刁飛虹

(深圳供電局有限公司，廣東 深圳 518000)

0 引言

電網(wǎng)運(yùn)行中，通過配網(wǎng)自動化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)信號采集與傳輸，將數(shù)據(jù)傳輸至計(jì)算機(jī)，通過分析判斷明確現(xiàn)有配網(wǎng)運(yùn)行參數(shù)，確定配網(wǎng)故障，包含故障范圍、停電范圍、隔離方式等，以此實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，有效縮短故障維護(hù)時(shí)間，提高運(yùn)行可靠性，減少停電損失。在社會經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展背景下，社會用電負(fù)荷逐漸增加，影響了電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行，增加了各部門壓力。為解決配網(wǎng)問題，須改造城市配網(wǎng)，更新線路設(shè)備、改善網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提高管理水平。同時(shí)，還應(yīng)當(dāng)深入研究配網(wǎng)自動化技術(shù)，安排建設(shè)計(jì)劃，提高供電可靠性。

1 配網(wǎng)自動化建設(shè)對供電可靠性的影響

1.1 縮小故障范圍

配網(wǎng)自動化能夠自動控制電力運(yùn)行系統(tǒng)，保證線路運(yùn)行安全可靠，縮小故障對周圍的影響。配網(wǎng)自動系統(tǒng)能夠智能管控線路中的開關(guān)，系統(tǒng)一旦檢測到線路故障狀態(tài)或異常情況，會自動分析故障區(qū)域數(shù)據(jù)，對比正常系統(tǒng)數(shù)據(jù)，定位故障點(diǎn)迅速處理，縮小了影響范圍。如在線路正常使用中，配網(wǎng)發(fā)生饋線開關(guān)跳閘，系統(tǒng)即可在定位與處理故障的同時(shí)，維持其他線路供電，這主要是通過系統(tǒng)自動監(jiān)控實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)中監(jiān)控終端直接連接計(jì)算機(jī)，完成信息交互傳遞，實(shí)時(shí)監(jiān)控整體線路，供電線路發(fā)生故障即能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，隔離故障，確保系統(tǒng)穩(wěn)定。

1.2 提高供電穩(wěn)定性

在配網(wǎng)供電中，為提高可靠性需要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自動化，以此維護(hù)電力設(shè)備安全，保證電力穩(wěn)定運(yùn)輸。供電過程中，發(fā)生故障時(shí)配網(wǎng)自動化系統(tǒng)在定位處理故障同時(shí)將其與其他線路相隔離，維持其他線路的正常供電，以此來提高供電的穩(wěn)定性。實(shí)際工程中，技術(shù)人員還須對系統(tǒng)優(yōu)化配置，減少線路損耗，提高線路設(shè)計(jì)科學(xué)性。

1.3 減少處理時(shí)間

傳統(tǒng)電力系統(tǒng)中，線路出現(xiàn)故障通常采取人工排查法，安排諸多維修人員逐一排查故障，該方式不僅對人力資源造成嚴(yán)重浪費(fèi)，還難以提高排查效率，導(dǎo)致延遲供電，影響了用戶的生活生產(chǎn)。而建設(shè)配網(wǎng)自動化系統(tǒng)，線路故障后可及時(shí)進(jìn)行故障位置定位，短時(shí)間內(nèi)即可對故障區(qū)進(jìn)行維修處理，可盡快恢復(fù)電網(wǎng)供電。并且，考慮高原特殊區(qū)域，其自然條件較為惡劣，晝夜溫差大，建設(shè)系統(tǒng)中會遇到一定困難，要求技術(shù)人員調(diào)查分析當(dāng)?shù)丨h(huán)境后，制定建設(shè)方案，落實(shí)系統(tǒng)建設(shè)，提高配網(wǎng)系統(tǒng)合理性。

2 提高供電可靠性的措施

2.1 制定規(guī)劃方案

配網(wǎng)自動化建設(shè)中，為保證供電可靠性，須完善規(guī)劃方案，根據(jù)工作目標(biāo)，提高應(yīng)用技術(shù)效果，實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。根據(jù)《配網(wǎng)自動化發(fā)展規(guī)劃要點(diǎn)》，結(jié)合供電企業(yè)一次、二次設(shè)備改造與建設(shè)通信網(wǎng)架情況，將其納入配網(wǎng)系統(tǒng)規(guī)劃中，評估整體效益加以實(shí)施。此過程中，配網(wǎng)須遵循可靠性、分散性原則，建設(shè)配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)規(guī)劃模型，以系統(tǒng)年綜合最小成本為目標(biāo)函數(shù)，表達(dá)式如下：

minF1=Finv+F2+Floss+Foper1

(1)

