李 典

（國網(wǎng)鹽城供電公司，江蘇 鹽城 224000）

目前，社會主義市場經(jīng)濟高速發(fā)展，配電網(wǎng)在客戶和電力系統(tǒng)相互間起到了潤滑作用。文章著重由智能配電網(wǎng)開始，期望經(jīng)過改善智能配電網(wǎng)設計，最大程度地滿足大眾日趨加劇用電需求。

1 智能配電網(wǎng)構成

智能配電網(wǎng)構成如下。首先，配電網(wǎng)主體部分，具體由配電網(wǎng)和變電站組成；其次，配電網(wǎng)運轉樞紐，具體由微電網(wǎng)、開關和環(huán)形電路組成；最后，配電網(wǎng)終端，具體由配電設施、全世界定位體系、通信網(wǎng)絡和智能終端等組成，借助配電網(wǎng)終端可讓客戶關聯(lián)配電系統(tǒng)[1]。

2 智能配電網(wǎng)設計基本需求

2.1 測量數(shù)據(jù)精確性

如何提升智能配電網(wǎng)設計水準，則要高度關注配電網(wǎng)測量操控終端設計難題。配電網(wǎng)終端借助配電設施、供料器與通信網(wǎng)絡組成，且智能終端是完成智能配電網(wǎng)設計的關鍵設施扶持。尤其在實踐設計中，可確保測量信息精準性，同時保障了實踐操控測量整體效率。

2.2 客戶、管控與運轉自主化

自主化設計為電力系統(tǒng)智能配電網(wǎng)設計關鍵步驟，且逐漸成為電力領域未來拓展大方向。電力系統(tǒng)務必確保配電網(wǎng)自主化，才可以順應市場電力需求，具體包括客戶、管控和運行的自主化?？蛻糇灾骰癁椴倏厝艘罁?jù)計算機技術完成客戶數(shù)據(jù)管控與自主記載任務。提升電力系統(tǒng)收益來自客戶繳納電費，而主動記錄過程則是繳費的重要參照物。然而，過往記錄工作人員投入成本較大，操控效率不高，經(jīng)常發(fā)生數(shù)據(jù)偏差，而自主化記錄則可完全化解上述難題。管控自主化為利用計算機管控配電網(wǎng)設施構成與實踐運轉情況，比較過往管理技術，自主化管控可節(jié)省人工費用，高效避免管控疏漏，全力提升配電網(wǎng)電力體系管控水準。運轉自主化為利用計算機技術便捷性，將其投入電網(wǎng)運轉科學把控，假設出現(xiàn)信息偏差，系統(tǒng)自主調(diào)節(jié)，進而提升系統(tǒng)運轉效率。

3 智能配電網(wǎng)架構設計分析

3.1 設計目標

設定目標是進行一項工程前最重要的事，為保證智能配電網(wǎng)設計的順利與高效，需事先明確一個合理的設計目標。

該目標一定要符合實際，為了保證配電變壓器準確、高精度運行，必須設計一個性能良好的智能監(jiān)控系統(tǒng)。監(jiān)控系統(tǒng)的設計應基于來自配電監(jiān)控終端的監(jiān)控數(shù)據(jù)。

為了保證配電網(wǎng)系統(tǒng)故障的及時反饋和及時解決，減少故障對供電的影響，必須建立相應的報警、控制和數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)。這些系統(tǒng)一定要保證在設備出現(xiàn)問題時能夠迅速修復，讓其盡快恢復穩(wěn)定運行。

3.2 調(diào)控支持系統(tǒng)頁面

在系統(tǒng)頁面設計實踐中，需彰顯基礎圖形，包含了不同種類圖標，且展示不同種類。此外，也可完成多圖顯示。當接線圖管控中，調(diào)整支持系統(tǒng)管控配電網(wǎng)接線圖，需技術員針對接線圖審定之后，比較先前與后面的接線圖，把二者不同性數(shù)據(jù)體現(xiàn)出來，且登記歸檔，明確審查結論之后替換電網(wǎng)接線圖。此體系可解析供電與停電范疇。尤其在配電網(wǎng)運轉數(shù)據(jù)可視化體現(xiàn)出來，借助方向標來顯示線路朝向，且方向標與流向無偏差，方向標與流向大小、流速呈正比聯(lián)系。把配電流向顯現(xiàn)出來，查閱實踐狀況，確保整體效果。尤其在設施運轉中，利用三維圖形把設施運轉數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出來，柱子大小顯示了力達多少，柱子長度顯示了無功容量[2]。

