城市配電自動(dòng)化工程關(guān)鍵技術(shù)方案分析

王　超（國(guó)網(wǎng)安徽省電力公司濉溪縣供電公司，安徽 濉溪縣 235100）

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城市配電自動(dòng)化工程關(guān)鍵技術(shù)方案分析

王超（國(guó)網(wǎng)安徽省電力公司濉溪縣供電公司，安徽 濉溪縣 235100）

近年來(lái)，我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)飛快發(fā)展，人們?nèi)粘９ぷ骷吧钸^(guò)程中，對(duì)電能可靠性的要求越來(lái)越高，在這種情況下，我國(guó)加大了配電網(wǎng)的建設(shè)力度，這一過(guò)程中，配電自動(dòng)化工程關(guān)鍵技術(shù)的重要功能凸現(xiàn)出來(lái)。城市配電網(wǎng)是城市配電自動(dòng)化提供服務(wù)的對(duì)象，在對(duì)通信技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行有效應(yīng)用的背景下，減少了城市配電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中的故障率，當(dāng)故障產(chǎn)生時(shí)，也能夠第一時(shí)間得以解決，極大的提升了城市配電網(wǎng)運(yùn)行可靠性。

城市配電；自動(dòng)化工程；關(guān)鍵技術(shù)；方案

前言

現(xiàn)階段，電力企業(yè)運(yùn)行過(guò)程中，需要面對(duì)極大的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)壓力。在這種情況下，電力企業(yè)要想提升自身核心競(jìng)爭(zhēng)力，必須提升自身的配電調(diào)控能力，從而實(shí)時(shí)監(jiān)控配電網(wǎng)的運(yùn)行狀況，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離操作和協(xié)調(diào)設(shè)備的目標(biāo)，配電自動(dòng)化工程關(guān)鍵技術(shù)就是在這種情況下產(chǎn)生并得到有效應(yīng)用，其極大的提升了城市電能的可靠性，因此具有極大的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。鑒于此，本文從配電自動(dòng)化總體方案入手，對(duì)城市配電自動(dòng)化工程關(guān)鍵技術(shù)方案展開(kāi)了詳細(xì)探討，希望為我國(guó)電力企業(yè)的發(fā)展起到促進(jìn)作用。

1　配電自動(dòng)化總體方案

現(xiàn)階段，在積極構(gòu)建配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的過(guò)程中，必須建立在城市配電網(wǎng)原有系統(tǒng)的基礎(chǔ)之上，在充分利用各項(xiàng)資源的同時(shí)，為城市未來(lái)的配電網(wǎng)發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。在這種情況下，本文在進(jìn)行配電自動(dòng)化總體方案構(gòu)建的過(guò)程中，以分層模式為主，包含配電網(wǎng)自動(dòng)化管理層、中間層和基礎(chǔ)層，三者之間的連接主要是應(yīng)用通信技術(shù)。

1.1配電網(wǎng)自動(dòng)化管理層

該層也可以稱之為主站層，作為中樞系統(tǒng)存在于配電自動(dòng)化系統(tǒng)內(nèi)部，在整體系統(tǒng)當(dāng)中位于最高層位置，其可以實(shí)現(xiàn)綜合利用運(yùn)行監(jiān)控、饋線自動(dòng)化和配電管理等功能的目的，從而促使管理統(tǒng)一性和控制整體性在城市配電網(wǎng)當(dāng)中得以體現(xiàn)，提升配電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中的效率以及穩(wěn)定性［1］。集中控制和分區(qū)應(yīng)用是該管理層運(yùn)行過(guò)程中的主要模式，城市供電企業(yè)的調(diào)控中心是安裝主站系統(tǒng)的關(guān)鍵位置，在對(duì)配電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的信息進(jìn)行實(shí)時(shí)獲取的過(guò)程中，可以對(duì)通信通道進(jìn)行利用。

