wǎng)、配電主站和斷路器構(gòu)成。該模式在運行時，其各負(fù)荷開關(guān)設(shè)備均與配電主站保持穩(wěn)定和流暢的通信狀態(tài)，并通過遙控方式，驅(qū)使配電主站來集中控制處理電流故障。當(dāng)線路發(fā)生永久性故障時，配電主站可依據(jù)設(shè)備通信，來搜尋和獲悉發(fā)生故障路線的對應(yīng)反饋線終端所記錄和上傳的實時數(shù)據(jù)，然后借助故障定位端軟件來自主識別發(fā)生故障的區(qū)段，屆時發(fā)出對應(yīng)命令，對該區(qū)段進行隔離和優(yōu)化負(fù)荷途徑，來讓其供電恢復(fù)正常。

3 配網(wǎng)自動化在提高供電可靠性方面的優(yōu)勢

分析配網(wǎng)自動化在提高供電可靠性方面的優(yōu)勢，主要有以下2個方面。

傳統(tǒng)的電網(wǎng)故障定位模式，主要借助人工的實地現(xiàn)場檢查，但這種模式在惡劣天氣的影響下會降低檢修人員的工作效率，直接導(dǎo)致停電時間過長，使居民企業(yè)生活和運行出現(xiàn)障，且停電時間過長還有可能會增加安全隱患。配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)具有遙測和遙信功能，可實時采集電流信息并與主站進行通信，在線路發(fā)生故障時，可經(jīng)過邏輯判斷結(jié)合線路結(jié)構(gòu)確定故障所在位置，相比于通過直接巡視查找故障點大大縮短了停電時間[3]。

在隔離故障中，自動化開關(guān)也可以通過遙控或者自愈轉(zhuǎn)電操作將盡快恢復(fù)非故障區(qū)的供電，避免大范圍停電，從縮短停電時間和減少停電面積2個方面大大提高了供電可靠性。

4 實現(xiàn)基于配網(wǎng)自動化的供電可靠性提升策略

4.1 優(yōu)化管控導(dǎo)向

一是堅持安全第一，明確供電可靠性服務(wù)于安全生產(chǎn)的定位，繼續(xù)把中壓線路故障率、配電自動化終端在線率、重復(fù)停電用戶比例納入減少安全風(fēng)險的直接管控標(biāo)準(zhǔn)。確保各地區(qū)的網(wǎng)架建設(shè)和設(shè)備安置質(zhì)量穩(wěn)定可靠、普及和提升配網(wǎng)自動化水平的實用性、綜合提高和加強停電處理和管理能力。二是配網(wǎng)自動化終端全量“投運”，推進配電自動化遙控操作常態(tài)化工作，提升遙控成功率。三是大力推進配電主站自愈功能應(yīng)用，逐步提升自愈線路覆蓋率。以停電時戶數(shù)為抓手，優(yōu)先在故障率較高的線路開展自愈應(yīng)用，優(yōu)化隔離與自愈策略，實現(xiàn)配電網(wǎng)故障自動隔離及快速復(fù)電遙控。

4.2 提升網(wǎng)架可靠性

構(gòu)建輸配協(xié)調(diào)、秩序井然和便捷簡單的配電網(wǎng)網(wǎng)架。一是充分考慮不同類別區(qū)域供電可靠性要求和區(qū)域發(fā)展規(guī)劃（提前了解網(wǎng)架建設(shè)區(qū)未來幾年的政府規(guī)劃建設(shè)方案），合理優(yōu)化中心城區(qū)（保持網(wǎng)架點的分布合理有致，避免過多的擁擠）、城鎮(zhèn)和鄉(xiāng)村地區(qū)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，重點提升10 kV可轉(zhuǎn)供電率、D類供電半徑合格率，優(yōu)先改造停電時戶數(shù)大的線路。二是將目標(biāo)接線落實于差異配網(wǎng)建設(shè)，優(yōu)化完善結(jié)構(gòu)，合理劃分變電站供電范圍，構(gòu)建高、中、低壓配電網(wǎng)相互匹配、強簡有序、目標(biāo)明確、過渡清晰的網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)架建設(shè)后，對其質(zhì)量進行評估，確保其建設(shè)完成度完全符合規(guī)范，然后派遣電力高級技術(shù)人員對整個配網(wǎng)系統(tǒng)的運行數(shù)據(jù)進行檢查，保證各數(shù)據(jù)可以有效地促進配網(wǎng)自動化的供電正常。另外，在構(gòu)建可靠性網(wǎng)架，同時持續(xù)提升配網(wǎng)自動化技術(shù)實際應(yīng)用范圍期間，除需要重視電力系統(tǒng)的完善之余，還要確保電壓的穩(wěn)定性。電壓的穩(wěn)定性和供電質(zhì)量有著極為密切和直接的關(guān)系，當(dāng)電壓的質(zhì)量處于不穩(wěn)定情形時，可能會導(dǎo)致供電質(zhì)量出現(xiàn)不穩(wěn)定情況[4]?？紤]這一點，在建設(shè)配網(wǎng)自動化技術(shù)后，應(yīng)加大電壓監(jiān)測力度，調(diào)節(jié)好電壓的波動范圍，避免用戶在用電期間出現(xiàn)質(zhì)量不高的情況，用以提升供電的可靠性。

