配網自動化建設對供電可靠性的影響分析

刁飛虹

(深圳供電局有限公司，廣東 深圳 518000)

0 引言

電網運行中，通過配網自動化系統(tǒng)實現信號采集與傳輸，將數據傳輸至計算機，通過分析判斷明確現有配網運行參數，確定配網故障，包含故障范圍、停電范圍、隔離方式等，以此實現遠程控制，有效縮短故障維護時間，提高運行可靠性，減少停電損失。在社會經濟迅猛發(fā)展背景下，社會用電負荷逐漸增加，影響了電網穩(wěn)定運行，增加了各部門壓力。為解決配網問題，須改造城市配網，更新線路設備、改善網絡結構，提高管理水平。同時，還應當深入研究配網自動化技術，安排建設計劃，提高供電可靠性。

1 配網自動化建設對供電可靠性的影響

1.1 縮小故障范圍

配網自動化能夠自動控制電力運行系統(tǒng)，保證線路運行安全可靠，縮小故障對周圍的影響。配網自動系統(tǒng)能夠智能管控線路中的開關，系統(tǒng)一旦檢測到線路故障狀態(tài)或異常情況，會自動分析故障區(qū)域數據，對比正常系統(tǒng)數據，定位故障點迅速處理，縮小了影響范圍。如在線路正常使用中，配網發(fā)生饋線開關跳閘，系統(tǒng)即可在定位與處理故障的同時，維持其他線路供電，這主要是通過系統(tǒng)自動監(jiān)控實現。系統(tǒng)中監(jiān)控終端直接連接計算機，完成信息交互傳遞，實時監(jiān)控整體線路，供電線路發(fā)生故障即能夠及時發(fā)現問題，隔離故障，確保系統(tǒng)穩(wěn)定。

1.2 提高供電穩(wěn)定性

在配網供電中，為提高可靠性需要實現系統(tǒng)自動化，以此維護電力設備安全，保證電力穩(wěn)定運輸。供電過程中，發(fā)生故障時配網自動化系統(tǒng)在定位處理故障同時將其與其他線路相隔離，維持其他線路的正常供電，以此來提高供電的穩(wěn)定性。實際工程中，技術人員還須對系統(tǒng)優(yōu)化配置，減少線路損耗，提高線路設計科學性。

1.3 減少處理時間

傳統(tǒng)電力系統(tǒng)中，線路出現故障通常采取人工排查法，安排諸多維修人員逐一排查故障，該方式不僅對人力資源造成嚴重浪費，還難以提高排查效率，導致延遲供電，影響了用戶的生活生產。而建設配網自動化系統(tǒng)，線路故障后可及時進行故障位置定位，短時間內即可對故障區(qū)進行維修處理，可盡快恢復電網供電。并且，考慮高原特殊區(qū)域，其自然條件較為惡劣，晝夜溫差大，建設系統(tǒng)中會遇到一定困難，要求技術人員調查分析當地環(huán)境后，制定建設方案，落實系統(tǒng)建設，提高配網系統(tǒng)合理性。

2 提高供電可靠性的措施

2.1 制定規(guī)劃方案

配網自動化建設中，為保證供電可靠性，須完善規(guī)劃方案，根據工作目標，提高應用技術效果，實現配網系統(tǒng)穩(wěn)定運行。根據《配網自動化發(fā)展規(guī)劃要點》，結合供電企業(yè)一次、二次設備改造與建設通信網架情況，將其納入配網系統(tǒng)規(guī)劃中，評估整體效益加以實施。此過程中，配網須遵循可靠性、分散性原則，建設配電網網架結構規(guī)劃模型，以系統(tǒng)年綜合最小成本為目標函數，表達式如下：

minF1=Finv+F2+Floss+Foper1

(1)

其中，Finv是建設網架投資費用等年值；Foperl是年配電網運行總維護費用；Floss是年網損費用；F2是下層模型目標函數。

在配電網協(xié)同規(guī)劃中，要求連通性約束，負荷節(jié)點連通源節(jié)點與其他負荷節(jié)點，避免造成配電孤島；接線方式約束，網架結構規(guī)劃應做到開環(huán)運行、閉環(huán)設計，采取單聯(lián)絡網絡界限約束；每個變電站總負荷需在最大負載限制內；負荷節(jié)點電壓、負載率處于規(guī)定范圍，不能超過規(guī)定值。

同時，做到雙電源進線，配置變電所自動系統(tǒng)、自投裝置，合理規(guī)劃線路網架，裝備一次智能開關及二次TTU、FTU、DTU等設備，保證設備可靠性。并且，采取智能設備分散配網系統(tǒng)危險，保證故障出現后能夠立即隔離定位?？h級規(guī)模配網復雜性低，可選用雙電源供電模式，添加數量開關，提高系統(tǒng)可靠性。構建主軟件分散系統(tǒng)，以SCADA負責實時監(jiān)控，GIS負責主體線管理，單獨計算電網，主站中統(tǒng)一各功能塊，落實一體化管理，確保信息高效、安全共享。

