劉利德

摘要：城鎮(zhèn)化需智能電網(wǎng)，配電網(wǎng)自動(dòng)化是智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)。農(nóng)村配電網(wǎng)由于本身的特點(diǎn)有所不同于城市電網(wǎng)建立。文摘：從農(nóng)村配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)及其本身特點(diǎn)出發(fā)，研究了農(nóng)村配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的功能定位，從主站系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)等方面提出了適合農(nóng)村配電網(wǎng)自動(dòng)化的形式，變電站系統(tǒng)、配電網(wǎng)終端、通訊系統(tǒng)等。

關(guān)鍵詞：城鎮(zhèn)化建設(shè);農(nóng)村配電網(wǎng);配電自動(dòng)化;系統(tǒng)構(gòu)架模式

在我國(guó)新型城鎮(zhèn)化進(jìn)程之中，電網(wǎng)作為重要的“載體”，應(yīng)在電網(wǎng)規(guī)劃之中帶領(lǐng)農(nóng)民擠滿在中心村鎮(zhèn)。在電網(wǎng)建立之中，要提升電能質(zhì)量和服務(wù)質(zhì)量。為了提升供電質(zhì)量，農(nóng)村配電網(wǎng)配電網(wǎng)自動(dòng)化建立勢(shì)在必行。目前，國(guó)際配電網(wǎng)自動(dòng)化主要關(guān)于小城市配電網(wǎng)建立，而相對(duì)偏僻地區(qū)的農(nóng)村配電網(wǎng)建立尚處在試點(diǎn)階段。因而，農(nóng)村配電網(wǎng)應(yīng)采取何種配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)形式，達(dá)到改良配電網(wǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)和管理的目的，成為時(shí)下的熱點(diǎn)課題。

1農(nóng)村配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)背景

與城市相比，我國(guó)農(nóng)村配電網(wǎng)的發(fā)展程度還遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于城市。農(nóng)村配電網(wǎng)具有下列特點(diǎn)：1）地區(qū)原產(chǎn)大、范圍大、負(fù)荷集中。2）農(nóng)村配電網(wǎng)點(diǎn)面大，農(nóng)村配電網(wǎng)末端地形相對(duì)復(fù)雜，電網(wǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)環(huán)境相對(duì)嚴(yán)峻。3）通訊和信息自動(dòng)化程度高。通訊手段主要是電力載波或微波，部分僅采用光纖，抗干擾能力相對(duì)較弱，可靠性差。同時(shí)，安全性、營(yíng)銷和生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)沒有結(jié)合，使信息流的價(jià)值和工作效率低下。4）電力專業(yè)人員的整體素質(zhì)較低。

2農(nóng)村配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)功能定位

配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的功能定位應(yīng)以配電網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)管的業(yè)務(wù)需求為基礎(chǔ)，并考量中國(guó)配電網(wǎng)自動(dòng)化的發(fā)展階段和國(guó)內(nèi)外發(fā)展趨勢(shì)。本文主要論述了將近十年以來(lái)我國(guó)配電網(wǎng)自動(dòng)化建立的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，提出配電網(wǎng)自動(dòng)化建立應(yīng)與區(qū)域城鎮(zhèn)化建立規(guī)劃相結(jié)合，投資重點(diǎn)應(yīng)向中心城鎮(zhèn)和大城鎮(zhèn)傾斜，系統(tǒng)功能定位應(yīng)從先進(jìn)的起，先進(jìn)的功能和自動(dòng)化系統(tǒng)規(guī)劃應(yīng)依據(jù)智能電網(wǎng)（SDG）發(fā)展的要求展開，而不是追求設(shè)備和系統(tǒng)功能的完整性和目標(biāo)的先進(jìn)性。功能定位主要從下列幾個(gè)方面考量：1）滿足10-15年配電網(wǎng)發(fā)展要求;2）技術(shù)成熟可信，投資報(bào)答周期長(zhǎng)，社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益最小化;3）系統(tǒng)具有良好的可擴(kuò)展性和技術(shù)升級(jí)空間，使配網(wǎng)控制系統(tǒng)能不斷完善;4）選取恰當(dāng)?shù)酿伨€自動(dòng)化技術(shù);5）結(jié)合實(shí)際狀況，試著整合各種管理系統(tǒng)和其他使用系統(tǒng)，構(gòu)建資源分享。

3系統(tǒng)構(gòu)架模式

農(nóng)村配電網(wǎng)自動(dòng)化形式包括下列幾個(gè)方面：配電網(wǎng)主站系統(tǒng)、配電網(wǎng)電子站終端、配電網(wǎng)通訊和饋線自動(dòng)化。

