城市配網(wǎng)自動(dòng)化及其配網(wǎng)規(guī)劃的應(yīng)用分析

程吉超

摘 要：配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)在城市建設(shè)中的應(yīng)用是隨著城市化進(jìn)程的加快，對(duì)電能的需求量越來越大，目前，城市配網(wǎng)自動(dòng)化已逐漸成為人們生活中不可或缺的一部分。為此，我國(guó)有關(guān)部門和企業(yè)應(yīng)不斷完善配網(wǎng)管理體系，運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)對(duì)配網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，使城市配網(wǎng)自動(dòng)化目標(biāo)真正實(shí)現(xiàn)。本文著重介紹了城市配電系統(tǒng)的自動(dòng)化和布網(wǎng)規(guī)劃在實(shí)踐中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：城市配網(wǎng);自動(dòng)化;配網(wǎng)規(guī)劃

引言：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的迅速發(fā)展，電力工業(yè)的供電質(zhì)量也越來越受到社會(huì)的關(guān)注。從目前的電力工業(yè)發(fā)展?fàn)顩r來看，盡管目前我國(guó)的電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)已得到了很好的運(yùn)用，但其發(fā)展水平和建設(shè)水平仍有很大的差距，從而影響了電網(wǎng)的運(yùn)行。為改善供電質(zhì)量和運(yùn)行的效率，各地紛紛采用了離線的自動(dòng)化控制系統(tǒng)，對(duì)電網(wǎng)的各個(gè)方面進(jìn)行實(shí)時(shí)地采集，包括地理、離線、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)等數(shù)據(jù)的采集。通過對(duì)電力系統(tǒng)的管理，既可以節(jié)省大量的人力和財(cái)力，又可以減少電力系統(tǒng)的故障，從而使配電自動(dòng)化在電力系統(tǒng)中占有舉足輕重的地位。

1.城市配網(wǎng)自動(dòng)化概述

城市配網(wǎng)自動(dòng)化就是將自動(dòng)控制技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用到城市配電網(wǎng)絡(luò)中，以改善配網(wǎng)的性能，對(duì)配網(wǎng)的運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理，以確保城市配網(wǎng)的安全。在我國(guó)城市配電網(wǎng)中，自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用主要有：提高電力系統(tǒng)的可靠性，目前我國(guó)城市的故障發(fā)生率最高，而配電自動(dòng)化技術(shù)則是其中之一，可以發(fā)現(xiàn)問題的具體部位和原因，并能在一定程度上解決問題。其次，提高了配電網(wǎng)絡(luò)的供電可靠性，利用配電自動(dòng)化技術(shù)，可以實(shí)時(shí)地獲取每一條線路的負(fù)載，為以后的工作人員進(jìn)行優(yōu)化提供參考。

2.城市配網(wǎng)自動(dòng)化現(xiàn)狀

2.1配電網(wǎng)絡(luò)和設(shè)施現(xiàn)狀

目前，我國(guó)大部分的配電網(wǎng)狀況都比較好，而我國(guó)的配電網(wǎng)都是以架空電纜和地下電纜為主，而農(nóng)村地區(qū)則以架空線路為主。隨著我國(guó)電力系統(tǒng)的逐步向地埋式輸電系統(tǒng)的轉(zhuǎn)變，我國(guó)各大中城市配電系統(tǒng)的線纜使用率不斷提高，配電網(wǎng)的相應(yīng)的環(huán)網(wǎng)率也在不斷提高，為今后的電力系統(tǒng)的自動(dòng)化奠定了良好的基礎(chǔ)。但由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，層次不清，聯(lián)絡(luò)混亂，多條電力線路的分割狀況不佳，相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)和相應(yīng)的負(fù)載也在快速增加，相應(yīng)的線路無法滿足各種不同的負(fù)荷增長(zhǎng)，配網(wǎng)的轉(zhuǎn)供能力也相對(duì)較弱。因此，這些年來，各大供電公司都在逐步調(diào)整和改造相關(guān)的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，一條備用線路的比例不斷增加。

