楊玉平

（國網(wǎng)鄱陽縣供電有限責(zé)任公司 江西鄱陽縣）

面向供電可靠性的配電自動(dòng)化系統(tǒng)規(guī)劃探討

楊玉平

（國網(wǎng)鄱陽縣供電有限責(zé)任公司 江西鄱陽縣）

近幾年，我國綜合國力的迅速提升，使得經(jīng)濟(jì)實(shí)力和科技實(shí)力也發(fā)展迅猛。隨之而來對(duì)電力的需求量也不斷加大，對(duì)供電穩(wěn)定性的要求也逐漸嚴(yán)格。政府和行業(yè)對(duì)電力可靠性的重視程度也不斷增加。因此，對(duì)電力的探討是非常重要的。本文中，筆者將對(duì)供電的可靠性，配電自動(dòng)化等方面展開介紹，希望能對(duì)電力的發(fā)展有所幫助。

供電；可靠性；配電自動(dòng)化；規(guī)劃

1 引言

理論和實(shí)踐證明，供電系統(tǒng)的可靠性主要是依靠配電自動(dòng)化來實(shí)現(xiàn)的，這在上個(gè)世紀(jì)就已經(jīng)開始實(shí)行，具體是通過網(wǎng)架合理化和配電設(shè)施這兩種途徑來實(shí)現(xiàn)。然而，隨著時(shí)間的增加和各方面的發(fā)展，若按照以前的方式供電，就會(huì)出現(xiàn)電力供不應(yīng)求的情況，所以，在一些技術(shù)上又進(jìn)行了適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)。在電力的終端設(shè)施上并不每處都需配備，也不是都需要進(jìn)行遙控。在本文中，筆者將對(duì)實(shí)踐中的配電系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)展開詳細(xì)的介紹，著重介紹配電自動(dòng)化和供電可靠性的有關(guān)內(nèi)容，促進(jìn)我國對(duì)電力的研究和發(fā)展。

2 配電自動(dòng)化介紹

2.1 配電自動(dòng)化結(jié)構(gòu)

一般，將配電自動(dòng)化分為三部分，其包括：主站層、子站層、終端設(shè)備。

2.1.1 主站層

主站層是進(jìn)行配電的首個(gè)部分，組成部分比較繁復(fù)，包括服務(wù)器的前置設(shè)備、儲(chǔ)存數(shù)據(jù)的設(shè)備、調(diào)度電力的服務(wù)設(shè)備、通信服務(wù)設(shè)備、分析電力的服務(wù)設(shè)備和工作人員的工作臺(tái)、操作臺(tái)，區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)設(shè)施、防火墻等。

主站層的框架的建立主要的在信息交錯(cuò)聯(lián)系的基礎(chǔ)上，各種設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳遞要遵循語法，不能隨意交換。總的來說，主站層的各種設(shè)施都要形成一體化的管理和技術(shù)。完整的主站層是由支撐層、操作執(zhí)行層、硬件設(shè)施層、應(yīng)用執(zhí)行層這四個(gè)層面組成。每個(gè)層次的設(shè)備都應(yīng)采用先進(jìn)、標(biāo)準(zhǔn)的儀器，在使用時(shí)嚴(yán)格遵守使用方法和原則。

2.1.2 子站層

在整體的配電網(wǎng)絡(luò)中，由于進(jìn)行監(jiān)控的區(qū)域和地點(diǎn)多，為了監(jiān)控方便及時(shí)，建立了子站層，這是在整體的配電過程中的一個(gè)中轉(zhuǎn)站，主要作用于對(duì)終端設(shè)備的通信，在一定程度上還可以減輕通訊設(shè)備的工作負(fù)擔(dān)。換句話說，子站層是對(duì)終端設(shè)備的數(shù)據(jù)或者指令的傳輸途徑，將現(xiàn)場的信號(hào)發(fā)送到通信設(shè)備上，這就使得通訊方式多樣化，通過多種途徑來與終端設(shè)備、通訊設(shè)備聯(lián)系上。這充分表明子站層的中轉(zhuǎn)作用。不僅子站層可以上下鏈接，還可以判斷設(shè)施是否出現(xiàn)故障、進(jìn)行復(fù)原等功能。

子站層的建立一般是在變電站上，這就使得子站層對(duì)變電站也有一定的設(shè)立作用。子站層能夠收集線路的數(shù)據(jù)，對(duì)現(xiàn)場進(jìn)行及時(shí)的監(jiān)控。

2.1.3 終端層

終端設(shè)備位于整個(gè)配電系統(tǒng)的最后部分，終端層是由變電站、配電站、開關(guān)站、環(huán)網(wǎng)柜等幾部分構(gòu)成。終端層不同于子站層的一體化技術(shù)，而是綜合性較突出的裝置。

