城市配網(wǎng)自動化及其配網(wǎng)規(guī)劃的應用分析

浦軒妍

（國網(wǎng)太倉市供電公司，江蘇 太倉 215400）

0 引 言

隨著社會經(jīng)濟水平的提高和城市化進程的不斷加快，導致城市已有的配電功能無法使人們的日常用電需求得以滿足，這就需要將傳統(tǒng)的配電功能用先進的配電系統(tǒng)代替，因此在城市電力系統(tǒng)中進一步普及配網(wǎng)自動化，其取得的效果也非常明顯。城市配網(wǎng)自動化不僅可以使電力系統(tǒng)自動化運作的目標得以實現(xiàn)，同時可以更好地進行電力調度工作。因此，具體研究城市配網(wǎng)電動化及其配網(wǎng)規(guī)劃的應用具有重要意義。

1 城市配網(wǎng)自動化及其必要性

1.1 城市配網(wǎng)自動化

配網(wǎng)自動化的關鍵在于電力系統(tǒng)的自動控制，其中最關鍵的就是調度自動化，這種自動化基于自動控制技術、現(xiàn)代網(wǎng)絡技術、通信技術等，能夠自動地對電力系統(tǒng)進行實時的監(jiān)控和保護，從而確保電網(wǎng)的運行安全和穩(wěn)定。同時，配網(wǎng)自動化系統(tǒng)中的通信自動化和服務體驗模塊能夠幫助配電網(wǎng)絡與電網(wǎng)用戶進行快速、穩(wěn)定且智能的連接，使得城市配網(wǎng)工作在人力成本方面實現(xiàn)節(jié)省，并且保證用戶的各項要求得到及時滿足。

配電網(wǎng)自動化包括用電和配電2大部分。在進行配電自動化設計時，必須根據(jù)當?shù)氐膶嶋H設計出最佳的配電系統(tǒng)。在保證電壓質量、降低網(wǎng)損的前提下，盡量簡化配電網(wǎng)絡的結構，減少投資，最大限度地減少調度、無人值守站點的值班和報修工作，從而達到減員增效的目的，保障電力供應和服務質量，同時可以使企業(yè)獲得較好的經(jīng)濟效益。

城市配網(wǎng)自動化建設要想順利實施，必須遵循一定的原則，即總體規(guī)劃原則。首先，根據(jù)各地區(qū)所收集到的電力系統(tǒng)的統(tǒng)計資料進行分析，并根據(jù)各地區(qū)存在的問題，掌握電網(wǎng)的整體需求，按區(qū)域劃分階段。其次，全面規(guī)劃該體系，并按施工需求進行有針對性的施工和改建，以負載穩(wěn)定、網(wǎng)絡結構較為完備的地區(qū)為重點，防止重復建設。最后，循序漸進地進行改造，使其更好地發(fā)揮作用。要充分利用已有的資源，并依據(jù)目前的條件逐步進行改造，否則會出現(xiàn)工作無重點、難以統(tǒng)籌的問題。所謂信息化，就是為了方便企業(yè)的管理，及時發(fā)現(xiàn)和解決問題，對配電網(wǎng)絡的信息進行統(tǒng)一的共享。配電網(wǎng)絡信息化主要由終端數(shù)據(jù)的收集、調度中心數(shù)據(jù)的傳送和監(jiān)測以及系統(tǒng)管理平臺信息的統(tǒng)計、分析、共享等內容組成[1]。

1.2 城市配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)建設的必要性

與一些發(fā)達國家相比，我國配電網(wǎng)自動化技術的水平還比較落后，主要是由于我國的電力企業(yè)沒有實現(xiàn)市場化，在電力行業(yè)發(fā)展和建設方面的競爭與其他行業(yè)有較大的差別，導致我國電力建設投資出現(xiàn)了分配不均衡等問題。在配電自動化建設的過程中，出現(xiàn)了投入資金無法達到要求等情況，造成配電網(wǎng)自動化設備較為落后，而且配電能力和供電能力不強。另外，隨著社會的快速發(fā)展，人們的生活水平進一步提高，供電需求進一步增加，需要不斷增強供電的可靠性和質量。為了將當前的情況與用戶的需求相適應，需進一步對配電自動化和應用進行建設，進一步排除電力故障，降低停電概率，保證供電可靠性和質量，使其符合用戶的具體需求，進一步控制電力中斷的時間和電力中斷的數(shù)量，降低成本。具體而言，只有配電網(wǎng)實現(xiàn)自動化，才能進一步提高運行效率，促使電力市場改革。在電力系統(tǒng)現(xiàn)代化發(fā)展的過程中，配電自動化是必然趨勢，在實際使用過程中具有非常重要的意義[2]。

2 關于電力配網(wǎng)規(guī)劃及系統(tǒng)建設中存在問題的分析

2.1 配電網(wǎng)現(xiàn)有的網(wǎng)絡分布和架構不規(guī)范

配電網(wǎng)絡設備配置問題是我國電力市場運行控制和檢修計劃出現(xiàn)延誤的關鍵問題。目前，隨著我國城市規(guī)模的不斷擴大，配網(wǎng)設備的規(guī)劃與布置存在問題，使得原有的配網(wǎng)結構發(fā)生變化，造成電力用戶增加，影響到整個配網(wǎng)的運行與維護。配電網(wǎng)絡設備布置存在的問題不但會使整體配電網(wǎng)絡的運行效率下降，也會影響到用戶的使用體驗。同時，由于配電網(wǎng)絡設備配置得不合理，使得配電網(wǎng)絡運行費用增加，造成了較大的能源浪費。因為大部分地區(qū)在建立配電系統(tǒng)的時候都是不科學的，所以導致了現(xiàn)在的電網(wǎng)維修和重新規(guī)劃變得更加困難，而且在保養(yǎng)和維修方面也不可能像以前那樣靈活。就算是發(fā)電廠搬遷，也不可能讓城市的電力供應充足，只能通過新的電力供應來解決[3]。

