浦軒妍

（國網(wǎng)太倉市供電公司，江蘇 太倉 215400）

0 引 言

隨著社會經(jīng)濟(jì)水平的提高和城市化進(jìn)程的不斷加快，導(dǎo)致城市已有的配電功能無法使人們的日常用電需求得以滿足，這就需要將傳統(tǒng)的配電功能用先進(jìn)的配電系統(tǒng)代替，因此在城市電力系統(tǒng)中進(jìn)一步普及配網(wǎng)自動化，其取得的效果也非常明顯。城市配網(wǎng)自動化不僅可以使電力系統(tǒng)自動化運(yùn)作的目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)，同時可以更好地進(jìn)行電力調(diào)度工作。因此，具體研究城市配網(wǎng)電動化及其配網(wǎng)規(guī)劃的應(yīng)用具有重要意義。

1 城市配網(wǎng)自動化及其必要性

1.1 城市配網(wǎng)自動化

配網(wǎng)自動化的關(guān)鍵在于電力系統(tǒng)的自動控制，其中最關(guān)鍵的就是調(diào)度自動化，這種自動化基于自動控制技術(shù)、現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)等，能夠自動地對電力系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時的監(jiān)控和保護(hù)，從而確保電網(wǎng)的運(yùn)行安全和穩(wěn)定。同時，配網(wǎng)自動化系統(tǒng)中的通信自動化和服務(wù)體驗(yàn)?zāi)K能夠幫助配電網(wǎng)絡(luò)與電網(wǎng)用戶進(jìn)行快速、穩(wěn)定且智能的連接，使得城市配網(wǎng)工作在人力成本方面實(shí)現(xiàn)節(jié)省，并且保證用戶的各項(xiàng)要求得到及時滿足。

配電網(wǎng)自動化包括用電和配電2大部分。在進(jìn)行配電自動化設(shè)計時，必須根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際設(shè)計出最佳的配電系統(tǒng)。在保證電壓質(zhì)量、降低網(wǎng)損的前提下，盡量簡化配電網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)，減少投資，最大限度地減少調(diào)度、無人值守站點(diǎn)的值班和報修工作，從而達(dá)到減員增效的目的，保障電力供應(yīng)和服務(wù)質(zhì)量，同時可以使企業(yè)獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益。

城市配網(wǎng)自動化建設(shè)要想順利實(shí)施，必須遵循一定的原則，即總體規(guī)劃原則。首先，根據(jù)各地區(qū)所收集到的電力系統(tǒng)的統(tǒng)計資料進(jìn)行分析，并根據(jù)各地區(qū)存在的問題，掌握電網(wǎng)的整體需求，按區(qū)域劃分階段。其次，全面規(guī)劃該體系，并按施工需求進(jìn)行有針對性的施工和改建，以負(fù)載穩(wěn)定、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)較為完備的地區(qū)為重點(diǎn)，防止重復(fù)建設(shè)。最后，循序漸進(jìn)地進(jìn)行改造，使其更好地發(fā)揮作用。要充分利用已有的資源，并依據(jù)目前的條件逐步進(jìn)行改造，否則會出現(xiàn)工作無重點(diǎn)、難以統(tǒng)籌的問題。所謂信息化，就是為了方便企業(yè)的管理，及時發(fā)現(xiàn)和解決問題，對配電網(wǎng)絡(luò)的信息進(jìn)行統(tǒng)一的共享。配電網(wǎng)絡(luò)信息化主要由終端數(shù)據(jù)的收集、調(diào)度中心數(shù)據(jù)的傳送和監(jiān)測以及系統(tǒng)管理平臺信息的統(tǒng)計、分析、共享等內(nèi)容組成[1]。