3.1總體構(gòu)架模式

典型配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)總體架構(gòu)形式通常運(yùn)用主站-變電所（可選）-終端三層構(gòu)造;饋線較難時(shí)，也許沒有配電網(wǎng)電子站，或配電網(wǎng)電子站設(shè)立恰當(dāng)，為二級(jí)和三級(jí)混合結(jié)構(gòu)。考量到城鎮(zhèn)化建立應(yīng)逐漸發(fā)生中心村，許多自然村正在漸漸消亡，形成將來(lái)負(fù)荷相對(duì)分散。另外，分層方法可提升數(shù)據(jù)搜集的實(shí)時(shí)性和可靠性，因而提議運(yùn)用三層構(gòu)造。

3.2配電主站系統(tǒng)

配電網(wǎng)自動(dòng)化主站系統(tǒng)是配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的中心部分。主要構(gòu)建配電網(wǎng)數(shù)據(jù)搜集、監(jiān)測(cè)等基本功能和配電網(wǎng)流形研究、運(yùn)用等拓展功能，并具有與其他使用信息安裝的信息交互功能，為配網(wǎng)調(diào)試指揮和消費(fèi)管理獲取技術(shù)支持。自動(dòng)配電網(wǎng)主站系統(tǒng)的建立形式可分工兩種形式：布署綜合性主站系統(tǒng)形式和獨(dú)立國(guó)家配電網(wǎng)主站系統(tǒng)形式;綜合主站系統(tǒng)形式主要用作中小型配電網(wǎng)。綜合主站系統(tǒng)有一個(gè)分享的支持軟件平臺(tái)。系統(tǒng)硬硬件資源充份分享，大大降低了運(yùn)轉(zhuǎn)維護(hù)成本。因而，農(nóng)村配電網(wǎng)主站系統(tǒng)可選取三種形式︰調(diào)試配電網(wǎng)集中控制GIS集成、調(diào)試配電網(wǎng)集中控制集成和調(diào)試配電網(wǎng)集成。

3.3配電子站與配電終端

3.3.1配電子站

電子變電站是配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的中間層，通常規(guī)劃在變電站或關(guān)鍵開關(guān)站。它在配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)中起著區(qū)域數(shù)據(jù)搜集節(jié)點(diǎn)的作用。電子變電站與配電網(wǎng)主站、配電網(wǎng)終端通訊，相互交換信息，完成配電網(wǎng)終端的數(shù)據(jù)搜集和控制功能，并發(fā)送給主站;同時(shí)接收主站的各種命令，完成各種操作義務(wù)。依據(jù)有所不同的應(yīng)用環(huán)境和用戶對(duì)變電站功能的有所不同要

求，配電網(wǎng)變電站有兩種形式：監(jiān)控功能變電站和通訊催化劑變電站。通訊型配電網(wǎng)電子站直觀可信，免保證。局限于無(wú)人當(dāng)值變電站或開關(guān)站。FA的自動(dòng)問(wèn)題處置分散在主配電站。考量到農(nóng)村配電網(wǎng)人員素質(zhì)高，搜集數(shù)據(jù)量大，建議采用通訊掌控配電網(wǎng)電子站。

3.3.2配電終端

終端設(shè)備是配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的帷幕基礎(chǔ)，用作監(jiān)視配電網(wǎng)開關(guān)、配電網(wǎng)變壓器等配電網(wǎng)設(shè)備。依據(jù)監(jiān)控對(duì)象的有所不同，配電網(wǎng)自動(dòng)化遠(yuǎn)程終端可分工：饋線遠(yuǎn)程終端，包括FTU（加裝在配電網(wǎng)饋線回路終端、開關(guān)臺(tái)等）、DTU（加裝在開關(guān)站、配電站等）和配電網(wǎng)變壓器遠(yuǎn)程終端TTU（加裝在配電網(wǎng)變壓器之上）。配電網(wǎng)終端應(yīng)依據(jù)一次安裝的確切設(shè)備、用戶的功能建議和終端設(shè)備的性價(jià)比展開選擇。但在選取配電網(wǎng)終端時(shí)，應(yīng)特別留意選取擴(kuò)展性算法的配電網(wǎng)終端，以構(gòu)建饋線自動(dòng)化形式隨電網(wǎng)構(gòu)造的變化而變化，而不是交換或改建舊有的配電網(wǎng)終端。

