論配電網(wǎng)自動(dòng)化對(duì)供電可靠性的影響

吳 寧

（國網(wǎng)江蘇省電力有限公司 鎮(zhèn)江供電分公司，江蘇 鎮(zhèn)江 212000）

0 引 言

通過使用配電網(wǎng)自動(dòng)化可以創(chuàng)新供電模式，幫助了解實(shí)際發(fā)生故障的位置，從而采取合理有效的措施來解決，確保其他區(qū)域正常供電的前提下，盡可能快速恢復(fù)故障區(qū)域的供電，以此來提升用電的可靠性。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平越來越高，電力供應(yīng)體系也應(yīng)有相應(yīng)的優(yōu)化和創(chuàng)新。如果依舊采用傳統(tǒng)的供電模式，是無法滿足日益增長的用戶需求，這樣就會(huì)直接阻礙配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)。因此，加強(qiáng)配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)對(duì)保障供電的可靠性具有重要意義。

1 配電網(wǎng)自動(dòng)化對(duì)于供電可靠性的意義

如果因?yàn)楣收蠈?dǎo)致停電，不能準(zhǔn)確定位故障并找到發(fā)生故障的原因，這時(shí)就需要利用停電處理的方式來排除故障，但是這樣會(huì)影響配電網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行，進(jìn)而造成危害。在配電網(wǎng)系統(tǒng)的自動(dòng)化運(yùn)行過程中，可以利用遙測功能和遙信功能采集故障電流信號(hào)，之后直接將故障信號(hào)傳遞給系統(tǒng)后臺(tái)對(duì)應(yīng)的自動(dòng)化主站。主站基于邏輯判斷展開故障信號(hào)分析處理，明確故障影響范圍，幫助維護(hù)人員快速展開檢修工作并消除故障，保障系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性，提高電能供電質(zhì)量[1,2]。

系統(tǒng)一旦在運(yùn)行時(shí)發(fā)生故障，就需要做好故障隔離工作。對(duì)于配電網(wǎng)的控制，最有效的方法之一是遠(yuǎn)程控制。保證系統(tǒng)依舊處于運(yùn)行狀態(tài)，通過遠(yuǎn)程控制來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化開關(guān)的遙控，從而將故障單元隔離，這樣就可以避免大規(guī)模停電造成的影響。配電網(wǎng)自動(dòng)化控制能夠?qū)崿F(xiàn)故障處理效率的全面提升，并且生成故障報(bào)告，使故障定位更加準(zhǔn)確，借此大大縮短隔離故障時(shí)間，對(duì)所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合分析以后定位網(wǎng)架結(jié)構(gòu)中需要優(yōu)化的地方，找到根本原因，采取有效的方法和策略成功排除故障，確保配電網(wǎng)系統(tǒng)處于穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)[3]。通過遠(yuǎn)程測量的方式，也可以采集系統(tǒng)運(yùn)行過程中各種狀態(tài)信息，通過遠(yuǎn)程控制方式妥善解決問題。

無論是對(duì)于變電站的圍墻，還是對(duì)于用戶，在任何一個(gè)環(huán)節(jié)都可以進(jìn)行遠(yuǎn)程控制與實(shí)時(shí)監(jiān)測。配電網(wǎng)系統(tǒng)所采用的管理模式能夠根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行針對(duì)性的調(diào)整和改進(jìn)，以此來滿足管理效率的提升。另外，針對(duì)配電網(wǎng)的規(guī)劃和設(shè)計(jì)，通過分析挖掘運(yùn)行數(shù)據(jù)也可以將其作為重要參考依據(jù)。這一種方式相比傳統(tǒng)模式，利用遙控技術(shù)采集數(shù)據(jù)和信息，并且通過深入分析配電網(wǎng)實(shí)際的運(yùn)行數(shù)據(jù)，可以滿足提高配電網(wǎng)規(guī)劃方案可行性、有效性的要求，以此來保障供電可靠性，在縮短故障排查時(shí)間的同時(shí)保障正常的供電[4]。