終端站的作用很明顯，主要是負(fù)責(zé)主要是向各種的配電設(shè)備傳輸數(shù)據(jù)，同時(shí)接受主站層的指令，并且進(jìn)行相應(yīng)的操作執(zhí)行。

2.2 配電自動(dòng)化通信系統(tǒng)

由上文可知，各種設(shè)備之間的聯(lián)系主要是數(shù)據(jù)的傳輸，這些數(shù)據(jù)一般都是實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，特別是在終端層與主站層之間的傳輸。主站層的建立一般是在供電的企業(yè)中，數(shù)據(jù)的傳輸主要是由企業(yè)所在的區(qū)域網(wǎng)負(fù)責(zé)。由于區(qū)域網(wǎng)的覆蓋范圍廣，設(shè)置的通訊節(jié)點(diǎn)數(shù)量大，怎樣建立可靠的通信系統(tǒng)是順利地實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化的關(guān)鍵點(diǎn)。

2.2.1 技術(shù)方面

從技術(shù)方面來說，無線網(wǎng)方式并不適合。其原因主要包括以下幾個(gè)方面：①安全性能不高；②實(shí)時(shí)性不高，不能確保數(shù)據(jù)；③達(dá)不到遙控技術(shù)的要求。所以，無線網(wǎng)方式不適合，反而更適合信息的自動(dòng)化的輸入。

2.2.2 經(jīng)濟(jì)方面

從經(jīng)濟(jì)方面來說，無線網(wǎng)方式更為符合。需要注意的是，雖然無線網(wǎng)的早期投入資金少，但后期的維護(hù)資金卻大大增加。

表1 通信組網(wǎng)方案經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較

3 系統(tǒng)的可靠性模型

3.1 簡單系統(tǒng)的可靠性模型

在配電系統(tǒng)的鏈接中，主要是靠各種元件中最基本的串聯(lián)和并聯(lián)方式，不僅簡單，操作性高，而且安全性也高，幾乎不會(huì)出現(xiàn)大的損失。在計(jì)算時(shí)，由于元件之間的簡單的鏈接方式，可以將復(fù)雜的計(jì)算轉(zhuǎn)化為簡單的計(jì)算，將整體化為部分。

3.1.1 串聯(lián)系統(tǒng)的可靠性模型

在串聯(lián)的鏈接方式中，主要是包括兩個(gè)及以上的元件構(gòu)成，但不足的是，若是其中一個(gè)元件出現(xiàn)故障，整個(gè)系統(tǒng)將會(huì)停止工作。換句話說，要想整個(gè)系統(tǒng)良好的進(jìn)行工作，必須要保證各個(gè)元件的完好無損。

3.1.2 并聯(lián)系統(tǒng)的可靠性模型

在并聯(lián)的鏈接方式中，主要是包括兩個(gè)及以上的元件組成，不需要像在串聯(lián)系統(tǒng)中必須確保每個(gè)元件的完好性，只有在每個(gè)元件同時(shí)損壞時(shí)，系統(tǒng)才不會(huì)繼續(xù)工作。并聯(lián)系統(tǒng)在一定程度上比串聯(lián)系統(tǒng)耐用性更持久。

3.2 復(fù)雜系統(tǒng)的可靠性模型

由于在整個(gè)配電系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，范圍廣泛，眾多的元件的鏈接關(guān)系也很雜亂，在某些情況上串聯(lián)、并聯(lián)并不能夠解決實(shí)際鏈接問題。所以，如果要是對(duì)整個(gè)配電系統(tǒng)進(jìn)行有效的可靠性測估，計(jì)算量必須減小，若是系統(tǒng)實(shí)在復(fù)雜，計(jì)算結(jié)果就會(huì)有待偏差，結(jié)果有待考量。

4 供電可靠性評(píng)估流程

供電的可靠性評(píng)估的流程在下面的圖1中全部包括。由圖1可知，在整個(gè)鏈接過程中，許多元件被當(dāng)做單個(gè)元件進(jìn)行串聯(lián)鏈接，這就使得在計(jì)算過程中減少了許多元件的算入，將計(jì)算過程簡單化。為了使得計(jì)算結(jié)果更加準(zhǔn)確，更加貼近實(shí)際情況，在測估的過程中將開關(guān)、電氣的極限值等因素考慮進(jìn)去，以及各種故障等因素。

圖1 配電自動(dòng)化條件下配電系統(tǒng)供電可靠性評(píng)估流程圖

5 配電自動(dòng)化實(shí)施對(duì)供電可靠性影響

基于用戶的可靠性指標(biāo)：

（1）SAIFI是指平均每個(gè)用電用戶的停電平率。

SAIFI=用戶停電總次數(shù)/用戶總數(shù)

