智能電網(wǎng)的配電自動化改造研究

國家電網(wǎng)公司已經(jīng)明確提出了智能電網(wǎng)的戰(zhàn)略發(fā)展目標，其中配電系統(tǒng)是智能電網(wǎng)的重要構成部分。伴隨著我國智能電網(wǎng)建設的廣泛普及，將會大規(guī)模開展配電自動化改造，全面優(yōu)化配電自動化的能耗與分配機制，并且提升供電的可靠性與安全性。配電自動化是全面建設智能配電網(wǎng)的重要方式，其不僅僅能夠有效提升供電可靠性，同時也是現(xiàn)代電力系統(tǒng)智能化發(fā)展的必然趨勢。

1  配電自動化及其構成

電力系統(tǒng)中電網(wǎng)可以分為輸電網(wǎng)與配電網(wǎng)，其中配電網(wǎng)是從輸電網(wǎng)或發(fā)電廠接收電能，通過配電設備就地或逐級分配給用戶的電力網(wǎng)。電力系統(tǒng)中二次降壓變電站低壓側直接或降壓后向客戶供電的網(wǎng)絡即為配電網(wǎng)。配電網(wǎng)是電力系統(tǒng)中直接面對用戶的環(huán)節(jié)，由配電網(wǎng)架、配電線路、電纜配電線路、變電站、降壓變壓器等設備組成。

配電自動化即為利用電子技術、通信技術、計算機網(wǎng)絡技術實現(xiàn)配電網(wǎng)正常運行、事故監(jiān)測保護、控制的自動化系統(tǒng)，涵蓋了配電網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)、配電變電站自動化與饋線自動化等方面。配電自動化系統(tǒng)又被成為DA系統(tǒng)與DMS系統(tǒng)，分別為配電自動化以及配電管理系統(tǒng)。配電自動化以一次網(wǎng)架與設備為基礎，配電自動化系統(tǒng)為核心，利用多種形式的通信方式對配電系統(tǒng)進行實時的監(jiān)督控制管理，并通過相關應用系統(tǒng)的信息綜合來實現(xiàn)對配電系統(tǒng)的科學管理。配電姿態(tài)自動實施區(qū)域的網(wǎng)架結構布局要做到科學規(guī)劃、合理安排；一次設備要滿足通信要求；饋線自動化線路要符合故障時的負荷轉移要求。配電站自動化系統(tǒng)主要由配電主站、配電終端、配電子站以及通信通道等部門構成。第一，配電主站。配電主站是配電自動化系統(tǒng)的最高層，是其中的核心。該層主要由服務器、工作站以及數(shù)據(jù)采集網(wǎng)構成。配電主站可以根據(jù)不同地區(qū)的配電網(wǎng)規(guī)模、用電需求、配電自動化的應用情況選擇合適的軟硬件。對配電網(wǎng)的工作狀態(tài)進行監(jiān)控，配合不同配電子網(wǎng)的關系對配電網(wǎng)絡進行管理，使得配電系統(tǒng)能夠始終保持最佳狀態(tài)。同時，按照合理配置拓展功能，結合當?shù)刂悄茈娋W(wǎng)工作的進行合理優(yōu)化智能化功能。第二，配電終端。配電終端即為安裝在中壓配電網(wǎng)現(xiàn)場的各類監(jiān)測控制設備總稱。配電終端應用設備有配電線路、配電室、環(huán)網(wǎng)柜等。根據(jù)應用對象與作用的不同，配電終端可以分為饋線終端、站所終端、配變終端等。另外，遠動設備、綜合自動化設備等均可以實現(xiàn)配電終端功能。第三，子站層。配電子站即為配電主站與配電終端之間的中間層，主要作用是對變電站與饋線終端進行通信，緩解主站通信工作壓力。子站層可以接收環(huán)網(wǎng)柜、開關站、配電變壓器等設備的工作狀態(tài)信息，并且傳遞至配電主站。第四，通信信道。配電自動化系統(tǒng)中通信信道是不可或缺的重要神經(jīng)系統(tǒng)，是配電網(wǎng)系統(tǒng)遙測的媒介。通信信道包括通信設備、通信線路、輔助設備等，有序分布在各個需要通信的設備中間。