2.2 合理應用技術

我國由于負荷量、地理位置、經濟等不同因素，城市與農村配電網設備有所不同，城市供電多應用電纜網，農網多用架空線。在選用配網技術中，需要考慮以下幾點。①供電方式應用，配電網由網架、線路開關、電源點確定供電方式。以電源數為例，可分為多電源供電、雙電源供電及單電源供電；以線路開關功能可分為環(huán)網柜配電線路、重合器、負荷開關、斷路器等；以網架形狀，可分為網格供電、環(huán)網供電、輻射供電等。②運動系統(tǒng)與二次設備選擇，運動系統(tǒng)多使用TTU、FTU遠程監(jiān)控配電變壓器及線路開關，以此保護系統(tǒng)，實現環(huán)網遠程控制的模式。開關包含分段開關、出線開關、用戶分界開關及聯(lián)絡開關，出線開關無需配制自動化終端，而用戶分界開關應根據用戶重要負荷程度配制自動化開關。終端配置模型以建設自動化終端年費與停電損失和的最小數值為目標函數，公式如下：

minF2=Fw+Fs+Foper2

(2)

其中，Fs是安裝配電自動化終端年投資費用；Fw是年停電損失費用；Foper2是維護配電自動化終端費用。根據情況選擇開關、終端及控制模式。二次設備需根據地區(qū)情況選擇傳輸協(xié)議及歸約。③通信方案和設備，其作為配網重要內容，根據區(qū)域及條件，可將通信方案分為電力載波、擴頻、光纖等，通常選用混合通信方案，光纖為通信干線，支線為其他通信。④主站網絡，通?？蓪崿FSCADA監(jiān)控、電網經濟運行、GIS線管理，對于分布式網管模式，選用P-P-C/S-B/S一體架構，落實綜合管理。軟件平臺須為不同平臺提供跨平臺接口，以此實現負控、調度的子系統(tǒng)集合。

2.3 更新控制裝置

配網自動化建設，通常會在系統(tǒng)內安裝電控設備，實現系統(tǒng)與設備的結合，以實現自動化供電量控制。而變壓器作為系統(tǒng)重要設備，須根據實際情況選擇型號，以確保系統(tǒng)能夠在正常復核下運行。但是，變壓器安裝中，易受到變壓器消耗、型號選擇、電密度增長率等影響，造成后期超負荷運行，進而影響設備功能。需要選擇恰當電控設備，及時更新，監(jiān)督配網供電情況，保證變壓器運行穩(wěn)定，以符合電力負荷要求。此過程中，還應升級原有系統(tǒng)，實現系統(tǒng)更新，提高自動化處理與分析能力，滿足行業(yè)內對系統(tǒng)要求，制定維護設備制度，以免系統(tǒng)運行產生誤差，且定期檢驗設備運行情況，為供電可靠性提供保障。

2.4 優(yōu)化系統(tǒng)功能

配網自動化建設可調整供電負荷，增強線路運行可靠性，優(yōu)化配網自動化功能系統(tǒng)，需要將配電網與自動化系統(tǒng)進行有效結合，合理把控配網運行全過程。

1)故障定位系統(tǒng)。在配網中設置故障定位裝置，要求其分時段進行負荷數據記錄，保證在配網產生故障時，定位裝置能夠自動確定故障位置，將定位數據發(fā)送至工作人員，動態(tài)更新系統(tǒng)平臺數據，做到設備和人員的雙相溝通，增強服務質量。

2)集中饋線自動化系統(tǒng)。該系統(tǒng)是將通信技術和計算機技術融合，借助通信技術實施發(fā)送設備運行數據至主站計算機，便于人員遠程監(jiān)控，也能利用主站計算機遙控操作遠方設備。配電網產生故障后，計算機系統(tǒng)能夠利用實時監(jiān)控檢測設備故障，判斷故障位置后，采取遠程操控方式隔離故障區(qū)域，或是利用集中饋線系統(tǒng)自動隔離故障，減小事故范圍。

3)就地饋線自動化系統(tǒng)。該系統(tǒng)配合自動化開關設備，能夠智能判斷、隔離故障，對配網線路狀態(tài)實時監(jiān)測，故障如果為瞬時故障，系統(tǒng)監(jiān)測消除故障后，將自動合上開關恢復供電，縮短停電時間，優(yōu)化供電質量。

4)調/配一體化平臺系統(tǒng)。該系統(tǒng)是將配網自動化、調度自動化融合的應用系統(tǒng)，能夠將生產管理系統(tǒng)、營銷系統(tǒng)、計量系統(tǒng)、GIS系統(tǒng)實現數據共享，通過整合系統(tǒng)數據，選擇最佳配網運行方式，增強配網經濟性與可靠性。

3 結語

配網自動化建設作為電力行業(yè)發(fā)展重要任務，通過應用自動化系統(tǒng)，可減少故障破壞性，實現配網穩(wěn)定運行，為用戶提供優(yōu)質供電效果。因此，應當結合配網建設情況，通過制定規(guī)劃方案、合理應用技術、更新控制裝置、優(yōu)化自動監(jiān)控的方式，提高系統(tǒng)可靠性，推動電力企業(yè)發(fā)展。