1.2配電網(wǎng)自動(dòng)化中間層

該層也可以稱之為子站層，作為一個(gè)重要媒介存在于配電終端設(shè)備和配電主站之間，運(yùn)行過(guò)程中，可以對(duì)管轄區(qū)域配網(wǎng)運(yùn)行產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和整理，同時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)操作命令等，更重要的是能夠有效的監(jiān)控該區(qū)域配電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)，發(fā)揮管理功能。中間層運(yùn)行中應(yīng)用的主要模式為網(wǎng)絡(luò)分布式子站模式，其中數(shù)據(jù)處理以及監(jiān)控兩個(gè)單元是主要的組成部分。

1.3配電網(wǎng)自動(dòng)化基礎(chǔ)層

該層也被稱之為終端層，作為最底層存在于配網(wǎng)自動(dòng)化體系當(dāng)中，在對(duì)存在于現(xiàn)場(chǎng)的一次設(shè)備進(jìn)行信息采集功能的過(guò)程中，需要對(duì)整個(gè)城市配電網(wǎng)不同位置的終端設(shè)備進(jìn)行應(yīng)用，數(shù)據(jù)采集之后還需要將其上傳。在接收到上層系統(tǒng)發(fā)出的各種指令以后，根據(jù)指令內(nèi)容，采取可靠的動(dòng)作對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行管理和操作。由此可見(jiàn)，基礎(chǔ)層成為城市配電自動(dòng)化系統(tǒng)功能得以實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。不同種類的終端設(shè)備是構(gòu)成配電自動(dòng)化基礎(chǔ)層的關(guān)鍵，如FTU饋電線監(jiān)控終端、DTU供配電監(jiān)控終端和TTU變壓器監(jiān)測(cè)終端等。

2　城市配電自動(dòng)化工程關(guān)鍵技術(shù)方案

2.1網(wǎng)架設(shè)備改造關(guān)鍵技術(shù)方案

配電線路在電網(wǎng)運(yùn)行的方法背景下，必須堅(jiān)持N-1原則，應(yīng)保證線路中的負(fù)荷能夠盡量實(shí)現(xiàn)均勻的分布，同時(shí)促使最優(yōu)的合個(gè)數(shù)可以在線路當(dāng)中的聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)及分段開(kāi)關(guān)位置上得以實(shí)現(xiàn)。在對(duì)地區(qū)電網(wǎng)實(shí)際狀況進(jìn)行充分了解的基礎(chǔ)上，在改造網(wǎng)架線路的過(guò)程中應(yīng)從以下環(huán)節(jié)入手：

（1）拉手改造過(guò)程中對(duì)單輻射線路進(jìn)行應(yīng)用。在N-1原則基礎(chǔ)上對(duì)原網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行改造，促使聯(lián)絡(luò)在各節(jié)點(diǎn)之間得以增強(qiáng)，并保證可靠性提升，促使負(fù)荷轉(zhuǎn)移可以在發(fā)生故障的過(guò)程中得以實(shí)現(xiàn)。通常情況下，如果是在電纜線路的基礎(chǔ)上，應(yīng)應(yīng)用單環(huán)網(wǎng)取代單輻射，同時(shí)應(yīng)用多聯(lián)絡(luò)線路或者單聯(lián)絡(luò)線路取代架空線路。

（2）優(yōu)化線路網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。在對(duì)網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜線路進(jìn)行改造的過(guò)程中，應(yīng)對(duì)分段點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)改造進(jìn)行改造，構(gòu)建簡(jiǎn)潔的線路結(jié)構(gòu)；對(duì)供電線路進(jìn)行改變，促使合理性在負(fù)荷分布中得以實(shí)現(xiàn)，對(duì)聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)和分段開(kāi)關(guān)的位置進(jìn)行減少、改變或增加處理，在對(duì)線路中的損耗進(jìn)行消除的過(guò)程中，提升供電可靠性［2］。