2  智能電網(wǎng)的配電自動化改造

2.1  配網(wǎng)一次網(wǎng)架與線路改造

一次網(wǎng)架架空線路的改造需要根據(jù)供電實際需求選擇但聯(lián)絡鏈接模式或多分段三聯(lián)絡界限模式。電纜改造接線方式通常采用電纜單環(huán)網(wǎng)模式，開關站與環(huán)網(wǎng)柜為通信聯(lián)絡媒介。通過提升線路聯(lián)絡頻率，優(yōu)化線路運行方式等策略盡可能實現(xiàn)不同線路負荷的平均分布，以保證一次網(wǎng)架線路在周邊線路倒負荷時能夠始終保持正常工作狀態(tài)。保證一次網(wǎng)架線路中分段點的數(shù)量合理，使其分段點始終處于合理的位置，避免由于頻繁檢修導致的臨時停電，并且縮短臨時停電時間。配電一次網(wǎng)架與線路改造的最終目標就是形成環(huán)網(wǎng)接線為核心的一次網(wǎng)架結構，打造安全可靠、穩(wěn)定運行的智能配電網(wǎng)。

2.2  配電自動化主站建設改造

配電自動化主站建設改造需要按照配電自動化改造的統(tǒng)一規(guī)劃，有步驟、有計劃的開展有序建設。配電自動化主站改造以滿足的配電網(wǎng)數(shù)據(jù)收集與監(jiān)測控制系統(tǒng)需求為主要工作目標，完善配網(wǎng)模型管理、配網(wǎng)工作監(jiān)督、饋線自動化、調(diào)度自動化等功能。與95598系統(tǒng)、電力營銷系統(tǒng)實現(xiàn)無縫信息傳遞，進而拓展配電網(wǎng)智能化工作、分布式電源等功能，最終改造為能夠?qū)崿F(xiàn)調(diào)整、控制、操作一體化的綜合型多功能配電管理平臺。硬件設備方面需要根據(jù)配電自動化主站功能需求選擇國際通用的設備，并且滿足與其他設備的通用交換以及拓展設備性能的需求。對主站改造過程中需要對主站系統(tǒng)的軟件、硬件進行保留處理，將其作為改造完成后主站系統(tǒng)配變監(jiān)測工作應用，提升軟件、硬件設備的使用率，降低改造資金投入，提升改造經(jīng)濟效益。

2.3  通信系統(tǒng)建設改造

配電自動化改造中通信系統(tǒng)建設改造是其中的關鍵步驟之一，改造質(zhì)量的高低將會直接影響到配電自動化系統(tǒng)質(zhì)量。用戶、供電設備、自動化系統(tǒng)之間均是通過通信系統(tǒng)來進行信息交換處理，承擔著信息數(shù)據(jù)處理、發(fā)送返回等功能。通信系統(tǒng)建設改造要滿足可靠性要求。設備設施要選擇高可靠性裝置，如主控板、電源為冗余配置，用于電力系統(tǒng)自動回復，主備用部門需要使用實時熱備份技術，以保證系統(tǒng)修復中能夠始終保持供電不中斷。在通信網(wǎng)絡產(chǎn)品選擇時要選擇已經(jīng)廣泛成熟使用的通信網(wǎng)絡系統(tǒng)，同時設計合理的網(wǎng)絡結構，制定科學高效的網(wǎng)絡備份策略，以保證供電通信網(wǎng)絡在故障時可以始終進行正常運行。通信方案建設方面可以選擇光光纖、無線公網(wǎng)等多種通信方式結合的配電通信網(wǎng)絡，通過建設配電一體化通信平臺來實現(xiàn)不同通信方式的統(tǒng)一接入、統(tǒng)一監(jiān)測管理。配電通信平臺可以兼容多種通信方式的統(tǒng)一工作與統(tǒng)一管理，統(tǒng)一接入多種通信方式，同時該平臺也可以供其他配電系統(tǒng)使用，避免改革配網(wǎng)業(yè)務系統(tǒng)獨立工作，有助于配電通信系統(tǒng)工作效率的提升。