2.2配電信息化系統(tǒng)構(gòu)建

配電 GIS是利用 GIS技術(shù)、配網(wǎng)規(guī)劃、生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)管理等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)配電管理的微機(jī)控制。配電網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，它會(huì)隨著地理信息和電力負(fù)載的變化而發(fā)生變化。GIS系統(tǒng)在生產(chǎn)和管理方面都有很大的作用，但是在應(yīng)用上卻存在著一些缺陷，這套系統(tǒng)是以外包的方式開發(fā)的，對(duì)電力公司的生產(chǎn)、運(yùn)營(yíng)、用戶服務(wù)等方面的知識(shí)缺乏深入的了解，使得整個(gè)系統(tǒng)的總體規(guī)劃和設(shè)計(jì)都不全面，而且也沒有太多的實(shí)用價(jià)值。由于集成的數(shù)據(jù)模式模式不能很好地處理， SCADA與配電管理信息管理系統(tǒng)的自動(dòng)化系統(tǒng)中的相關(guān)圖形模式無法進(jìn)行共享，造成操作和維護(hù)工作量大，限制了相關(guān)的應(yīng)用。

2.3配電自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

我國(guó)的電力系統(tǒng)采用的是四種電力系統(tǒng)，即主站、子站和終端三層，其中主站、子站和終端三層，主站和終端是兩層，自動(dòng)切換設(shè)備相互協(xié)作。其中，主站點(diǎn)的建設(shè)最為關(guān)鍵，而主站點(diǎn)的實(shí)現(xiàn)與否將直接關(guān)系到整個(gè)配電自動(dòng)化系統(tǒng)的可操作性。所有的變化都需要實(shí)時(shí)與配電自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行同步，其主站系統(tǒng)所提供的數(shù)據(jù)就是在配電網(wǎng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。如果配網(wǎng)的相關(guān)變化不能及時(shí)地向主站系統(tǒng)進(jìn)行更新，則主站的顯示與實(shí)際運(yùn)行方式不符，那么，整個(gè)配電系統(tǒng)就會(huì)變得不可靠，也就沒有任何實(shí)用價(jià)值。

2.4配電自動(dòng)化通信模式

配網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)需要合理、高效的通訊方式，把各主站的控制指令精確地傳遞給各遠(yuǎn)端的分配終端。配電自動(dòng)化系統(tǒng)的通信設(shè)備在工作條件苛刻、分布廣泛、數(shù)量眾多的條件下，需要綜合考慮其可靠性、實(shí)時(shí)性、安全性、擴(kuò)展性、管理性、設(shè)備自身的監(jiān)控能力、建設(shè)成本等諸多因素，并結(jié)合實(shí)際情況，選擇最適宜的通信方式，確保其配電自動(dòng)化的順利進(jìn)行。

3.城市配網(wǎng)自動(dòng)化及其配網(wǎng)規(guī)劃應(yīng)用

3.1供電方式與一次設(shè)備

由于我國(guó)地域遼闊，不同地區(qū)的企業(yè)發(fā)展?fàn)顩r也不同。由于受地理?xiàng)l件、發(fā)展?fàn)顩r等因素的制約，目前我國(guó)的城市電力系統(tǒng)仍以有線網(wǎng)絡(luò)為主。配電網(wǎng)絡(luò)的電源形式包括：線路開關(guān)設(shè)備、電源點(diǎn)和網(wǎng)架。由于網(wǎng)格和電源節(jié)點(diǎn)可以表現(xiàn)出不同的攻擊和防御模式，例如：?jiǎn)我浑娫摧椛涔╇?、網(wǎng)格供電、多電源環(huán)網(wǎng)供電、多電源互聯(lián)供電等。通過不同的選型，可以實(shí)現(xiàn)不同的電源匹配方案。

3.2遠(yuǎn)程終端系統(tǒng)

在配電自動(dòng)化系統(tǒng)中，通過 FTU和 TTU，實(shí)現(xiàn)了對(duì)線路開關(guān)和配電站的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)。在配網(wǎng)自動(dòng)化遠(yuǎn)程控制中，以線路供電與傳輸規(guī)范為核心，若要確保其設(shè)計(jì)內(nèi)容能符合室外環(huán)境要求，并能實(shí)現(xiàn)不間斷供電，則是一個(gè)值得思考的問題。

3.3主站系統(tǒng)

對(duì)主站系統(tǒng)進(jìn)行了分層、模塊化的設(shè)計(jì)。所謂分層，就是把相關(guān)的軟件分成兩類，即底層的平臺(tái)，而不需要改變?cè)械钠脚_(tái)，只需要對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的功能模塊即可。提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可擴(kuò)展性.模塊化，是指在已有的基礎(chǔ)上，盡量根據(jù)功能模塊化，增加、修改、適應(yīng)各種投資規(guī)模。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)需要在硬件設(shè)計(jì)上達(dá)到雙網(wǎng)平衡，并以備用方式互相支持，以改善帶寬和通信的可靠性。