1.2 城市配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)建設(shè)的必要性

與一些發(fā)達(dá)國家相比，我國配電網(wǎng)自動化技術(shù)的水平還比較落后，主要是由于我國的電力企業(yè)沒有實(shí)現(xiàn)市場化，在電力行業(yè)發(fā)展和建設(shè)方面的競爭與其他行業(yè)有較大的差別，導(dǎo)致我國電力建設(shè)投資出現(xiàn)了分配不均衡等問題。在配電自動化建設(shè)的過程中，出現(xiàn)了投入資金無法達(dá)到要求等情況，造成配電網(wǎng)自動化設(shè)備較為落后，而且配電能力和供電能力不強(qiáng)。另外，隨著社會的快速發(fā)展，人們的生活水平進(jìn)一步提高，供電需求進(jìn)一步增加，需要不斷增強(qiáng)供電的可靠性和質(zhì)量。為了將當(dāng)前的情況與用戶的需求相適應(yīng)，需進(jìn)一步對配電自動化和應(yīng)用進(jìn)行建設(shè)，進(jìn)一步排除電力故障，降低停電概率，保證供電可靠性和質(zhì)量，使其符合用戶的具體需求，進(jìn)一步控制電力中斷的時間和電力中斷的數(shù)量，降低成本。具體而言，只有配電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)自動化，才能進(jìn)一步提高運(yùn)行效率，促使電力市場改革。在電力系統(tǒng)現(xiàn)代化發(fā)展的過程中，配電自動化是必然趨勢，在實(shí)際使用過程中具有非常重要的意義[2]。

2 關(guān)于電力配網(wǎng)規(guī)劃及系統(tǒng)建設(shè)中存在問題的分析

2.1 配電網(wǎng)現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)分布和架構(gòu)不規(guī)范

配電網(wǎng)絡(luò)設(shè)備配置問題是我國電力市場運(yùn)行控制和檢修計劃出現(xiàn)延誤的關(guān)鍵問題。目前，隨著我國城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大，配網(wǎng)設(shè)備的規(guī)劃與布置存在問題，使得原有的配網(wǎng)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，造成電力用戶增加，影響到整個配網(wǎng)的運(yùn)行與維護(hù)。配電網(wǎng)絡(luò)設(shè)備布置存在的問題不但會使整體配電網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行效率下降，也會影響到用戶的使用體驗(yàn)。同時，由于配電網(wǎng)絡(luò)設(shè)備配置得不合理，使得配電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行費(fèi)用增加，造成了較大的能源浪費(fèi)。因?yàn)榇蟛糠值貐^(qū)在建立配電系統(tǒng)的時候都是不科學(xué)的，所以導(dǎo)致了現(xiàn)在的電網(wǎng)維修和重新規(guī)劃變得更加困難，而且在保養(yǎng)和維修方面也不可能像以前那樣靈活。就算是發(fā)電廠搬遷，也不可能讓城市的電力供應(yīng)充足，只能通過新的電力供應(yīng)來解決[3]。

2.2 投入力度不夠

目前，盡管國家對電網(wǎng)的自動化建設(shè)給予了積極的支持，但在建設(shè)資金方面，仍然無法滿足需要，投資力度不足。電力工程配電網(wǎng)的自動化建設(shè)經(jīng)費(fèi)不足，對我國電網(wǎng)的發(fā)展產(chǎn)生了一定影響，更無法適應(yīng)社會和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求。另外，由于投資不足，配電網(wǎng)布局不當(dāng)，沒有足夠的資金來優(yōu)化和升級電網(wǎng)，如果長期不維護(hù)配電網(wǎng)絡(luò)，則線路的穩(wěn)定性和安全性都會受到很大的影響。電網(wǎng)缺乏安全保障將導(dǎo)致電力資源的合理分配和供給受到極大的削弱，時常出現(xiàn)停電事故，對人們的正常生產(chǎn)和生活用電造成極大影響。

2.3 電力供應(yīng)區(qū)域相對不平衡

我國配電網(wǎng)絡(luò)的自動化設(shè)計和建設(shè)都受到多種因素的影響，其中包括地區(qū)發(fā)展的不均衡。目前，我國很多地區(qū)還沒有充分認(rèn)識到電力系統(tǒng)的供電管理和控制工作，在電力系統(tǒng)中存在著不同程度的問題。這將直接影響到整個配電網(wǎng)絡(luò)的自動化運(yùn)行，電網(wǎng)的安全、可靠運(yùn)行以及管理，同時會大大降低電網(wǎng)的運(yùn)行效率和供電質(zhì)量。

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

3.1 完善配網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)

