10 kV配電網(wǎng)自動化探討

何德明

（佛山順德供電局，廣東 佛山 528000）

0 引 言

國家十分重視電網(wǎng)智能化建設(shè)，在國家“十二五”規(guī)劃出臺的背景下，國家電網(wǎng)也制定了“十二五”電網(wǎng)智能化建設(shè)的規(guī)劃書，規(guī)劃書中指出在十二五期間電力行業(yè)應(yīng)該加快電網(wǎng)智能化的步伐，投資2000億元來建設(shè)配網(wǎng)自動化工程，建設(shè)的內(nèi)容包括通信系統(tǒng)及電網(wǎng)的發(fā)電、配電、輸電、變電及調(diào)度6個環(huán)節(jié)。配網(wǎng)自動化的實質(zhì)是實現(xiàn)配電網(wǎng)可以和用戶直接連接，從而能夠提高供電質(zhì)量。目前，由于配電系統(tǒng)出現(xiàn)故障導(dǎo)致的停電問題越來越突出，當(dāng)務(wù)之急需要加快推進電網(wǎng)智能化建設(shè)。

1 10 kV電網(wǎng)的發(fā)展?fàn)顩r

目前，我國配電網(wǎng)的智能化建設(shè)處于初步發(fā)展期，電網(wǎng)的布局還不完善，因此，應(yīng)先完善好主干網(wǎng)絡(luò)才能實現(xiàn)電網(wǎng)自動化。作為“十二五”期間重要的建設(shè)工程，國家電網(wǎng)需要不斷進行積極探索和規(guī)劃?，F(xiàn)階段，國家電網(wǎng)對19個城市進行了第二批配電自動化的試點，希望在不久的將來這些試點都可以通過驗收。

10 kV電網(wǎng)建設(shè)作為電力系統(tǒng)的最重要部分，是與用戶聯(lián)系的主要通道。10 kV電網(wǎng)的供電線路長、覆蓋范圍比較廣、接入點也不少、路徑更為復(fù)雜。電網(wǎng)的設(shè)備生產(chǎn)并沒有統(tǒng)一的標準，質(zhì)量參差不齊，受環(huán)境、氣候和地理等自然環(huán)境的影響比較大。當(dāng)電路系統(tǒng)出現(xiàn)故障時因為影響的因素比較多，進行檢修需要付出大量的時間和精力。就實際情況來看，我國很多地區(qū)雖然實現(xiàn)了配網(wǎng)自動化，但在10kV電網(wǎng)的建設(shè)上還是需要做很多的工作：配網(wǎng)自動化水平高的地方不多；設(shè)備年久失修，需要更換；配電設(shè)備的耗能不低，在邊遠地區(qū)電網(wǎng)建設(shè)工程建設(shè)薄弱。在惡劣的環(huán)境下，10 kV電網(wǎng)水平低的地方不能支撐整個供電系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)，建設(shè)智能化的系統(tǒng)能夠解決并提高供電系統(tǒng)的安全性。我國發(fā)展配網(wǎng)智能化是有很大空間的，據(jù)相關(guān)部門預(yù)計我國配電網(wǎng)的產(chǎn)業(yè)將發(fā)生天翻地覆的改變，會大大提高用電效率。

2 10 kV配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的主要構(gòu)成

10 kV作為一個國家配電網(wǎng)自動化的重要組成部分，在建設(shè)的過程中有具體的標準和原則。10 kV電網(wǎng)是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程，主要可以分為三個部分。①主站系統(tǒng)。配網(wǎng)自動化的主站系統(tǒng)主要由配電網(wǎng)的管理系統(tǒng)（DMS）和SCAND主站系統(tǒng)構(gòu)成，在配電網(wǎng)運行中DMS能夠進行全面管理。②子站系統(tǒng)。SCAND系統(tǒng)可以監(jiān)控設(shè)備的柱上開關(guān)以及環(huán)網(wǎng)柜的開閉情況。主站系統(tǒng)是有局限性的，無法與所有配電設(shè)備都直接關(guān)聯(lián)起來，這時需要借助子系統(tǒng)，一級一級構(gòu)建10 kV配電網(wǎng)，各級子電網(wǎng)相互配合，與主站系統(tǒng)相輔相成，極大地優(yōu)化了電網(wǎng)管理，同時也提高了解決停電事故的效率，及時恢復(fù)供電，解決客戶的擔(dān)憂。③終端。配電網(wǎng)的自動化終端，可以盡快識別故障，并對故障進行隔離，實現(xiàn)TU與FTU等的三通功能。