3.3.3配電通信系統(tǒng)

通訊系統(tǒng)的建立是配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的關(guān)鍵之一。配電網(wǎng)系統(tǒng)需準(zhǔn)確的通訊手段將控制中心的控制命令準(zhǔn)確地傳送到少量的遠(yuǎn)程終端，并將表現(xiàn)遠(yuǎn)程設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的數(shù)據(jù)信息搜集到控制中心。目前可運(yùn)用的通訊方式有：1）通訊電纜：運(yùn)用公用電話作為參數(shù)介質(zhì)，傳輸速率300-48bits，參數(shù)間隔短，可靠性低，但實(shí)時(shí)性高，投資成本高，適合車站通訊;2）光纖通信：傳輸速率低，間隔遠(yuǎn)，可靠性低，但投資成本低，同一通訊電纜加裝保證，局限于配電網(wǎng)支線;3）無(wú)線通信：傳輸速率僅為幾kpbs，傳輸間隔小于50km，受建筑物影響，實(shí)時(shí)性一般，加裝保證便于，但可靠性受天氣影響，因而，這種方法局限于郊區(qū);4）電力載波：投資大，但可靠性、實(shí)時(shí)性和拓展性差。該方法局限于城市電纜供電系統(tǒng);GPRS特別局限于遠(yuǎn)間隔、集中的“兩遙”終端通訊（如問(wèn)題指示燈）的數(shù)據(jù)通信。綜上所述，由于主站與變電所間信息量大，需一條高速可信的通訊通道，大部分供電局已在辦公室與變電所間建立了光纖通信網(wǎng)絡(luò)，因而，主站與變電站間的通訊可外借該通道，從而浪費(fèi)再次修筑通信線路的投資。變電站與終端的通訊具有數(shù)據(jù)量大、可靠性低、通訊距離遠(yuǎn)等優(yōu)點(diǎn)。依據(jù)饋線自動(dòng)化方式和經(jīng)濟(jì)才能，可選取光纖、電纜和無(wú)線。

3.4饋線自動(dòng)化系統(tǒng)

農(nóng)村配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)技術(shù)方案的中心是選取恰當(dāng)?shù)酿伨€自動(dòng)化技術(shù)。依據(jù)問(wèn)題隔離和網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)戰(zhàn)略的有所不同側(cè)重點(diǎn)，饋線自動(dòng)化主要有下列三種控制形式。本地掌控包括重合器形式、重合器和分配器形式以及點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通訊形式。這三種形式有一個(gè)共同的成績(jī)：沒主站，系統(tǒng)是邊緣化的，配電網(wǎng)的運(yùn)轉(zhuǎn)形態(tài)不能即時(shí)監(jiān)控，不能從全局之上獲取最優(yōu)的網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)方案。但無(wú)須設(shè)置通訊通道，投資小，安全便利。

結(jié)論

簡(jiǎn)而言之，隨著城鎮(zhèn)化的發(fā)展，農(nóng)村電力需求不斷變化，電網(wǎng)構(gòu)造也在發(fā)生變化。配電網(wǎng)自動(dòng)化建立需要統(tǒng)一規(guī)劃，分步實(shí)行。在規(guī)劃時(shí)，考量到配電網(wǎng)自動(dòng)化的最終目標(biāo)，配電網(wǎng)自動(dòng)化主站安裝舉薦調(diào)試與配電網(wǎng)相交融，配電網(wǎng)自動(dòng)化變電站適當(dāng)考量?jī)r(jià)格低廉、安全穩(wěn)定的通訊控制變電站。建議運(yùn)用電流電壓混合的控制方式，遠(yuǎn)程和本地掌控相交融，以便于分階段投資，提升整個(gè)系統(tǒng)的性價(jià)比。

參考文獻(xiàn)：

[1]牛美英，渠基磊，王建志.機(jī)電設(shè)備的電氣自動(dòng)化改造與維護(hù)探討[J].中小企業(yè)管理與科技（下旬刊）.2020（12）

[2]嚴(yán)德龍.人工智能在電氣自動(dòng)化控制方面的實(shí)踐運(yùn)用分析[J].現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟(jì)和信息化.2020（11）

[3]朱江波.電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化技術(shù)的安全控制問(wèn)題和對(duì)策[J].現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟(jì)和信息化.2020（11）

[4]胡蘇劍，翁利國(guó)，霍凱龍，張陽(yáng)輝.基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧融合斷路器設(shè)計(jì)[J].現(xiàn)代建筑電氣.2020（12）