4.3 優(yōu)化配網(wǎng)自動化開關(guān)布點

合理增加110 kV、35 kV等變電站布點及出線建設(shè)，優(yōu)化變電站投產(chǎn)順序，重點解決10 kV線路供電半徑過長、局部地區(qū)仍存在超長線路、不合理分支線和中心城區(qū)線路過載問題，落實項目投資計劃，減少長時停電和重復(fù)停電，降低主網(wǎng)停電影響。以加強自動化有效覆蓋率為抓手，以饋線組為單位加快完成關(guān)鍵分段、聯(lián)絡(luò)開關(guān)、重要分支的布點，優(yōu)先在故障頻繁、停電最多饋線開展自動化開關(guān)三遙改造。優(yōu)化配電網(wǎng)規(guī)劃方法，完成配電網(wǎng)規(guī)劃項目庫修編，促進配電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)工作科學(xué)性、規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化。

4.4 全面推進配電自動化設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化選擇和安裝工作

一方面要做好設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化工作，開展開關(guān)柜、配電變壓器、中低壓線纜、配網(wǎng)自動化站所終端4大類設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化工作，同時完成生產(chǎn)運維管理與基建安裝施工調(diào)研、品類優(yōu)化、完善配網(wǎng)設(shè)備技術(shù)規(guī)范書等工作。另一方面要進一步提升自動化設(shè)備運行評價、品控的精準(zhǔn)度，重點提升自動化設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化水平，從設(shè)備型號、技術(shù)參數(shù)、規(guī)格尺寸等方面推動低壓設(shè)備向“免維護”轉(zhuǎn)變，并注重重合器和分段器以及饋線饋線終端裝置（Feeder Terminal Unit，F(xiàn)TU）的設(shè)備的檢測反饋工作[5]。不僅如此，還需要提升配網(wǎng)自動化設(shè)備的運維質(zhì)量，可通過加大運維工作重視和監(jiān)督力度，設(shè)立專門的管理考核制度，擬出成套和對應(yīng)的配網(wǎng)自動化設(shè)備運維技術(shù)，定期進行設(shè)備維護和檢查等來實現(xiàn)。選擇合理通信方式，考慮運行環(huán)境，區(qū)分配電領(lǐng)域（即公網(wǎng)和轉(zhuǎn)網(wǎng)要清晰區(qū)分），用以規(guī)劃科學(xué)、實用和合理的運維技術(shù)路線[6]。對電力設(shè)備給予保護性氣體和干燥劑，來預(yù)防其因晝夜溫差和環(huán)境溫濕度造成的凝露問題，并根據(jù)當(dāng)?shù)厍闆r選擇合適的安裝方式（室內(nèi)或者室外），同時做好設(shè)備的散熱和恒溫工作。此外，技術(shù)人員的專業(yè)水平也是可影響配電自動化設(shè)備運行和運維質(zhì)量的不可忽視因素，可定期對技術(shù)人員進行技能培訓(xùn)，開展講座并設(shè)立績效考核制度，以此來為配網(wǎng)自動化設(shè)備規(guī)范建設(shè)和運維工作，培養(yǎng)優(yōu)秀的技術(shù)人員。