城市配電網(wǎng)的自動化系統(tǒng)包括通信系統(tǒng)、配電終端、主配電站以及副電站4個部分。無線微功率、無線擴(kuò)頻、3G/WiMax等是目前配電網(wǎng)絡(luò)自動化系統(tǒng)中最常用的通信技術(shù)。在實(shí)際應(yīng)用中，由于通信方式的差異，這些技術(shù)在功能和特性上也有很大的差異。其中，無線微功率通信方式具有使用方便、體積小等優(yōu)點(diǎn)，在實(shí)際的配電自動化系統(tǒng)中，通常將其用到對電力需求較大的場合；無線擴(kuò)頻可以進(jìn)一步提高網(wǎng)絡(luò)自動化系統(tǒng)的抗干擾性能和傳輸水平；3G/WiMax通信技術(shù)具有傳輸速度快、傳輸量大的特點(diǎn)，可以在很短的時間內(nèi)完成海量的數(shù)據(jù)傳輸，應(yīng)用較為普遍。因此，在進(jìn)行通信系統(tǒng)設(shè)定時，要按照系統(tǒng)所提出的有關(guān)需求，合理選取與之相適應(yīng)的通信模式。主站是整個配電自動化系統(tǒng)的核心，其主要作用就是通過主站的數(shù)據(jù)中心來整合、儲存數(shù)據(jù)，為以后的數(shù)據(jù)使用、管理等工作提供支撐。

3.2 提高配網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)水平

城市配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)能夠?qū)Ω鞣N故障信息進(jìn)行準(zhǔn)確、全面的分析，及時向相關(guān)的維護(hù)人員進(jìn)行反饋，從而對城市配電網(wǎng)規(guī)劃中的難點(diǎn)、重點(diǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行科學(xué)的調(diào)整和引導(dǎo)。一般情況下，電力市場營銷必須全面掌握用戶的用電量，客觀且全面地分析目前的配電網(wǎng)絡(luò)負(fù)載狀況，并將其通過計算機(jī)技術(shù)傳輸?shù)较嚓P(guān)的管理系統(tǒng)，從而有利于提高企業(yè)的信息共享，推動配網(wǎng)的現(xiàn)代化發(fā)展，加快信息傳輸。電力公司在規(guī)劃配電網(wǎng)時，要充分認(rèn)識電網(wǎng)周圍的環(huán)境，掌握電網(wǎng)的電力輸送狀況，對電網(wǎng)的電壓負(fù)荷進(jìn)行分析，并根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)創(chuàng)新和優(yōu)化，以達(dá)到合理的配置和科學(xué)的規(guī)劃。將信息化技術(shù)運(yùn)用到配電網(wǎng)的建設(shè)中，可以使配電網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行效率得到有效控制。此外，為電力公司及時發(fā)現(xiàn)和處理網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)的問題、提高電力系統(tǒng)的服務(wù)質(zhì)量以及對電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行起到了至關(guān)重要的作用。通過建立數(shù)據(jù)模型，利用計算機(jī)、全球定位系統(tǒng)（Global Positioning System，GPS）、通信技術(shù)等監(jiān)測和管理電網(wǎng)的工作狀況，從而有效隔離故障，將故障信息及時反饋至監(jiān)測系統(tǒng)，最后利用計算機(jī)技術(shù)對其進(jìn)行診斷和維修，以提高故障處理的效率，使其能夠及時恢復(fù)正常供電。

3.3 提升自動化水平

在配電網(wǎng)規(guī)劃中，由于存在著人為的錯誤信息，導(dǎo)致了配電網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行效率受到很大的影響。建立和實(shí)施城市自動配網(wǎng)規(guī)劃，可以通過自動控制來避免人為錯誤，提高配網(wǎng)精度，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)。配電自動化系統(tǒng)運(yùn)行的核心是自動化程度，在進(jìn)行配電網(wǎng)規(guī)劃時必須考慮到電網(wǎng)的實(shí)際情況，并據(jù)此建立自動化系統(tǒng)。

