賀墨琳 徐常 陳露東

（貴州電網(wǎng)有限責(zé)任公司電網(wǎng)規(guī)劃研究中心 貴州省貴陽市 550003）

1 概述城市配網(wǎng)自動化

1.1 定義城市配網(wǎng)自動化

所謂城市配網(wǎng)自動化，簡單來講就是當(dāng)前先進(jìn)的自動控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等用于城市配電網(wǎng)中，以此來進(jìn)一步提升城市配電設(shè)備的使用性能。從整體上來看，實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)自動化的目的在于能夠?qū)ε潆娋W(wǎng)的運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控和有效管理，以此來確保城市配電網(wǎng)在使用過程中的安全和穩(wěn)定[1]。

1.2 城市配網(wǎng)自動化應(yīng)用優(yōu)勢

1.2.1 關(guān)于故障識別方面的應(yīng)用優(yōu)勢

現(xiàn)階段，我國科學(xué)技術(shù)發(fā)展迅速，互聯(lián)網(wǎng)、移動終端智能設(shè)備也逐漸普及于大眾視野中，而這也從側(cè)面體現(xiàn)出電腦與人們?nèi)粘９ぷ鲗W(xué)習(xí)的關(guān)聯(lián)性也因此日益緊密?；谝陨希綦娏ο到y(tǒng)在運(yùn)行過程中的發(fā)生故障現(xiàn)象，就會導(dǎo)致局部區(qū)域出現(xiàn)斷電情況，因此也就對人民正常工作生活帶來相應(yīng)的影響，基于這一情況也就對配網(wǎng)故障管理方面提出更加嚴(yán)格的要求。因此實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)自動化切實(shí)改變了上述現(xiàn)象，其最明顯之處就在于通過自動化系統(tǒng)能夠?qū)收线M(jìn)行有效識別。電力系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行期間，能夠與動態(tài)收集相結(jié)合，從大量數(shù)據(jù)信息中尋找其中存在異常情況的數(shù)據(jù)信息，同時在最快時間內(nèi)對該異常數(shù)據(jù)信息的發(fā)生區(qū)段進(jìn)行有效定位，之后分析該異常數(shù)據(jù)信息與故障是否存在關(guān)聯(lián)，通過這種方式為電力企業(yè)在進(jìn)行故障處理時提供故障發(fā)生位置、故障嚴(yán)重程度等相關(guān)數(shù)據(jù)信息，為之后的維修工作提供支持[2]。

1.2.2 關(guān)于系統(tǒng)自動化管理方面的優(yōu)勢

新階段我國城市化發(fā)展進(jìn)程不斷加快，城市配網(wǎng)的發(fā)展規(guī)模也因此擴(kuò)大化，而這也就在一定程度上為我國城市電力系統(tǒng)管理工作方面帶來相應(yīng)的管理困難，但與此同時配網(wǎng)自動化的發(fā)展也帶來了新型管理模式，通過自動化，停電時間減少、運(yùn)維管理方面工作提升，在實(shí)際管理工作中，相關(guān)工作人員根據(jù)系統(tǒng)中特有的監(jiān)控管理功能，以此功能來對系統(tǒng)中各個區(qū)段數(shù)據(jù)信息進(jìn)行有效調(diào)取，這樣做能夠更好滿足電力企業(yè)便捷化管理需求。

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

2.1 案例分析

本文基于XX 地區(qū)作為本文研究案例，該地區(qū)在配電網(wǎng)項(xiàng)目上規(guī)模比較大，線路維護(hù)管理比較分散，整體上自動化設(shè)計(jì)為集中化采集、分散化監(jiān)控，配網(wǎng)系統(tǒng)有配網(wǎng)終端設(shè)備，主站系統(tǒng)構(gòu)成，總調(diào)度中心設(shè)置主站系統(tǒng)，其他區(qū)域設(shè)置調(diào)配維護(hù)站，整體上來看配電網(wǎng)自動化建設(shè)方面效果并不明顯，這與該地區(qū)配網(wǎng)自動化水平本身不高有一定關(guān)聯(lián)，下文基于此案例對城市配網(wǎng)自動化及其配網(wǎng)規(guī)劃的應(yīng)用進(jìn)行探究，通過引入當(dāng)前比較先進(jìn)的配網(wǎng)自動化技術(shù)，進(jìn)一步提升該城市的配網(wǎng)穩(wěn)定性和供電可靠性，實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)自動化建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展。