3.3 數(shù)據(jù)監(jiān)控與采集

當監(jiān)控與采集信息時，為方便配電網(wǎng)全流程監(jiān)控，從而高效化解配電網(wǎng)故障，利用載波與光纖組網(wǎng)技術完成數(shù)據(jù)監(jiān)控與采集，在配電網(wǎng)中涵蓋設計技術，針對配電網(wǎng)實施全程監(jiān)控。假設配電網(wǎng)設施出現(xiàn)問題，利用以上技術可較快采集問題信息，回饋技術員，隨后全面解析數(shù)據(jù)，查看監(jiān)控數(shù)據(jù)，從而高效化解難題，進一步提升故障解析與系統(tǒng)運轉成效。

3.4 可視化設計

電力系統(tǒng)智能配電網(wǎng)設計中，務必重點關注可視化設計，借助計算機系統(tǒng)和影像方法全面體現(xiàn)配電網(wǎng)參數(shù)，更有利于計算機技術員針對配電網(wǎng)運轉的可視化操控。技術員在可視化設計中，利用計算機傳送數(shù)據(jù)，化解配電網(wǎng)具體故障難題。

3.5 圖像展示與接線圖管控

針對調(diào)度扶持系統(tǒng)圖像頁面設計中，具體包含了電氣、電纜網(wǎng)與開關站圖等接線圖，借助單線圖、區(qū)域圖和全網(wǎng)接線等方法體現(xiàn)出電氣接線，尤其在接線圖中彰顯配電網(wǎng)運轉數(shù)據(jù)，完成多圖展示與視圖縮小等功能[3]。

3.6 配網(wǎng)潮流展示

經(jīng)過潮流可把電流、無功與有功展示出來，讓客戶利用鼠標點擊來篩選。利用餅圖可展示線路流向占比，圓餅代表100%線路容量，通過潮流顯示為藍色。比如線路潮流優(yōu)勝于線路容量80%時，圓餅則不斷擴張，顯示為紅色。此外，借助層次架構圖、全網(wǎng)主接線路針對整體母線電壓大小和變壓器負載實施辨別。并且借助不同色彩代表負載大小、高度水準，通過離線與實時信息數(shù)據(jù)植入。線路負載等高線可展示負載狀況，利用不同色彩標志等同于電壓等級線路；變壓器負載等高線可借助不相同色彩把變壓器繁雜的狀況顯示出來，等同于節(jié)點電壓等高線[4]。

3.7 三維圖形轉動

無功設備與變壓器在相同幅圖中對比緊密中展示出三維圖像，前方圖像會阻擋后方圖像。假設不便于觀察、推斷即將發(fā)生排查。經(jīng)過三維圖形轉動功能致使圖像至任何角度實施旋轉，更有利于查看。借助調(diào)度扶持體系設置SCADAEMS 端口，隨后借助地理圖、信息和主接線圖針對配網(wǎng)實施智能解析。調(diào)度扶持體系可直接接通接口服務器與SCADA/EMS 等系統(tǒng)與可視化系統(tǒng)關聯(lián)起來，隨后各自區(qū)域要設立隔離裝置。系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸結構圖如圖1 所示。