3.4配電GIS

總體來說，配電網(wǎng) GIS是對(duì)傳統(tǒng)的配電系統(tǒng)運(yùn)行模式的一種改進(jìn)，它通過先進(jìn)的電腦設(shè)備，在電子地圖上進(jìn)行配網(wǎng)的實(shí)時(shí)調(diào)度，同時(shí)還可以對(duì)客戶的工作、決策、設(shè)備的管理等方面進(jìn)行操作。由于配電網(wǎng)的工作涉及的領(lǐng)域很廣，所以不同的部門經(jīng)理要承擔(dān)的職責(zé)也是不一樣的，而且對(duì)設(shè)備的需求也是不同的。因此，在配電網(wǎng) GIS建設(shè)中，應(yīng)充分認(rèn)識(shí)各崗位的職責(zé)和工作環(huán)境，并對(duì)其功能需求進(jìn)行分析，是推進(jìn)配電網(wǎng) GIS建設(shè)的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在全面考慮了各職能部門的功能需求后，再根據(jù)不同的客戶需要，選取有針對(duì)性的解決方案。

3.5通信系統(tǒng)

能夠準(zhǔn)確、快速地傳輸和接收信息，將直接影響到整個(gè)系統(tǒng)的工作效率。在配電網(wǎng)自動(dòng)化通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，應(yīng)充分考慮到主站與子站之間的通信、子站之間的通信、子站與現(xiàn)場(chǎng)單元的通信、主站與現(xiàn)場(chǎng)單元的通信、現(xiàn)場(chǎng)單元之間的通信。目前的配電自動(dòng)化試驗(yàn)項(xiàng)目，通信方式主要包括主、副站和主站之間的通信和主站之間的通信。通信是配電網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，也是電力系統(tǒng)的難點(diǎn)之一，它的通信方式也是五花八門，包括光纖、電纜、電力載波等。配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，覆蓋范圍廣，終端集成的信息內(nèi)容也各不相同，因此，要搞好網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，必須根據(jù)實(shí)際情況，根據(jù)電網(wǎng)的具體情況，確定最優(yōu)的通訊模式。在選擇通訊模式時(shí)，一定要考慮到本地的具體條件。同時(shí)，要合理利用電力資源，對(duì)老設(shè)備進(jìn)行改造和更新，采用混合通訊方式，以提高配電網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)化程度。

結(jié)束語(yǔ)

配網(wǎng)自動(dòng)化是保障配網(wǎng)運(yùn)行的重要保障，相關(guān)供電單位要根據(jù)配網(wǎng)發(fā)展的各類需求以及配網(wǎng)設(shè)施、配網(wǎng)的運(yùn)作方式、通信技術(shù)等高新科技合理地規(guī)劃配網(wǎng)的自動(dòng)化水平提升，更是要經(jīng)過電網(wǎng)對(duì)配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)展開實(shí)時(shí)監(jiān)控，供電企業(yè)應(yīng)該依據(jù)配網(wǎng)發(fā)展的各類需求以及配網(wǎng)設(shè)施、配網(wǎng)的運(yùn)作方式、通信技術(shù)等高新科技合理地規(guī)劃配網(wǎng)自動(dòng)化體系，并選取效率較高以及功能強(qiáng)、功耗低的相關(guān)配網(wǎng)設(shè)施，以便于有效地實(shí)現(xiàn)城市的配網(wǎng)自動(dòng)化應(yīng)用，進(jìn)而合理地提升電力系統(tǒng)供電的穩(wěn)定性以及可靠性，促進(jìn)供電企業(yè)的持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]李成飛. 城市配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)與建設(shè)改造[J]. 通信電源技術(shù)， 2019， 036（001）：84-85.

[2]龍騰云.于琦， 崔珂. 城市配電網(wǎng)規(guī)劃及相關(guān)問題研究[J]. 數(shù)字化用戶， 2018， 024（026）：53.

[3]李瑜. 城市配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)與建設(shè)改造分析[J]. 新型工業(yè)化， 2019， 009（002）：35-37，51.