同時(shí)，在對(duì)聯(lián)絡(luò)線路進(jìn)行選擇的過(guò)程中，應(yīng)對(duì)多個(gè)變電站的出現(xiàn)進(jìn)行選擇應(yīng)用，如果條件不允許，此時(shí)應(yīng)對(duì)不同的母線出線在同一變電站中的體現(xiàn)進(jìn)行應(yīng)用。要想促使配電自動(dòng)化功能得以實(shí)現(xiàn)，應(yīng)將PT、CT和配電終端安裝于終端空間在一次設(shè)備中的體現(xiàn)或?qū)ｉT的輔助安裝箱體內(nèi)部。

圖1　線路改造后接線圖

例如，根據(jù)以上設(shè)計(jì)方案，本文以某地電網(wǎng)10kV線路為例制定了如下改造方案：①電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)不存在于該地區(qū)變電站內(nèi)部一中線01分接箱當(dāng)中，開(kāi)關(guān)也不存在于出線當(dāng)中，可以對(duì)通用型環(huán)網(wǎng)柜2K4G進(jìn)行應(yīng)用，同時(shí)增加1臺(tái)分段開(kāi)關(guān)和1臺(tái)聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)；②電動(dòng)機(jī)構(gòu)、電源存在于該變電站中的師院線中的1#、2#、3#、4#環(huán)網(wǎng)柜當(dāng)中，沒(méi)有安裝空間，在對(duì)配電終端和CT進(jìn)行安裝的過(guò)程中，配電自動(dòng)化功能可以在外箱體中實(shí)現(xiàn)。通過(guò)實(shí)際應(yīng)用發(fā)現(xiàn)，網(wǎng)架設(shè)備改造關(guān)鍵技術(shù)方案呈現(xiàn)出來(lái)重要的應(yīng)用價(jià)值。

2.2主站系統(tǒng)建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)方案

監(jiān)控中心和管理中心系統(tǒng)在配電網(wǎng)當(dāng)中的設(shè)計(jì)，必須嚴(yán)格按照國(guó)家規(guī)定展開(kāi)，而設(shè)計(jì)中的核心目標(biāo)就是提升系統(tǒng)的可靠性、可擴(kuò)展性以及實(shí)用性。在確定調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的過(guò)程中，應(yīng)以電網(wǎng)運(yùn)行狀況為基礎(chǔ)，在對(duì)一體化調(diào)度自動(dòng)化和配電自動(dòng)化進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，必須嚴(yán)格按照先后順序和自動(dòng)化管理需求來(lái)開(kāi)展。

對(duì)配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)展開(kāi)評(píng)價(jià)中，應(yīng)將其數(shù)據(jù)采集功能作為重點(diǎn)，同時(shí)還應(yīng)當(dāng)分析各項(xiàng)應(yīng)用技術(shù)是否能夠在系統(tǒng)中發(fā)揮出應(yīng)具備的功能，只有這樣才能夠保證該系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，能夠提升電力企業(yè)生產(chǎn)和運(yùn)行效率。配電自動(dòng)化試點(diǎn)改造過(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)格遵守以下原則：

城市范圍中的自動(dòng)化設(shè)備，應(yīng)實(shí)現(xiàn)覆蓋范圍的擴(kuò)大，努力促使全覆蓋在當(dāng)期工程中得以實(shí)現(xiàn)；設(shè)計(jì)主站功能，必須在設(shè)計(jì)目標(biāo)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)和設(shè)備的升級(jí)和功能的完善；拓展必須接入終端系統(tǒng)的設(shè)備，明確規(guī)定接入想要實(shí)現(xiàn)的功能以及接入方式。

2.3通信系統(tǒng)建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)方案

近年來(lái)，無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù) ZigBee技術(shù)的制定是由IEEE802.15.4小組來(lái)完成的，現(xiàn)階段該技術(shù)的優(yōu)勢(shì)逐漸凸現(xiàn)出來(lái)，應(yīng)用于信息傳輸當(dāng)中時(shí)，如果距離較短，而要求的傳輸速率較低時(shí)，Zig Bee技術(shù)非常適用。