2.2 具體應(yīng)用

2.2.1 配網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)

關(guān)于城市配網(wǎng)自動化體系結(jié)構(gòu)主要由四方面要素組成，即通信系統(tǒng)、配電終端、主配電站以及次配電站。

對于通信系統(tǒng)而言，關(guān)鍵部分就在于實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)通信設(shè)備的傳輸功能，就當(dāng)前配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)中使用比較普遍的通信方式主要有無線微功率、無線擴(kuò)頻、3G/Wimax 等，在實(shí)際應(yīng)用中，因通信方式的不同，其在特征上、功能上也存在一定的不同之處，其中無線微功率通信方式具有便捷、體積小等應(yīng)用優(yōu)勢，在進(jìn)行實(shí)際配網(wǎng)自動化系統(tǒng)設(shè)置時，因此該通信方式一般用于系統(tǒng)中功耗方面要求比較高的地方；對于無線擴(kuò)頻，通過該項(xiàng)技術(shù)能夠進(jìn)一步提升配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的抗干擾能力以及傳輸水平；對于3G/Wimax 通信技術(shù)來講，其具有數(shù)據(jù)傳輸速度快、傳輸量大的優(yōu)勢，相比較于其他通信技術(shù)，其最大優(yōu)勢就是能夠在短時間內(nèi)進(jìn)行大量數(shù)據(jù)的傳輸工作，因此這種技術(shù)在配網(wǎng)自動化系統(tǒng)中應(yīng)用比較常見。基于以上，在進(jìn)行通信系統(tǒng)設(shè)置過程中，應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)對其提出的相關(guān)要求合理選擇符合通信方式[3]。對于主配電站，是整個配網(wǎng)自動化系統(tǒng)中的核心之處，其使用功能在于利用主站中電力數(shù)據(jù)中心對系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行整合、儲存等工作，同時還能夠?yàn)橹蟮臄?shù)據(jù)使用、數(shù)據(jù)管理等方面的工作提供支持。從整個配網(wǎng)自動化系統(tǒng)角度來看，其與配電站兩者應(yīng)是對應(yīng)關(guān)系。這主要在于系統(tǒng)在運(yùn)行期間，子配電站代表的系統(tǒng)配電終端與主配電站兩者的過渡節(jié)點(diǎn)，因此次配電站的主要功能在于對自身所在區(qū)域負(fù)責(zé)，并搜集相關(guān)數(shù)據(jù)信息，最后將數(shù)據(jù)傳輸?shù)街髋潆娬炯纯?。對于配電終端，可將其作為整個系統(tǒng)中相應(yīng)樞紐，其主要功能在于接收配電站發(fā)出的指定信息進(jìn)行快速響應(yīng)[4]。

2.2.2 自動化水平

在配網(wǎng)規(guī)劃過程中，比如傳統(tǒng)配網(wǎng)系統(tǒng)中人為錯報信息的現(xiàn)象，直接地影響了配網(wǎng)的運(yùn)行效果。因此，針對于這一問題，城市自動化配網(wǎng)規(guī)劃的建設(shè)與實(shí)施，能夠利用自動化操作，規(guī)避人為失誤的問題，提高配網(wǎng)的準(zhǔn)確性，減少配網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行中的故障，為配網(wǎng)規(guī)劃及調(diào)整等提供更加準(zhǔn)確且有價值的參考依據(jù)。對于配網(wǎng)自動化系統(tǒng)運(yùn)行而言，其關(guān)鍵之處就在于自動化水平，因此在進(jìn)行配網(wǎng)規(guī)劃過程中，應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng)運(yùn)行實(shí)際，對其自動化水平進(jìn)行相應(yīng)的預(yù)期，以此標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行自動化體系的構(gòu)建。在配網(wǎng)自動化規(guī)劃當(dāng)中，計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)等的應(yīng)用，與配網(wǎng)規(guī)劃有效地結(jié)合起來，共同構(gòu)建成配電管理的自動化控制系統(tǒng)。通過自動化配網(wǎng)規(guī)劃的實(shí)施，能夠?qū)鹘y(tǒng)配網(wǎng)過程中各種配網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行整合，解決配網(wǎng)設(shè)備大面積分布、地理信息過于集中的問題，減少供電負(fù)荷發(fā)生變化的可能性，保證配網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