其中，F(xiàn)inv是建設(shè)網(wǎng)架投資費(fèi)用等年值；Foperl是年配電網(wǎng)運(yùn)行總維護(hù)費(fèi)用；Floss是年網(wǎng)損費(fèi)用；F2是下層模型目標(biāo)函數(shù)。

在配電網(wǎng)協(xié)同規(guī)劃中，要求連通性約束，負(fù)荷節(jié)點(diǎn)連通源節(jié)點(diǎn)與其他負(fù)荷節(jié)點(diǎn)，避免造成配電孤島；接線方式約束，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)規(guī)劃應(yīng)做到開環(huán)運(yùn)行、閉環(huán)設(shè)計(jì)，采取單聯(lián)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)界限約束；每個(gè)變電站總負(fù)荷需在最大負(fù)載限制內(nèi)；負(fù)荷節(jié)點(diǎn)電壓、負(fù)載率處于規(guī)定范圍，不能超過規(guī)定值。

同時(shí)，做到雙電源進(jìn)線，配置變電所自動系統(tǒng)、自投裝置，合理規(guī)劃線路網(wǎng)架，裝備一次智能開關(guān)及二次TTU、FTU、DTU等設(shè)備，保證設(shè)備可靠性。并且，采取智能設(shè)備分散配網(wǎng)系統(tǒng)危險(xiǎn)，保證故障出現(xiàn)后能夠立即隔離定位?？h級規(guī)模配網(wǎng)復(fù)雜性低，可選用雙電源供電模式，添加數(shù)量開關(guān)，提高系統(tǒng)可靠性。構(gòu)建主軟件分散系統(tǒng)，以SCADA負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)監(jiān)控，GIS負(fù)責(zé)主體線管理，單獨(dú)計(jì)算電網(wǎng)，主站中統(tǒng)一各功能塊，落實(shí)一體化管理，確保信息高效、安全共享。

2.2 合理應(yīng)用技術(shù)

我國由于負(fù)荷量、地理位置、經(jīng)濟(jì)等不同因素，城市與農(nóng)村配電網(wǎng)設(shè)備有所不同，城市供電多應(yīng)用電纜網(wǎng)，農(nóng)網(wǎng)多用架空線。在選用配網(wǎng)技術(shù)中，需要考慮以下幾點(diǎn)。①供電方式應(yīng)用，配電網(wǎng)由網(wǎng)架、線路開關(guān)、電源點(diǎn)確定供電方式。以電源數(shù)為例，可分為多電源供電、雙電源供電及單電源供電；以線路開關(guān)功能可分為環(huán)網(wǎng)柜配電線路、重合器、負(fù)荷開關(guān)、斷路器等；以網(wǎng)架形狀，可分為網(wǎng)格供電、環(huán)網(wǎng)供電、輻射供電等。②運(yùn)動系統(tǒng)與二次設(shè)備選擇，運(yùn)動系統(tǒng)多使用TTU、FTU遠(yuǎn)程監(jiān)控配電變壓器及線路開關(guān)，以此保護(hù)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)環(huán)網(wǎng)遠(yuǎn)程控制的模式。開關(guān)包含分段開關(guān)、出線開關(guān)、用戶分界開關(guān)及聯(lián)絡(luò)開關(guān)，出線開關(guān)無需配制自動化終端，而用戶分界開關(guān)應(yīng)根據(jù)用戶重要負(fù)荷程度配制自動化開關(guān)。終端配置模型以建設(shè)自動化終端年費(fèi)與停電損失和的最小數(shù)值為目標(biāo)函數(shù)，公式如下：

minF2=Fw+Fs+Foper2

(2)

其中，F(xiàn)s是安裝配電自動化終端年投資費(fèi)用；Fw是年停電損失費(fèi)用；Foper2是維護(hù)配電自動化終端費(fèi)用。根據(jù)情況選擇開關(guān)、終端及控制模式。二次設(shè)備需根據(jù)地區(qū)情況選擇傳輸協(xié)議及歸約。③通信方案和設(shè)備，其作為配網(wǎng)重要內(nèi)容，根據(jù)區(qū)域及條件，可將通信方案分為電力載波、擴(kuò)頻、光纖等，通常選用混合通信方案，光纖為通信干線，支線為其他通信。④主站網(wǎng)絡(luò)，通?？蓪?shí)現(xiàn)SCADA監(jiān)控、電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、GIS線管理，對于分布式網(wǎng)管模式，選用P-P-C/S-B/S一體架構(gòu)，落實(shí)綜合管理。軟件平臺須為不同平臺提供跨平臺接口，以此實(shí)現(xiàn)負(fù)控、調(diào)度的子系統(tǒng)集合。