將計算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)等與布網(wǎng)規(guī)劃有機(jī)地結(jié)合在一起，形成一套完整的配電網(wǎng)自動控制系統(tǒng)。通過實(shí)施自動化配網(wǎng)計劃，可以實(shí)現(xiàn)對傳統(tǒng)配電系統(tǒng)中各類設(shè)備的集成，解決配電設(shè)備分布范圍廣、地理信息過于集中的問題，降低電網(wǎng)負(fù)荷變動的可能性，確保了配網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行[4]?？傮w上，配電自動化系統(tǒng)的組成主要包括開關(guān)及相關(guān)的自動化裝置。實(shí)際操作過程中，主配電站、子配電站、配電站3個部分構(gòu)成了一個較為完善的采集系統(tǒng)，以各個地區(qū)的監(jiān)測配網(wǎng)為基礎(chǔ)，以最快的速度向配電站和配電網(wǎng)絡(luò)發(fā)送命令，這對各個配電站和配電網(wǎng)都有一定的要求。為了實(shí)現(xiàn)以上所提的各項(xiàng)要求，可以采取下列步驟：首先，對電網(wǎng)的轉(zhuǎn)換率進(jìn)行嚴(yán)格的控制，這主要是因?yàn)榕潆娮詣踊到y(tǒng)對各監(jiān)測站的控制可以按照相關(guān)管理人員的要求進(jìn)行隨意切換；其次，在主發(fā)電站的建設(shè)中必須嚴(yán)格按照有關(guān)規(guī)定，考慮到柔性操作能力。

3.4 建設(shè)地理信息系統(tǒng)

在配電自動化方面，其中的很多功能都與地理信息系統(tǒng)相關(guān)，如故障識別、監(jiān)控等。根據(jù)上述情況，在配網(wǎng)自動化、配網(wǎng)規(guī)劃、電力系統(tǒng)管理等方面要加強(qiáng)地理信息系統(tǒng)的運(yùn)用，提高規(guī)劃和前期的依從性，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。地理信息系統(tǒng)主要由3個模塊組成，系統(tǒng)層主要是針對自動化配網(wǎng)在運(yùn)行時的需求發(fā)送相應(yīng)的指示給其他層級；數(shù)據(jù)層的作用是存儲操作數(shù)據(jù)，以滿足有關(guān)人員對系統(tǒng)數(shù)據(jù)的查詢、訪問等需求；而業(yè)務(wù)邏輯層次則是保證地理信息系統(tǒng)正常工作的根本。它可以全方位、立體化監(jiān)測電網(wǎng)的各個環(huán)節(jié)，對整個電網(wǎng)的運(yùn)營都有很大的影響。

3.5 強(qiáng)化后期管理

前期施工完成后，要加強(qiáng)后期的管理，主要抓好2個方面，一方面是安全性，另一方面是保證自動化電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。在安全性上，要在終端設(shè)置防火墻、密碼等，以防止外侵、破壞自動化配網(wǎng)。另外，為確保后期的平穩(wěn)運(yùn)營，管理人員本身的技術(shù)水準(zhǔn)必須達(dá)到要求，這樣一旦發(fā)生問題就能得到及時的解決。員工自身的專業(yè)技能越強(qiáng)，網(wǎng)絡(luò)自動化系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)也就越有保障。此外，要定期對員工進(jìn)行評估，確保員工的工作能力始終達(dá)到要求；對未通過考核的員工進(jìn)行回遷，待其通過考核后返回工作。同時，配電網(wǎng)自動化更新?lián)Q代的速度也很快，必須定期對員工進(jìn)行培訓(xùn)，確保員工的業(yè)務(wù)能力和技術(shù)水平都會隨著網(wǎng)絡(luò)的不斷升級而不斷提高[5]。

4 結(jié) 論

隨著城市化的快速發(fā)展，人們的生活水平不斷提高，對電力的需求也在持續(xù)增加。為適應(yīng)我國特殊的經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要，配電自動化已成為今后電網(wǎng)發(fā)展的必然選擇。然而，在配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計中仍有許多問題，對城市配電網(wǎng)的運(yùn)營質(zhì)量產(chǎn)生了很大的影響。本文對配電自動化作了簡單的綜述，分析了目前國內(nèi)配電自動化的應(yīng)用情況，并對其在實(shí)際中的應(yīng)用提出了自己的看法，以期對提高配電自動化水平和提高電力企業(yè)的發(fā)展起到一定的參考作用。