一般來說，構(gòu)建配網(wǎng)自動化體系主要由開關(guān)以及相關(guān)自動化設(shè)備共同組合而成的。因此在實(shí)際運(yùn)行期間，主配電站、子配電站與配電終端三者應(yīng)組成一種比較完整的數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)，通過數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)以各區(qū)域監(jiān)控配網(wǎng)作為運(yùn)行基礎(chǔ)，將配電主站傳達(dá)的指令信息在最快時間、最快速傳送至任意子配電站以及配電終端中，而以上也就在一定程度上為各配電自動化體系提供嚴(yán)格要求。為切實(shí)達(dá)成上述提出的要求，可采取以下幾方面措施進(jìn)行：

（1）嚴(yán)格控制配網(wǎng)線路的改線率。這主要在于配網(wǎng)自動化系統(tǒng)對監(jiān)控點(diǎn)方面的管控工作，根據(jù)相關(guān)管理工作人員要求任意切換，基于此這也就對配網(wǎng)線路的改線率水平方面有很高的要求；

（2）嚴(yán)格遵循主配電站建設(shè)提出的相關(guān)要求，為切實(shí)達(dá)成上述提出的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，在進(jìn)行主配電站建設(shè)過程中，應(yīng)將靈活性運(yùn)行能力考慮其中。

2.2.3 地理信息系統(tǒng)

就配網(wǎng)自動化系統(tǒng)而言，其中有許多功能與地理信息系統(tǒng)有關(guān)，比如故障識別、監(jiān)控等?；谝陨显谶M(jìn)行配網(wǎng)自動化以及配網(wǎng)規(guī)劃電力系統(tǒng)管理過程中，應(yīng)對地理信息系統(tǒng)給予一定的重視力度，科學(xué)應(yīng)用地理信息系統(tǒng)，可提升規(guī)劃和前期依從性，做到精準(zhǔn)規(guī)劃，高質(zhì)量規(guī)劃的同時將配網(wǎng)自動化系統(tǒng)中的功能充分發(fā)揮出來。能夠?qū)崿F(xiàn)對配網(wǎng)運(yùn)行過程中的全方位、立體化的監(jiān)控，這對于城市配網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行產(chǎn)生了非常重要的影響。但在自動化配網(wǎng)規(guī)劃的實(shí)際應(yīng)用建設(shè)過程中，還存在一定的制約性問題，比如有部分電力企業(yè)對于電網(wǎng)自動化建設(shè)的認(rèn)識不夠全面，建設(shè)方案不夠系統(tǒng)，與當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況不符合；還有部分城市將配網(wǎng)自動化建設(shè)的部分工程通過外包開發(fā)的形式承包出去，建設(shè)質(zhì)量得不到有效的保障。

關(guān)于地理信息系統(tǒng)，主要三部分組合而成，其中系統(tǒng)層主要用于配合自動化配網(wǎng)在運(yùn)行過程中提出的要求，根據(jù)要求向其他層發(fā)出相關(guān)指令；數(shù)據(jù)層的功能在于儲存運(yùn)行數(shù)據(jù)，以此來滿足相關(guān)工作人員在查詢、調(diào)取系統(tǒng)數(shù)據(jù)等要求；對于業(yè)務(wù)邏輯層，正是確保地理信息系統(tǒng)正常運(yùn)行的基礎(chǔ)?；谝陨吓渚W(wǎng)自動化運(yùn)行期間，地理信息系統(tǒng)能夠動態(tài)化對其中的地理空間數(shù)據(jù)信息進(jìn)行有效收集、整理、儲存以及終端消耗管理等功能，以此來確保自動化配網(wǎng)系統(tǒng)正常運(yùn)行。比如說，電力系統(tǒng)在運(yùn)行過程中出現(xiàn)異常數(shù)據(jù)的情況下，相關(guān)管理工作人員能夠在最快時間最快速度通過地理信息系統(tǒng)對地理空間數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和儲存，從中調(diào)取與數(shù)據(jù)異常相關(guān)的信息，明確故障位置，從根本上降低因故障造成的不利影響。圖1 為地理信息系統(tǒng)在城市配網(wǎng)中的應(yīng)用流程圖。