圖1 系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸結構

3.8 繼電保護篩選

在配電網(wǎng)光纖化拓展與智能化轉變建造實踐中，智能配電網(wǎng)繼電保護計劃通常采取電流差動保護位置。然而，電流差動保護在過往全面發(fā)揚了智能配電網(wǎng)繼電保護優(yōu)點，需要各段線路兩旁設立單獨運轉電流互感器與斷路器設施，提升了智能配電網(wǎng)支出費用。因此，智能配電網(wǎng)維護與操控工作需要把關鍵點投入在過往電流差動保護科學改善根本上。此外，全方位考量高電阻接地問題狀況。智能配電網(wǎng)差動保護性能表現(xiàn)出阻滯性，造成了顯著抗拒行為，導致電流差動保護當作智能配電網(wǎng)繼電保護方法中，提升了傳送通道針對需維護參數(shù)的傳送困難度。其中對于智能配電網(wǎng)電線線路過長來說，將電流速斷保護動作響應速率升至最大，且不能化解由網(wǎng)絡不順暢造成的保護延遲現(xiàn)象。針對以上解析，在建立基礎智能配電網(wǎng)保護與操控實踐中，逐步完成電動差動保護工作形式與電流速斷保管任務形式全面結合與應用。上述二者保護工作形式已成了智能配電網(wǎng)主要保護配置，表明過往意義電流差動保護工作形式已成了整個智能配電網(wǎng)儲備保護。尤其在保護形式中，電流差動保護與電流速率保護可一并推算輸出，進一步取得相關保護輸出數(shù)值，高效確保智能配電網(wǎng)運轉安全性與平穩(wěn)性[5]。

4 具體實戰(zhàn)案例詳細分析

4.1 A 鐵路配電網(wǎng)絡目前狀況及其配電智能化系統(tǒng)構成

A 鐵路關聯(lián)著大秦鐵路、京秦鐵路與京唐港港區(qū)、曹妃甸港區(qū)的運送主干線路，合計建造了5 座配電所，利用2 端供電式配電網(wǎng)絡提供沿路不同類型負荷供電。創(chuàng)建初期節(jié)省了資本投入，A 鐵路沿線只有一路供電線路貫通，且根基相對單薄，此外，因位于沿海雷電頻發(fā)區(qū)域，再加上進線電源較多為農(nóng)網(wǎng)，且級別較低，沿線樹木侵線、動物建窩等情況嚴重，造成了配電網(wǎng)問題頻繁產(chǎn)生。

4.2 A 鐵路配電網(wǎng)絡智能化系統(tǒng)具體執(zhí)行規(guī)劃

4.2.1 技術規(guī)劃

A 鐵路線的智能化配電系統(tǒng)為中心端與終端設施構成。中心端設施包含電力電度中心、數(shù)據(jù)傳送路徑；終端設施包含通信終端板塊、信息收集操控板塊與執(zhí)行機構構成。其在10 kV 路徑上設立了電流電壓信息收集板塊，通過訊息傳送鏈條把部分信息傳送至中心管控主機，隨機主機解析軟件解讀不同收集板塊電流電壓情況，推斷問題所在區(qū)域方位。中心與終端設施都為工業(yè)級設施，針對10 kV 系統(tǒng)可全天候不停歇監(jiān)控。

4.2.2 設計準則

（1）及時監(jiān)測管內(nèi)10 kV 路線情況，遭遇路線問題，可立刻給出反應，推斷問題所在區(qū)域。

（2）應用問題推斷為合情合規(guī)的，具體包含了速斷、過流、失壓與過壓。

（3）通信傳送利用了GPRS通信網(wǎng)絡與公網(wǎng)聯(lián)合形式。

（4）監(jiān)控中心運轉解析軟件需具備自主化高水準，操控簡單，且功能強大。

（5）系統(tǒng)呈現(xiàn)出遙信、遙調(diào)、遙測及遙控功能特性。

（6）終端設置需順應風、雨、雪、霧、酸堿、潮濕、振動、電磁和粉塵等極端環(huán)境，且耐高溫、24 h 狀況。

（7）整體設置呈現(xiàn)出架構簡單、有效、靈便及拆卸便捷的特性。同時設置遵照免維護的特性設計。

4.3 A 鐵路配電網(wǎng)絡智能化系統(tǒng)組成詳細闡述

4.3.1 中心端系統(tǒng)

此系統(tǒng)設立在A 鐵路線智能化配電系統(tǒng)電力調(diào)度中心內(nèi)部，其設施由操控服務器、路由器、交換機與調(diào)度操控計算機構成。中心操控服務器組裝監(jiān)控軟件，需針對終端提報信息來完成問題解析、及時收集和數(shù)字通信等功能，并且具有記載事實與警報、實施遠程操控、自主形成報表、管控設施保護數(shù)據(jù)及維護定制查找修正等功能。操控需擁有操控權限，并通過軟件登錄頁面與硬件口令雙重鎖定，避免其他人觸碰引發(fā)不必要麻煩。操控過程中，在登錄頁面填寫操控人員姓名與密碼、校驗碼，雙擊登錄即可進入10 kV 電動開關遠程控制系統(tǒng)操控頁面。

