河北廊坊供電公司 劉立英 肖云峰

電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動(dòng)化的應(yīng)用

河北廊坊供電公司 劉立英 肖云峰

近年來，隨著電力事業(yè)的發(fā)展，各種新電器的廣泛應(yīng)用，給人們的生產(chǎn)生活帶來了很大的便利，同時(shí)也使人們對(duì)電的依賴日益加深。由于我國(guó)電力建設(shè)長(zhǎng)期以來側(cè)重電源和大電網(wǎng)建設(shè)，電力系統(tǒng)在配電網(wǎng)絡(luò)方面還較為滯后，使配電網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展受到嚴(yán)重的影響，造成了配電網(wǎng)用電質(zhì)量及供電可靠性方面較難滿足用戶要求。因此，加快配電網(wǎng)自動(dòng)化的建設(shè)與應(yīng)用，是提高配電網(wǎng)供電可靠性的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

一、電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動(dòng)化背景

我國(guó)配電網(wǎng)自動(dòng)化是電力市場(chǎng)發(fā)展和經(jīng)濟(jì)建設(shè)的必然結(jié)果。長(zhǎng)期以來，配電網(wǎng)的建設(shè)未得到應(yīng)有的重視，建設(shè)資金短缺，結(jié)構(gòu)薄弱，設(shè)備技術(shù)性能落后，供配電能力低，事故頻繁發(fā)生，嚴(yán)重影響了人民生活和經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展。隨著電力的發(fā)展和電力市場(chǎng)的建立，配電網(wǎng)的薄弱環(huán)節(jié)顯得越發(fā)突出，與電網(wǎng)建設(shè)形成了不協(xié)調(diào)的局面。

二、電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動(dòng)化的應(yīng)用

配電網(wǎng)自動(dòng)化作為電力應(yīng)用技術(shù)的新型技術(shù)，主要涉及中低級(jí)電網(wǎng)，作用對(duì)象是電力經(jīng)營(yíng)企業(yè)和用電企業(yè)。目前配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)不僅是具有配電線路及其所相應(yīng)的設(shè)備，還有通信、計(jì)算機(jī)綜合應(yīng)用、電力監(jiān)控、節(jié)能、電網(wǎng)規(guī)劃等，具體可歸納為以下幾方面。

1. 可靠安全的供電網(wǎng)絡(luò)。它包括電源點(diǎn)，應(yīng)保證電力輸送線路的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、開關(guān)變壓器等設(shè)施的可靠性。

2. 對(duì)故障的自動(dòng)判斷和隔離。在人工或自動(dòng)條件下恢復(fù)非故障線路的供電，對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行自我隔離和診斷。

3. 判斷系統(tǒng)的運(yùn)行狀況并進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。采用分布式的SCADA對(duì)配電網(wǎng)所需的信息進(jìn)行技術(shù)處理，對(duì)配電網(wǎng)的各種信息上傳下發(fā)，及時(shí)反映配電網(wǎng)的運(yùn)行狀況和事故的分析處理能力。

4. 用電管理包括用戶對(duì)電能的管理要求，用戶對(duì)電能的意見及要求能夠反映到配電管理中心，由配電管理中心作出反應(yīng)和處理。對(duì)電能進(jìn)行調(diào)整，對(duì)用電負(fù)荷進(jìn)行控制和經(jīng)濟(jì)調(diào)度。

三、配電網(wǎng)自動(dòng)化模式方案

1. 自動(dòng)重合器方案。此方案是將2個(gè)電源連接的環(huán)網(wǎng)分成有限段數(shù)，每段線路由相鄰的兩側(cè)重合器作保護(hù)。故障時(shí)，由上一級(jí)重合器開斷故障，盡可能避免由變電站斷路器進(jìn)行分合。當(dāng)任一段故障時(shí)，應(yīng)使故障段兩端重合器分?jǐn)?，?duì)故障進(jìn)行隔離，線路分支線故障由重合器與分?jǐn)嗥鲃?dòng)作次數(shù)相配合來切除。

2. 自動(dòng)重合分段器方案。每段事故由自動(dòng)重合分段器根據(jù)關(guān)合故障時(shí)間來判斷。此方案在時(shí)間設(shè)置上，應(yīng)保證變電站內(nèi)斷路器跳開后，線路斷路器再延時(shí)斷開。然后站內(nèi)斷路器進(jìn)行重合，保證從電源側(cè)向負(fù)荷側(cè)送電。當(dāng)再次合上故障點(diǎn)時(shí)，站內(nèi)斷路器再次跳開，同時(shí)故障點(diǎn)兩側(cè)線路斷路器將故障段鎖定斷開，確保再次送電成功。

3. 變電站主斷路器與饋線斷路器配合方案。由變電站出線保護(hù)開關(guān)和饋線開關(guān)相配合，并由兩個(gè)電源形成環(huán)網(wǎng)供電方案。即優(yōu)化配網(wǎng)結(jié)構(gòu)，推行配電網(wǎng)“手拉手”，變電站出線保護(hù)開關(guān)具有多次重合功能，重合命令由微機(jī)控制，線路開關(guān)、通信開關(guān)具有自動(dòng)操作和遙控操作功能，通信及遠(yuǎn)動(dòng)裝置、事故信息、監(jiān)控系統(tǒng)由微機(jī)一次完成。設(shè)備與線路故障由主站系統(tǒng)判斷，確認(rèn)故障范圍后，發(fā)令使故障段開關(guān)斷開。