2.2.4 線路負(fù)荷管理

從配網(wǎng)系統(tǒng)整體上來看，其基本構(gòu)成就是線路，因此線路的負(fù)荷控制情況與電力系統(tǒng)運(yùn)行是否安全有效存在很大關(guān)聯(lián)性?；谝陨显谶M(jìn)行配網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)過程中，應(yīng)該嚴(yán)格按照系統(tǒng)建設(shè)所提出的相關(guān)要求，對主干線路的負(fù)荷控制工作要嚴(yán)格落實(shí)，切實(shí)保證未來主干線路能夠安全穩(wěn)定運(yùn)行。對于配網(wǎng)自動化管理中的線路負(fù)荷管理工作，可將負(fù)荷電流指標(biāo)作為管理依據(jù)，通過應(yīng)用其中的電壓監(jiān)測功能，對電壓質(zhì)量問題進(jìn)行監(jiān)測，及時找到低電壓問題原因，跟蹤低電壓提出相應(yīng)的解決措施，以此來提升對城市配網(wǎng)規(guī)劃的龍頭作用。例如配網(wǎng)中主干線路運(yùn)行過程中選擇是兩供一配的饋線模式進(jìn)行管理，對此相關(guān)管理工作人員可將該線路原本的電流負(fù)荷水平降至400A 之內(nèi)；而配網(wǎng)中的單環(huán)網(wǎng)饋線，將其電流指標(biāo)控制降至250A 之內(nèi)；若該配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的主干線路以輻射形饋線進(jìn)行布設(shè)，與上述的400A 標(biāo)準(zhǔn)相同。

2.2.5 聯(lián)絡(luò)饋線規(guī)劃

對于配網(wǎng)自動化系統(tǒng)而言，其設(shè)計(jì)重點(diǎn)就在于變電站的網(wǎng)絡(luò)連接部分，要想切實(shí)保證變電站發(fā)揮其應(yīng)有的功能，這就需要根據(jù)配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的特征以及相關(guān)要求標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計(jì)，對變電站中的聯(lián)絡(luò)饋線數(shù)量以及饋線的負(fù)荷水平要科學(xué)設(shè)計(jì)。

但就現(xiàn)階段我國城市配網(wǎng)自動化系統(tǒng)規(guī)劃工作實(shí)際來講,變電站使用比較普遍的聯(lián)絡(luò)饋線標(biāo)準(zhǔn)為10kV，因此在應(yīng)用10kV 標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行聯(lián)絡(luò)饋線設(shè)置過程中，對于聯(lián)絡(luò)饋線，應(yīng)該確保其數(shù)量不低于四條。例如當(dāng)前我國某三線城市的聯(lián)絡(luò)饋線數(shù)量達(dá)到六條。

綜合上述應(yīng)用策略，針對XX 地區(qū)應(yīng)該做到以下：減少停電次數(shù)，縮短停電范圍以及停電時間，積極應(yīng)用配網(wǎng)自動化系統(tǒng)消除其中存在的故障隱患，以此來保證非故障區(qū)域可以持續(xù)供電，提升配電網(wǎng)運(yùn)行成效；對于離線監(jiān)控、在線監(jiān)控，應(yīng)確保配網(wǎng)電壓處于穩(wěn)定狀態(tài)；對于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)的優(yōu)化，以此降低該區(qū)域的電能消耗量；對電網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行科學(xué)管控，提升設(shè)備利用率；針對自身配電網(wǎng)實(shí)際制定固定資產(chǎn)應(yīng)急預(yù)案，以此來減少故障發(fā)生率，提升該地區(qū)配電網(wǎng)在運(yùn)行過程中可靠性、安全性。

圖1：地理信息系統(tǒng)在城市配網(wǎng)中的應(yīng)用流程圖

3 總結(jié)

綜上所述，本文首先從定義城市配網(wǎng)自動化、實(shí)現(xiàn)城市配網(wǎng)自動化的意義、城市配網(wǎng)自動化應(yīng)用優(yōu)勢三個角度概述城市配網(wǎng)自動化，又從配網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)、自動化水平、地理信息系統(tǒng)、線路負(fù)荷管理、聯(lián)絡(luò)饋線規(guī)劃五個角度分析城市配網(wǎng)自動化及其配網(wǎng)規(guī)劃的應(yīng)用，供電企業(yè)應(yīng)根據(jù)配網(wǎng)運(yùn)行實(shí)際以及需求來進(jìn)行配網(wǎng)自動化體系的規(guī)劃，從根本上強(qiáng)化城市配網(wǎng)運(yùn)行自動化，進(jìn)一步提升城市中電力系統(tǒng)的供電質(zhì)量以及供電穩(wěn)定性，推動供電企業(yè)獲得更高的經(jīng)濟(jì)效益 。