（2）SAIDI是指系統(tǒng)中每個(gè)用戶停電持續(xù)時(shí)間的平均總量。

SAIDI=所有用戶停電持續(xù)時(shí)間的總和/用戶總數(shù)

（3）CAIDI是指系統(tǒng)中每個(gè)用電用戶停電時(shí)間的平均值。

CAIDI=所有用戶停電持續(xù)時(shí)間的總和/用戶停電的總次數(shù)

（4）ASAI是指提供電量中可以利用的平均值。

ASAI=用戶可以用電的小時(shí)數(shù)/用戶需要用電的小時(shí)數(shù)

6 配電網(wǎng)供電可靠性聯(lián)系的條件

6.1 配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造

配電網(wǎng)的特性是配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造，配電網(wǎng)最可靠的關(guān)鍵條件是配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造，配電網(wǎng)安全可靠實(shí)施的底柱也是配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造。網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造質(zhì)量的提升、轉(zhuǎn)供能力的進(jìn)步都可以減免許多的施工隊(duì)的停電、打算檢修停電等項(xiàng)目。網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造是改善配電網(wǎng)可靠性以前固有的方案。配電網(wǎng)代表型網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造包涵：輻射式、環(huán)式、多分段、雙電源等網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造，它的供電可靠性逐步提升。進(jìn)入21世紀(jì)，伴著配電網(wǎng)提高了它的可靠性的水平，顯現(xiàn)出了新型“三雙”接線的供電可靠性更好的形式?，F(xiàn)在普遍認(rèn)可的我國最好的可靠性的配電網(wǎng)接線型式為“三雙”。

6.2 配電開關(guān)設(shè)置的組合模式

斷路器、分段器、重合器、負(fù)荷開關(guān)、用戶分界開關(guān)等組成了配電線路上的開關(guān)設(shè)置，線路的分段是由沿線裝置開關(guān)設(shè)置完成的，每一段線路有一定量的用電戶，為提升配電網(wǎng)可靠性，適當(dāng)使各負(fù)荷點(diǎn)間的聯(lián)系降低。

不同開關(guān)設(shè)備所具有的功能不完全一樣，這就使得配網(wǎng)可靠性的提高的進(jìn)程由不同開關(guān)設(shè)置的組合形式而不同。

6.3 配電終端的配置

在配電自動(dòng)化的條件下，配電自動(dòng)化系統(tǒng)的配置所擁有的“三遙”或“二遙”配電終端機(jī)能，能夠完成開關(guān)設(shè)備和環(huán)網(wǎng)單元的監(jiān)控及監(jiān)看線路的運(yùn)行狀況，還能實(shí)現(xiàn)故障的迅速定位、隔離和轉(zhuǎn)供。配電自動(dòng)化規(guī)劃的優(yōu)良步驟是通過配電終端數(shù)量和位置配置的提升來實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)一定時(shí)，配電終端配置案的好壞與配電網(wǎng)梳理事故策略及配電網(wǎng)的供電可靠性水平有著密切聯(lián)系。

6.4 配電網(wǎng)故障處理模式

整個(gè)配電系統(tǒng)執(zhí)行管理、一次網(wǎng)架和設(shè)備、通信水平的綜合方式是由配電網(wǎng)梳理事故的水平表現(xiàn)的。配電自動(dòng)化投資的好壞和實(shí)施的效果是由故障處理方式的選擇來決定的。

6.5 其他因素

除此之外，配電網(wǎng)供電可靠性有關(guān)的因素還包涵負(fù)荷水平及分布情況、配電網(wǎng)管理水平、負(fù)荷的增長速度、自然以及社會(huì)因素等。

7 總結(jié)

通過多上文的介紹，總的來說，配電系統(tǒng)的設(shè)立并不是有同一的標(biāo)準(zhǔn)，要具體情況具體分析，要設(shè)立適合該地區(qū)的配電系統(tǒng)。合理的規(guī)劃，經(jīng)濟(jì)的投入，謹(jǐn)慎的執(zhí)行，嚴(yán)格的管理，不僅可以提高整個(gè)電力系統(tǒng)的安全性，還可以提升供電的可靠性。

供電可靠性的主要是通過配電自動(dòng)化的途徑來得到保障，但是不同的地區(qū)要根據(jù)本地區(qū)各方面的因素來進(jìn)行合理的規(guī)劃設(shè)計(jì)。在本文中提出的意見和介紹只是個(gè)人意見，僅供參考，在具體的情況和不同的地區(qū)并不完全使用，可稍加改正。

[1]劉健，趙樹仁，張小慶.中國配電自動(dòng)化的進(jìn)展及若干建議[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2012，36（19）：12～16.

[2]別朝紅，王錫凡.配電系統(tǒng)可靠性分析[J].中國電力，1997，5（30）：10～13.

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1004-7344（2016）11-0053-02

2016-3-28