3 10 kV配電網(wǎng)自動化的實施原則

在10 kV配電網(wǎng)的自動化建設(shè)過程中，為了保證工程質(zhì)量，是有一定的標準和應(yīng)用原則的，具體如下。

（1）可靠性原則。供電網(wǎng)絡(luò)事關(guān)人們的生產(chǎn)和生活，一旦出現(xiàn)問題會造成很大的損失，因此必須遵循建設(shè)過程中的可靠性原則，在規(guī)定條件下和規(guī)定時間內(nèi)完成工程預(yù)期規(guī)劃的目標，而且在用戶用電過程中因為線路、設(shè)備等故障出現(xiàn)停電時，必須保證故障解決的時效性。此外，配電網(wǎng)在電源、設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)通信及設(shè)計布局上要遵循設(shè)計原則，確保供電系統(tǒng)正常工作。

（2）安全性原則。隨著社會的不斷進步和發(fā)展，人們的生活水平也日益改善，對于電的使用依賴性越來越高，這樣在配電網(wǎng)絡(luò)上保證供電質(zhì)量就顯得尤為重要。配電網(wǎng)自動化、智能化可以利用其先進性幫助解決供電過程中出現(xiàn)的各種問題，并可以很快解決這些問題。智能化的系統(tǒng)是有賴于計算機技術(shù)完成的，但是一旦網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)出現(xiàn)問題的話，會給用戶造成不便，甚至造成經(jīng)濟損失。配電網(wǎng)在建設(shè)過程中需要注重安全性原則，進行科學(xué)規(guī)劃設(shè)計，對建設(shè)過程進行嚴格把關(guān)，確保配電網(wǎng)系統(tǒng)的安全運行。

（3）實事求是原則。因為每個地區(qū)配電網(wǎng)自動化完善程度是不一樣的，而且每個地區(qū)的實際情況也不一樣，在建設(shè)的過程中要堅持實事求是的原則，結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡匦?、氣候等自然環(huán)境問題不斷進行調(diào)整和合理規(guī)劃，從實際出發(fā)最大化地實現(xiàn)配電網(wǎng)自動化的功能。

（4）與時俱進的原則。配電網(wǎng)的自動化不是說建設(shè)完就可以永久利用了，它是一項需要不斷完善的復(fù)雜系統(tǒng)，對技術(shù)要求很高。配電網(wǎng)智能化需要分階段進行，盲目求成是不可取的。首先，必須先對智能化開關(guān)進行設(shè)備安裝，并且建立電壓控制系統(tǒng)，測試可負荷的電量程度。其次，在完成搭設(shè)基礎(chǔ)設(shè)備的過程中，增強對通信和控制等設(shè)備的安裝，并調(diào)配負荷。最后，利用電腦對架設(shè)的每個地方的信號進行控制和自動處理，不斷進行調(diào)整。

4 10 kV配電網(wǎng)自動化建設(shè)的規(guī)劃

配電網(wǎng)自動化、智能化的建設(shè)需要根據(jù)10 kV配電網(wǎng)自身的特性以及實際操作來進行，具體建議如下。

科學(xué)規(guī)劃配電網(wǎng)架。每個地方的經(jīng)濟運行方式是不一樣的，考慮到這個方面，配電網(wǎng)在建設(shè)時應(yīng)該根據(jù)每個地區(qū)的經(jīng)濟運行情況進行合理的規(guī)劃和科學(xué)的設(shè)計。供電覆蓋的范圍和半徑上尤其需要注意設(shè)計的合理性，在覆蓋范圍和半徑設(shè)計合理的基礎(chǔ)上保證供電的質(zhì)量，提高供電的水平。另外，由于線路比較多，不同的線路都有聯(lián)系，有必要對線路的連接點和數(shù)量進行科學(xué)的管理，保證供電的質(zhì)量和供電的可靠性。

應(yīng)用智能化的設(shè)備。配電智能化的關(guān)鍵是智能開關(guān)的應(yīng)用，為了準確了解用戶的電量使用情況，智能開關(guān)需要與通信系統(tǒng)聯(lián)結(jié)，這樣能夠在配電網(wǎng)主站系統(tǒng)與子站系統(tǒng)的監(jiān)控下對監(jiān)控單元實現(xiàn)遙控；智能化還能自動判斷和排查故障點并進行自動隔離，進而使線路自動恢復(fù)工作，避免了經(jīng)過通信線路。智能開關(guān)是一個重要的節(jié)點，是配電網(wǎng)自動化的核心，開閉站的功能是“三遙一視”，但是離智能化的標準還是有一定距離的。