2 合理構(gòu)建自動(dòng)化配電網(wǎng)提升供電可靠性的分析

為了更好的研究配電網(wǎng)自動(dòng)化對(duì)供電可靠性的影響，以某地區(qū)的實(shí)際自動(dòng)化建設(shè)情況進(jìn)行分析。由于該地區(qū)自動(dòng)化建設(shè)中存在在線率偏低、運(yùn)行維護(hù)分工不明確、設(shè)備故障率偏高以及遙控率過低等問題，因此需要合理構(gòu)建自動(dòng)化配網(wǎng)，以此來提高供電的可靠性。在具體實(shí)施環(huán)節(jié)，要做到配電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化，配套通信光纖建設(shè)，選擇先進(jìn)設(shè)備，注重配電網(wǎng)自動(dòng)化的運(yùn)行與維護(hù)，從而滿足配電網(wǎng)自動(dòng)化運(yùn)行要求，提升供電的可靠性。

2.1 優(yōu)化配電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

基于典型接線模式進(jìn)行合理自動(dòng)化改造，從而優(yōu)化網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，完善配電網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)。例如，針對(duì)110 kV的A站與220 kV的B站的實(shí)施，對(duì)產(chǎn)業(yè)園等重要的客戶提供供電服務(wù)，接線時(shí)主要引進(jìn)“兩供一備”方式，滿足N-1安全準(zhǔn)則和要求，提高設(shè)備利用率，線路的負(fù)債率能夠達(dá)到66.7%，最終滿足實(shí)際的轉(zhuǎn)供電需求，提供了穩(wěn)定的電力來保障區(qū)域性供電，為產(chǎn)業(yè)園等重要客戶提供可靠性較高的用電保障服務(wù)。具體的示意圖如圖1和圖2所示[5]。

圖1 雙電源供電方案聯(lián)絡(luò)電氣

圖2 雙電源供電方案聯(lián)絡(luò)電氣

2.2 配套通信光纖建設(shè)

配電自動(dòng)化系統(tǒng)的實(shí)際建設(shè)主要是結(jié)合兩層體系結(jié)構(gòu)，即自動(dòng)化的主站與終端的設(shè)備層，利用無線公網(wǎng)或光纖等實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信。根據(jù)分層應(yīng)用和集中采集模式，可以促進(jìn)自動(dòng)化主站的統(tǒng)一運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)系統(tǒng)維護(hù)，并不需要單獨(dú)設(shè)置自動(dòng)化系統(tǒng)[6]。對(duì)于A站、B站的新建10 kV電纜線路，強(qiáng)調(diào)同步進(jìn)行光纖建設(shè)，并且接入現(xiàn)有的電力通信網(wǎng)，對(duì)光纖通過套PE保護(hù)管的方式實(shí)現(xiàn)在電纜排管和電纜管溝的同步敷設(shè)。實(shí)施光纖通信主要有4個(gè)優(yōu)勢。第一，擁有較高的可靠性，基于光纖傳輸數(shù)據(jù)可以滿足網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)可靠性的全面提升。多芯光纖本身是相互不干擾的，當(dāng)單根光纖出現(xiàn)問題的時(shí)候，也不會(huì)對(duì)其他單元的數(shù)據(jù)傳輸造成影響。第二，通信容量較大，單根光纖可以達(dá)到20 THz的潛在帶寬，通過多芯光纖同時(shí)實(shí)現(xiàn)和多個(gè)數(shù)據(jù)傳輸單元（Data Transfer Unit，DTU）之間的數(shù)據(jù)交互和傳輸，滿足數(shù)據(jù)傳輸總?cè)萘康奶嵘５谌?，傳輸速率較快，能夠使實(shí)際的光纖傳輸速率達(dá)到3 Mb/s，真正實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的短時(shí)間傳輸和故障的短時(shí)間檢查及短時(shí)間隔離。第四，抗干擾能力較強(qiáng)。電磁不會(huì)對(duì)光纖通信產(chǎn)生干擾，即擁有較高的傳輸質(zhì)量和良好的抗電磁干擾性能[7]。配網(wǎng)光纖通信如圖3所示。