4.3.2 終端系統(tǒng)

第一，室外真空斷路器，遠程操作開關為三相交流50 Hz、12 kV 額定電壓室外開關，通過室外柱上高壓真空斷路器與阻隔開關結合構成，利用無線網(wǎng)絡實施遠程操作，進一步操控斷、合線路，有助于設施分段檢修和線路故障排查。此開關操控機構利用永磁機構，替代了過往的彈簧操控機構，呈現(xiàn)出架構簡便、零件精簡、小型化、智能化、穩(wěn)定性和不用維護的特性。然而，開關主體則通過真空斷路器與阻隔開關構成。斷路器是小型化設計，通過集成固封極柱、永磁機構及其箱體構成。真空斷路器導流回路則通過支柱上位接線端、真空滅弧室斷口、法蘭盤和拋出接線端組成。此外，永磁機構比較適合在中壓真空開關設施的電磁操控、永磁保持和電子操控中的操作設置。其特點為長期磁鐵確保機構終端方位功能達成，替換了過往的機械脫扣與鎖口裝置。利用電子電路針對分合閘線圈實施把控，結果達成斷路器智能操控，如圖2 所示。

圖2 戶外永磁真空斷路器+隔離開關

第二，電源板塊，其構成為YH 感應取電、充電逆變一體機和蓄電池。通過YH 二次感應電源，且功率大體在400 VA 上下，規(guī)格為長330 mm×寬220 mm×高542 mm，在38 kg 上下，內(nèi)部有熔斷器。具體如圖3所示。

圖3 取電電壓互感器

此外，充電逆變一體機為當下較為成熟的產(chǎn)品。蓄電池利用膠體蓄電池，可在10 kV 斷電狀況下，分合斷路器與微機保護模塊、通信模塊的用電。

第三，電路及電壓收集，一次電流電壓收集單元通過2 個電流互感器與1 個電壓互感器構成。2 個電流互感器組裝在永磁斷路器外圍。電壓互感器通過取電用互感器、二次側采集，電壓互感器為兩用設施。電流電壓收集二次集中通過微機保護板塊實現(xiàn)。微機保護板塊則利用操控、保護和通信。篩選網(wǎng)口保護板塊能有利于通信板塊關聯(lián)。保護種類為三相電流保護與過壓與失壓、零序保護。

第四，通信板塊，其構成為GPRS 板塊與移動公網(wǎng)。中國移動GPRS 系統(tǒng)為非常完備的體系，因此無需創(chuàng)建通信網(wǎng)絡，非常適用于鐵路配電系統(tǒng)終端間距中心較遠、設備分布分散特性。由于10 kV 配電網(wǎng)絡通信信息量少，全部能通過GPRS 系統(tǒng)實現(xiàn)，同時通信成本較低。因此選擇GPRS 設施終端板塊與公網(wǎng)構成通信網(wǎng)絡。尤其在中心端少選鐵路固定IP 連接方法，最終才能高效確保通信平穩(wěn)性。

4.4 問題處置程序

智能配電網(wǎng)絡問題排查為綜合解析流程，則要融合配電所全部運轉系統(tǒng)收集的有關配電所設施電流電壓信息，部分信息被運轉系統(tǒng)及時傳送至A 鐵路調(diào)度中心計算機上，調(diào)控員了解全部所亭運轉方法。配電系統(tǒng)出現(xiàn)任何問題，調(diào)控員可迅速查看不同終端設施信息參數(shù)及其故障報告信息，快速推斷問題性質，診斷出問題位于配電所或者區(qū)間內(nèi)部，經(jīng)過倒閘把問題區(qū)間清除后，隨即復原正常線路完成供電。

5 結束語

經(jīng)過以上研討，在智能配電網(wǎng)中設立監(jiān)控技術、配電信息收集和可視化技術，能夠完成檢測信息與清除問題一體化建造?；诖?，智能配電網(wǎng)的投入應用更有利于確保電壓平穩(wěn)運轉，電氣設施在用電峰值時不會被輕易損壞。