完善通信網(wǎng)絡(luò)。配電網(wǎng)管理不是一個簡單的工作，因其特殊性必須完善配電網(wǎng)的通信網(wǎng)絡(luò)，突破通信技術(shù)是一個重要的研究課題。配電網(wǎng)通信系統(tǒng)的好壞在很大程度上決定了配電網(wǎng)自動系統(tǒng)的優(yōu)劣程度，如果通信技術(shù)好的話，配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)工作質(zhì)量也會很高，反之則不然。開閉站的光纖覆蓋率不高，很難實現(xiàn)配電網(wǎng)的自動化和智能化，在實際操作中工作人員可以在上級變電站建立點對點的SCH網(wǎng)絡(luò)，在配電室、箱變及環(huán)網(wǎng)柜集中架設(shè)無源光網(wǎng)絡(luò)，在比較分散的地方設(shè)置GPRS通信。

接入分布式能源。分布式能源指的是可獨立運行，也可并網(wǎng)運行，是以資源、環(huán)境效益最大化確定方式和容量的系統(tǒng)，將用戶多種能源需求，以及資源配置狀況進行系統(tǒng)整合優(yōu)化，采用需求應(yīng)對式設(shè)計和模塊化配置的新型能源系統(tǒng)，是相對于集中供能的分散式供能方式。日常生活中的分布式能源有燃料電池、風(fēng)能、太陽能等。目前，分布式能源得到了充分的發(fā)展和利用，是配電網(wǎng)智能化的重要體現(xiàn)。分布式能源具有清潔無污染、循環(huán)利用價值高、經(jīng)濟效益高的優(yōu)點。相對于分布式能源，傳統(tǒng)的集中供電有很多弊端：當(dāng)超過用電負荷時不能很靈活地應(yīng)對，污染比較大，利用率不高，安全方面也存在很大隱患。用分布式資源可以大大解決這些問題，彌補這些不足，在10 kV電網(wǎng)建設(shè)過程中一定要重視分布式能源的利用，對配電網(wǎng)智能化具有強大的推動作用，意義重大。

5 10 kV配電網(wǎng)自動化實施的具體方案

（1）環(huán)網(wǎng)電纜方案。在比較繁榮、人口稠密的城市應(yīng)該運用以電纜為配電主干線的自動化方案，這種方式不易被外界因素干擾，運行環(huán)境也比較好。具體的實施是按照“二進四出”的原則建設(shè)，環(huán)網(wǎng)柜為主體，負荷開關(guān)根據(jù)某個區(qū)域用戶的數(shù)量要求來確定進出線路的數(shù)量，如果數(shù)量很多的話會轉(zhuǎn)變?yōu)殚_閉所。負荷開關(guān)和熔斷器配合組成環(huán)網(wǎng)柜，多條線路可以保證供電的安全性，對于開閉所監(jiān)控系統(tǒng)的通信方式，在放設(shè)電纜時一并設(shè)置，載體是光纖和電話線為主，可以保證安全環(huán)境。

（2）架空線路方案。架空線路的方案適用于在城市規(guī)模和環(huán)境比較好，道路寬敞的條件。這種方案主要是借助裸線架空和架空絕緣導(dǎo)線為載體，架構(gòu)為雙回路線的形式，雙電源環(huán)網(wǎng)供電。這種配電網(wǎng)的架構(gòu)方式靈活簡單，線路大部分在外部，外部環(huán)境影響比較大。一般情況下，當(dāng)A電源開關(guān)為開路運行時，由B電源供電；出現(xiàn)特殊情況時，B電源作為供電設(shè)備。

（3）低壓380/220V配電網(wǎng)自動化方案。目前，低壓配電網(wǎng)自動化的方案在我國的應(yīng)用還比較少見，低壓配電化是配電網(wǎng)自動化的重要組成部分，必須加以重視。第一，科學(xué)布局配電變壓器，配置合理的供電半徑和電量的符合程度；第二，在計算的前提下，實現(xiàn)低壓多電源配置，轉(zhuǎn)移電源或者輕負荷時的負荷。這種低壓配置方案能夠有效降低配電網(wǎng)損耗，提高供電公司的經(jīng)濟效益。

6 結(jié) 語

通過本文的論述可以發(fā)現(xiàn)，10 kV電網(wǎng)在建設(shè)過程中涉及很多問題，當(dāng)發(fā)生問題時維修的難度也比較大。所以想要做好10 kV工程的建設(shè)工作，國家電網(wǎng)要合理布局，科學(xué)規(guī)劃，從全局出發(fā)，重視細節(jié)，不斷提高工作人員的專業(yè)技能，這樣才能保證正常供電和提高經(jīng)濟效益。

主要參考文獻

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