2.3 更新控制裝置

配網(wǎng)自動化建設(shè)，通常會在系統(tǒng)內(nèi)安裝電控設(shè)備，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)與設(shè)備的結(jié)合，以實(shí)現(xiàn)自動化供電量控制。而變壓器作為系統(tǒng)重要設(shè)備，須根據(jù)實(shí)際情況選擇型號，以確保系統(tǒng)能夠在正常復(fù)核下運(yùn)行。但是，變壓器安裝中，易受到變壓器消耗、型號選擇、電密度增長率等影響，造成后期超負(fù)荷運(yùn)行，進(jìn)而影響設(shè)備功能。需要選擇恰當(dāng)電控設(shè)備，及時(shí)更新，監(jiān)督配網(wǎng)供電情況，保證變壓器運(yùn)行穩(wěn)定，以符合電力負(fù)荷要求。此過程中，還應(yīng)升級原有系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)更新，提高自動化處理與分析能力，滿足行業(yè)內(nèi)對系統(tǒng)要求，制定維護(hù)設(shè)備制度，以免系統(tǒng)運(yùn)行產(chǎn)生誤差，且定期檢驗(yàn)設(shè)備運(yùn)行情況，為供電可靠性提供保障。

2.4 優(yōu)化系統(tǒng)功能

配網(wǎng)自動化建設(shè)可調(diào)整供電負(fù)荷，增強(qiáng)線路運(yùn)行可靠性，優(yōu)化配網(wǎng)自動化功能系統(tǒng)，需要將配電網(wǎng)與自動化系統(tǒng)進(jìn)行有效結(jié)合，合理把控配網(wǎng)運(yùn)行全過程。

1)故障定位系統(tǒng)。在配網(wǎng)中設(shè)置故障定位裝置，要求其分時(shí)段進(jìn)行負(fù)荷數(shù)據(jù)記錄，保證在配網(wǎng)產(chǎn)生故障時(shí)，定位裝置能夠自動確定故障位置，將定位數(shù)據(jù)發(fā)送至工作人員，動態(tài)更新系統(tǒng)平臺數(shù)據(jù)，做到設(shè)備和人員的雙相溝通，增強(qiáng)服務(wù)質(zhì)量。

2)集中饋線自動化系統(tǒng)。該系統(tǒng)是將通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)融合，借助通信技術(shù)實(shí)施發(fā)送設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)至主站計(jì)算機(jī)，便于人員遠(yuǎn)程監(jiān)控，也能利用主站計(jì)算機(jī)遙控操作遠(yuǎn)方設(shè)備。配電網(wǎng)產(chǎn)生故障后，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能夠利用實(shí)時(shí)監(jiān)控檢測設(shè)備故障，判斷故障位置后，采取遠(yuǎn)程操控方式隔離故障區(qū)域，或是利用集中饋線系統(tǒng)自動隔離故障，減小事故范圍。

3)就地饋線自動化系統(tǒng)。該系統(tǒng)配合自動化開關(guān)設(shè)備，能夠智能判斷、隔離故障，對配網(wǎng)線路狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測，故障如果為瞬時(shí)故障，系統(tǒng)監(jiān)測消除故障后，將自動合上開關(guān)恢復(fù)供電，縮短停電時(shí)間，優(yōu)化供電質(zhì)量。

4)調(diào)/配一體化平臺系統(tǒng)。該系統(tǒng)是將配網(wǎng)自動化、調(diào)度自動化融合的應(yīng)用系統(tǒng)，能夠?qū)⑸a(chǎn)管理系統(tǒng)、營銷系統(tǒng)、計(jì)量系統(tǒng)、GIS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，通過整合系統(tǒng)數(shù)據(jù)，選擇最佳配網(wǎng)運(yùn)行方式，增強(qiáng)配網(wǎng)經(jīng)濟(jì)性與可靠性。

3 結(jié)語

配網(wǎng)自動化建設(shè)作為電力行業(yè)發(fā)展重要任務(wù)，通過應(yīng)用自動化系統(tǒng)，可減少故障破壞性，實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行，為用戶提供優(yōu)質(zhì)供電效果。因此，應(yīng)當(dāng)結(jié)合配網(wǎng)建設(shè)情況，通過制定規(guī)劃方案、合理應(yīng)用技術(shù)、更新控制裝置、優(yōu)化自動監(jiān)控的方式，提高系統(tǒng)可靠性，推動電力企業(yè)發(fā)展。