網(wǎng)絡(luò)數(shù)傳模塊是Zig Bee技術(shù)的組成成分，1.5～2.5km的距離存在于不同模塊之間，能夠?qū)崿F(xiàn)有效的通信［3］。多個(gè)受控設(shè)備和傳感器在應(yīng)用過(guò)程中可以連接在同一個(gè)模塊當(dāng)中，而在同其他設(shè)備進(jìn)行連接的過(guò)程中，8種不同方式存在于每一個(gè)終端當(dāng)中。不同的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)可以實(shí)現(xiàn)同任何一個(gè)模塊的連接，從而促使不同通信網(wǎng)絡(luò)同Zig Bee網(wǎng)絡(luò)之間實(shí)現(xiàn)信息的有效交換。

在對(duì)Zig Bee技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用的過(guò)程中，無(wú)線信號(hào)可以將有銅線的站點(diǎn)和變電站作為出發(fā)點(diǎn)，并傳遞至開(kāi)閉所、箱式變電站以及環(huán)網(wǎng)柜，這些特殊變電站在應(yīng)用過(guò)程中，要想實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)，可以對(duì)MESH進(jìn)行應(yīng)用，不同方向的無(wú)線鏈路在設(shè)備中可以向變電站中心進(jìn)行匯集，從而促使信號(hào)匯總得以實(shí)現(xiàn)（如圖2）。

圖2　ZigBee組網(wǎng)示意圖

一體化集成調(diào)控的重要技術(shù)還包含信息交換總線，該技術(shù)應(yīng)用中能夠保證不同信息交換在系統(tǒng)中得以實(shí)現(xiàn)，在完整信息構(gòu)建的基礎(chǔ)上能夠?yàn)檎{(diào)控奠定良好的基礎(chǔ)。信息交換總線在應(yīng)用過(guò)程中還可以促使信息交換在系統(tǒng)間得以實(shí)現(xiàn)，其中包含配電自動(dòng)化系統(tǒng)、PMS生產(chǎn)管理、營(yíng)銷管理和EMS調(diào)度自動(dòng)化等。

3　結(jié)論

綜上所述，近年來(lái)，在社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷進(jìn)步的背景下，我國(guó)意識(shí)到積極提升電能可靠性的重要性，配電自動(dòng)化工程關(guān)鍵技術(shù)就是在這種情況下得到廣泛應(yīng)用的。在配電自動(dòng)化系統(tǒng)下，計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息通信技術(shù)等得以高度的集成，電力企業(yè)運(yùn)行過(guò)程中，可以實(shí)時(shí)監(jiān)控、協(xié)調(diào)配電網(wǎng)的運(yùn)行。其所創(chuàng)造的社會(huì)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值是不容忽視的，鑒于此，本文積極加強(qiáng)了城市配電自動(dòng)化工程關(guān)鍵技術(shù)方案分析，希望對(duì)建設(shè)智能電網(wǎng)奠定一定理論基礎(chǔ)。

［1］王 毅，何毅思，王海燕，劉 剛，郭寅昌.從國(guó)內(nèi)外建設(shè)經(jīng)驗(yàn)探討廣州配電自動(dòng)化建設(shè)模式［J］.廣東電力，2014，01：1～7.

［2］肖 峻，李振生，張躍.基于最大供電能力的智能配電網(wǎng)規(guī)劃與運(yùn)行新思路［J］.電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2015，13：8～14+31.

［3］韋俊韜.探討如何選擇縣域配電網(wǎng)配電自動(dòng)化系統(tǒng)的通信方案［J］.通訊世界，2015，23：168～169.

2016-5-16

TM76

A

2095-2066（2016）16-0055-02