4. 饋線自動(dòng)化模式。就地控制模式是利用重合器加分?jǐn)嗥鞯姆绞綄?shí)現(xiàn)；計(jì)算機(jī)集中監(jiān)控模式設(shè)立控制中心，饋線上各個(gè)自動(dòng)終端采集的信息通過一定的通信通道傳回主站。在有故障的情況下，由主站根據(jù)采集的故障信息進(jìn)行分析判斷，切除故障段并實(shí)施恢復(fù)供電的方案，即就地與遠(yuǎn)方監(jiān)控混合，模式是采用斷路器和智能型負(fù)荷開關(guān)，并且各自動(dòng)化開關(guān)具有遠(yuǎn)方通信能力。此方案可及時(shí)準(zhǔn)確地切除故障，恢復(fù)非故障段供電，還可接受遠(yuǎn)方監(jiān)控，配電網(wǎng)可以積極參與網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化調(diào)整和非正常方式下的集中控制。

四、發(fā)展配電網(wǎng)自動(dòng)化應(yīng)注意的問題

1. 分析地區(qū)配電網(wǎng)的實(shí)際應(yīng)用情況，找出本地區(qū)配電網(wǎng)存在的技術(shù)方案問題，實(shí)事求是，立足國(guó)情和網(wǎng)情。當(dāng)前我國(guó)配電網(wǎng)處于高速發(fā)展的時(shí)期，但又處于方案的探索時(shí)期，所以在吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備的基礎(chǔ)上，應(yīng)廣泛開展中國(guó)配電網(wǎng)改造和自動(dòng)化的研究。

2. 配網(wǎng)自動(dòng)化方案是自動(dòng)化的核心，在引進(jìn)國(guó)外技術(shù)的同時(shí)結(jié)合國(guó)內(nèi)配電網(wǎng)的實(shí)際情況進(jìn)行分析。國(guó)外與國(guó)內(nèi)的配電網(wǎng)在很大程度上不相同，應(yīng)吸取其精華，選擇適合我們的國(guó)情、地情、網(wǎng)情的技術(shù)方案。

3. 配電網(wǎng)自動(dòng)化是一項(xiàng)綜合性工程，涉及的專業(yè)多，規(guī)劃性強(qiáng)，應(yīng)根據(jù)電網(wǎng)、城市電網(wǎng)的規(guī)劃進(jìn)行，避免盲目性發(fā)展。遠(yuǎn)方通信是自動(dòng)化的關(guān)鍵技術(shù)，RTU要適合配電網(wǎng)使用分布（散）式、單點(diǎn)的特點(diǎn)；通信方式應(yīng)選擇合理，選用通信功能強(qiáng)、誤碼率小、速度快、符合遠(yuǎn)方實(shí)時(shí)監(jiān)控功能的。

4. 配電設(shè)備的使用面廣，量大，運(yùn)行環(huán)境較為嚴(yán)酷，設(shè)備選擇應(yīng)符合當(dāng)前配電網(wǎng)要求，具有高度可靠性和優(yōu)越的技術(shù)性能。應(yīng)以真空斷路器為主，要免維護(hù)周期長(zhǎng)，二次保護(hù)控制設(shè)備具有可靠性、抗干擾能力，適合戶外高溫和低溫等較為嚴(yán)酷的運(yùn)行環(huán)境；應(yīng)具有遠(yuǎn)方通信的接口，自動(dòng)化程度高，一次開關(guān)設(shè)備與二次保護(hù)裝置能良好地配合，具有實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)自動(dòng)隔離故障，恢復(fù)正常供電的能力。

5.配電網(wǎng)的工程設(shè)施應(yīng)有計(jì)劃地分期、分批實(shí)施。應(yīng)確定配電網(wǎng)絡(luò)的基本條件，導(dǎo)線截面、輸送容量、線路走向及用戶的基本條件。先采用具有自動(dòng)化功能的一次開關(guān)設(shè)備和二次保護(hù)監(jiān)控設(shè)備完成自動(dòng)送電，具備故障自動(dòng)分閘和隔離故障功能，做到隔離和區(qū)分故障點(diǎn)。在條件具備時(shí)再投入通信和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，可以少走彎路。

6. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件的開發(fā)，要選擇具有開放、兼容的操作平臺(tái)，對(duì)各種標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)具有連接功能，地理信息應(yīng)實(shí)時(shí)地反映配電系統(tǒng)的潮流及負(fù)荷情況，對(duì)事故記錄及信息反饋，可實(shí)現(xiàn)負(fù)荷控制、遠(yuǎn)方抄表、設(shè)備數(shù)據(jù)庫(kù)統(tǒng)計(jì)及規(guī)劃、無功優(yōu)化的理論計(jì)算等。計(jì)算機(jī)軟件功能是配電系統(tǒng)自動(dòng)化的核心技術(shù)，應(yīng)充分進(jìn)行比較，選擇好的軟件。

五、結(jié)論

總之，配電網(wǎng)自動(dòng)化是一個(gè)系統(tǒng)性的工程，其本質(zhì)是信息化、自動(dòng)化、智能化。配電網(wǎng)自動(dòng)化需要全局統(tǒng)籌，統(tǒng)一規(guī)劃，逐步實(shí)施，確保實(shí)用。隨著全國(guó)配電網(wǎng)自動(dòng)化的實(shí)施及其管理會(huì)日益標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化，定會(huì)取得更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。