4.5 深入推廣和落實10 kV線路合環(huán)轉(zhuǎn)電工作

一是不斷提升實際可轉(zhuǎn)供電能力，通過優(yōu)化停電轉(zhuǎn)電時間窗口，提高環(huán)網(wǎng)線路實際轉(zhuǎn)供電率。二是總結(jié)前階段10 kV配網(wǎng)合環(huán)轉(zhuǎn)供電工作經(jīng)驗，深入推廣10 kV線路合環(huán)轉(zhuǎn)電，明確配網(wǎng)合環(huán)轉(zhuǎn)供電指引，推進合環(huán)轉(zhuǎn)供電能力最大化應(yīng)用，深入分析轉(zhuǎn)電未合環(huán)原因，優(yōu)先解決制約和影響提升合環(huán)轉(zhuǎn)供電水平的相關(guān)問題[7]。在進行10 kV配電線路建設(shè)時，因地制宜考察施工環(huán)境的情況，確定施工方案。合理選擇妥帖的配電設(shè)備和裝置，考慮好線路長度及存在的未經(jīng)過改造處理的10 kV配電線路，盡可能地減少線路損耗，確保遙控命令、監(jiān)控命令和預(yù)警設(shè)備可將信息流暢地傳送至工作主站。建設(shè)時，應(yīng)當(dāng)根據(jù)實際情況選擇通信方式，常見的有光纖和通用分組無線服務(wù)技術(shù)。既往有研究指出，光纖通信建設(shè)成本耗費較高，運行后的維護工作較為困難，通用分組無線服務(wù)技術(shù)不受地形限制，維護工作較為容易，但其運作穩(wěn)定性有所欠缺[8]。本著供電可靠性的原則和期許，可同時選擇這2種通信模式，并以光纖通信為主，通用分組無線服務(wù)技術(shù)為輔。選用環(huán)狀網(wǎng)結(jié)構(gòu)，其穩(wěn)定性較高，對于距離較近的配網(wǎng)路線還可改變其輸電線，利于提升電力運輸?shù)男屎唾|(zhì)量，同時還利于信息技術(shù)對其不斷優(yōu)化。

4.6 提升配網(wǎng)自愈成功率

實現(xiàn)饋線自動化，即配網(wǎng)自動化自愈，主要包括3個影響因素，分別為饋線故障自動定位、自動精準(zhǔn)隔離故障和非故障區(qū)域以及促使非故障區(qū)域可自動恢復(fù)供電。其中的饋線自動化作為配網(wǎng)自動化系統(tǒng)中的一種，有著迅速判斷電流故障和促使電流恢復(fù)的重要作用[9]。根據(jù)不同的可影響配網(wǎng)自愈成功率的原因，有著對應(yīng)的改善和提升策略。若通信模塊的信號較弱，可增加通信模塊異常率流程，同時對其進行升級處理。且可采取制定升級處理方案，評估其實際應(yīng)用效率，總結(jié)應(yīng)用報告以及定期升級等措施，來確保通信模塊的信號處于正常范圍。另外，對于配電設(shè)備存在缺陷但未及時消除情況，可通過開發(fā)和裝置配電設(shè)備缺陷定時反饋程序，來降低配電設(shè)備的缺陷久留率，提高配電設(shè)備的缺陷消除率。經(jīng)過裝置配電設(shè)備缺陷定時反饋程序，在運行時，可將設(shè)備的缺陷錄入程序中，然后通知運維進行處理，同時啟動語音報警，自動計算處理所需的時間。接著判斷處理時間是否超時，自主生成報文，并進行缺陷處理[10]。

5 結(jié) 論

為了促進經(jīng)濟的運轉(zhuǎn)，保障用戶能夠得到穩(wěn)定和持續(xù)的供電量，在建設(shè)配網(wǎng)自動化時，首先需要進行實地考察，掌握區(qū)域的用電戶數(shù)量，明確用電量，并提高配網(wǎng)建設(shè)質(zhì)量，嚴(yán)格把關(guān)設(shè)備的采購標(biāo)準(zhǔn)。另外，還要合理分配線路的負(fù)擔(dān)，逐步推廣和完善自愈路線。此外，還需要在配電網(wǎng)自動化全面落實普及的基礎(chǔ)上，加大研究力度，開發(fā)更加高效和節(jié)能的供電系統(tǒng)，提升供電可靠性，滿足企業(yè)和居民的用電需求。