3  智能電網(wǎng)的配電自動化改造效益

配電自動化在智能電網(wǎng)中的應用能夠小提升智能電網(wǎng)運行的經(jīng)濟技術指標，獲得理想的經(jīng)濟效益、管理效益以及社會效益。第一，經(jīng)濟效益。通過智能電網(wǎng)的配電自動化改造在全面提升配網(wǎng)供電能力的基礎上有效強化了供電的可靠性與穩(wěn)定性，并且提高了供電電能的質(zhì)量。穩(wěn)定售電不僅僅可以為供電企業(yè)帶來長期穩(wěn)定的受益，同時也能夠提升供電企業(yè)的生產(chǎn)運營效率。伴隨著智能電網(wǎng)配電自動化的實施，配電網(wǎng)系統(tǒng)故障時間顯著縮短，平均倒閘操作時間已經(jīng)縮短至3min以內(nèi)。智能電網(wǎng)配電自動化后能夠提升一次設備的利用效率，降低設備的閑置率，一次設備的使用環(huán)境與運用狀態(tài)可以得到改善，從而減少一次設備的投資規(guī)模。同時，智能電網(wǎng)的配電自動化能夠提升供電能力，發(fā)揮當前供電設備的潛能，提升供電企業(yè)的經(jīng)濟效益。第二，管理效益。智能電網(wǎng)配電自動化提升了配電工作效率，高效共享配電數(shù)據(jù)，降低了供電企業(yè)進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計、圖紙管理的工作量。配電開關可以實現(xiàn)自動或遙控操作，減少配電現(xiàn)場操作工作人員。在配電自動化的過程中由于使用了兩側負荷轉供以及開關柜帶電作業(yè)，能夠使得配電自動化改造中始終保持供電，強化了配電的可靠性與穩(wěn)定性。標準的跨系統(tǒng)信息傳輸可以實現(xiàn)95598、故障搶修、用戶服務等功能的一體化，讓供電企業(yè)的調(diào)度處理人員能夠更加高效的處理電網(wǎng)故障，縮短電網(wǎng)事故匯報與指令傳達的環(huán)節(jié)，顯著減少了供電事故處理時間，強化了配電網(wǎng)的管理實效性。第三，社會效益。智能電網(wǎng)的配電自動化改造帶來了顯著的社會效應，提升了供電可靠性、安全性，優(yōu)化了供電服務水平，實現(xiàn)了供電節(jié)能減耗。在配合智能電網(wǎng)配電自動化改造的過程中，對配電網(wǎng)一次設備、網(wǎng)架的改造能夠顯著提升供電的安全性，滿足社會生產(chǎn)生活日益提升的用電需求。通過完成饋線自動化能夠縮短故障處理時間，提升供電的可靠性。生產(chǎn)生活停電時間的縮短、供電的可靠性、電壓質(zhì)量的優(yōu)化能夠有效提升社會群眾對供電企業(yè)的服務滿意率，有助于國家電網(wǎng)“四個服務”宗旨的實現(xiàn)。

4  結語

智能電網(wǎng)配電自動化改造正處于發(fā)展成熟階段，智能電網(wǎng)配電自動化改造不僅僅是社會生產(chǎn)生活對電力系統(tǒng)的要求，也是電力事業(yè)進步發(fā)展的象征。智能電網(wǎng)配電自動化改革不僅僅能給為供電企業(yè)帶來經(jīng)濟效益，還能夠有效提升供電質(zhì)量與可靠性，提升供電企業(yè)社會形象與供電技術，為我國智能電網(wǎng)自動化發(fā)展奠定了堅實的基礎。

本文來源：《企業(yè)科技與發(fā)展》：http://m.k2057.cn/w/qk/21223.html