圖3 配網(wǎng)光纖通信

2.3 選擇先進(jìn)設(shè)備促進(jìn)配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)

目前，配電網(wǎng)基本上都使用傳統(tǒng)的普通戶外開閉所，一旦線路發(fā)生故障或設(shè)備出現(xiàn)故障，就需要通過人工操作的方式來進(jìn)行斷電和復(fù)電，這樣會(huì)導(dǎo)致配電網(wǎng)可靠性的降低。針對(duì)10 kV電纜線路，其直接選擇帶三遙自動(dòng)化工廠的戶外開閉所，依托監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程的測量、傳輸及控制，促使配電設(shè)備憑借DTU完成和主站之間的數(shù)據(jù)傳輸。同時(shí)基于電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)也可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化主站遙控動(dòng)作的執(zhí)行，滿足故障的定位和隔離要求，從而避免主干線路開關(guān)跳閘問題頻繁出現(xiàn)，縮小故障停電的實(shí)際范圍[8]。

2.4 注重配網(wǎng)自動(dòng)化的運(yùn)行與維護(hù)

配網(wǎng)接線模式多種多樣，并且配電網(wǎng)設(shè)備種類較多，性能參數(shù)也存在諸多差異，這些會(huì)直接影響配電網(wǎng)的維護(hù)。配電網(wǎng)自動(dòng)化中監(jiān)控開關(guān)、線路以及配變等不僅監(jiān)控對(duì)象類型多樣，管理流程也比較復(fù)雜，且戶外設(shè)備容易受到環(huán)境影響，二次設(shè)備容易受到振動(dòng)和磁場等干擾，為了能夠發(fā)揮配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的功效，需要有效落實(shí)配電網(wǎng)運(yùn)行維護(hù)工作[9]。

2.5 建設(shè)成效

本配電網(wǎng)的自動(dòng)化建設(shè)改造成效主要表現(xiàn)在3個(gè)方面。

第一，可以滿足故障的快速定位與隔離，針對(duì)部分線路利用自動(dòng)重合或遙控技術(shù)就能夠滿足快速恢復(fù)非故障區(qū)域供電的要求，縮短查找故障所花費(fèi)的時(shí)間，在提高故障排查效率的同時(shí)還可以滿足有效提升供電可靠性[10]。第二，本配電網(wǎng)利用開關(guān)進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控，提升了運(yùn)行作業(yè)的效率，也保障了操作人員的人身安全。第三，滿足配電網(wǎng)運(yùn)行可視化管控要求，針對(duì)配電網(wǎng)運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)控，提高了配電網(wǎng)運(yùn)行的靈活性、安全性以及經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)加快了停電反應(yīng)速度，為配電網(wǎng)的規(guī)劃與設(shè)計(jì)提供了準(zhǔn)確全面的統(tǒng)計(jì)參考數(shù)據(jù)。第四，為實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)系統(tǒng)的自動(dòng)化運(yùn)行和計(jì)量調(diào)度的自動(dòng)化奠定了良好的基礎(chǔ)，可以保障配網(wǎng)實(shí)際生產(chǎn)管理的規(guī)范性、及時(shí)性以及準(zhǔn)確性，全面提高生產(chǎn)管理水平[11]。

3 結(jié) 論

配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)力度的不斷加大對(duì)供電可靠性也產(chǎn)生了重要的影響，國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展使供電行業(yè)面臨更高的可靠性要求和安全性要求，這需要各個(gè)電力企業(yè)注重配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)，不斷促進(jìn)配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的完善和優(yōu)化。只有通過不斷深入研究并積極解決配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)中存在的問題，才能為電力系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行提供保障，促進(jìn)電力行業(yè)的發(fā)展。