2.2 投入力度不夠

目前，盡管國家對電網(wǎng)的自動化建設給予了積極的支持，但在建設資金方面，仍然無法滿足需要，投資力度不足。電力工程配電網(wǎng)的自動化建設經(jīng)費不足，對我國電網(wǎng)的發(fā)展產(chǎn)生了一定影響，更無法適應社會和經(jīng)濟發(fā)展的要求。另外，由于投資不足，配電網(wǎng)布局不當，沒有足夠的資金來優(yōu)化和升級電網(wǎng)，如果長期不維護配電網(wǎng)絡，則線路的穩(wěn)定性和安全性都會受到很大的影響。電網(wǎng)缺乏安全保障將導致電力資源的合理分配和供給受到極大的削弱，時常出現(xiàn)停電事故，對人們的正常生產(chǎn)和生活用電造成極大影響。

2.3 電力供應區(qū)域相對不平衡

我國配電網(wǎng)絡的自動化設計和建設都受到多種因素的影響，其中包括地區(qū)發(fā)展的不均衡。目前，我國很多地區(qū)還沒有充分認識到電力系統(tǒng)的供電管理和控制工作，在電力系統(tǒng)中存在著不同程度的問題。這將直接影響到整個配電網(wǎng)絡的自動化運行，電網(wǎng)的安全、可靠運行以及管理，同時會大大降低電網(wǎng)的運行效率和供電質量。

3 城市配網(wǎng)自動化及其配網(wǎng)規(guī)劃的應用

3.1 完善配網(wǎng)體系結構

城市配電網(wǎng)的自動化系統(tǒng)包括通信系統(tǒng)、配電終端、主配電站以及副電站4個部分。無線微功率、無線擴頻、3G/WiMax等是目前配電網(wǎng)絡自動化系統(tǒng)中最常用的通信技術。在實際應用中，由于通信方式的差異，這些技術在功能和特性上也有很大的差異。其中，無線微功率通信方式具有使用方便、體積小等優(yōu)點，在實際的配電自動化系統(tǒng)中，通常將其用到對電力需求較大的場合；無線擴頻可以進一步提高網(wǎng)絡自動化系統(tǒng)的抗干擾性能和傳輸水平；3G/WiMax通信技術具有傳輸速度快、傳輸量大的特點，可以在很短的時間內完成海量的數(shù)據(jù)傳輸，應用較為普遍。因此，在進行通信系統(tǒng)設定時，要按照系統(tǒng)所提出的有關需求，合理選取與之相適應的通信模式。主站是整個配電自動化系統(tǒng)的核心，其主要作用就是通過主站的數(shù)據(jù)中心來整合、儲存數(shù)據(jù)，為以后的數(shù)據(jù)使用、管理等工作提供支撐。

3.2 提高配網(wǎng)規(guī)劃建設水平

城市配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)能夠對各種故障信息進行準確、全面的分析，及時向相關的維護人員進行反饋，從而對城市配電網(wǎng)規(guī)劃中的難點、重點環(huán)節(jié)進行科學的調整和引導。一般情況下，電力市場營銷必須全面掌握用戶的用電量，客觀且全面地分析目前的配電網(wǎng)絡負載狀況，并將其通過計算機技術傳輸?shù)较嚓P的管理系統(tǒng)，從而有利于提高企業(yè)的信息共享，推動配網(wǎng)的現(xiàn)代化發(fā)展，加快信息傳輸。電力公司在規(guī)劃配電網(wǎng)時，要充分認識電網(wǎng)周圍的環(huán)境，掌握電網(wǎng)的電力輸送狀況，對電網(wǎng)的電壓負荷進行分析，并根據(jù)實際情況進行電力系統(tǒng)的結構創(chuàng)新和優(yōu)化，以達到合理的配置和科學的規(guī)劃。將信息化技術運用到配電網(wǎng)的建設中，可以使配電網(wǎng)絡的運行效率得到有效控制。此外，為電力公司及時發(fā)現(xiàn)和處理網(wǎng)絡中出現(xiàn)的問題、提高電力系統(tǒng)的服務質量以及對電力系統(tǒng)的安全運行起到了至關重要的作用。通過建立數(shù)據(jù)模型，利用計算機、全球定位系統(tǒng)（Global Positioning System，GPS）、通信技術等監(jiān)測和管理電網(wǎng)的工作狀況，從而有效隔離故障，將故障信息及時反饋至監(jiān)測系統(tǒng)，最后利用計算機技術對其進行診斷和維修，以提高故障處理的效率，使其能夠及時恢復正常供電。

3.3 提升自動化水平

在配電網(wǎng)規(guī)劃中，由于存在著人為的錯誤信息，導致了配電網(wǎng)絡的運行效率受到很大的影響。建立和實施城市自動配網(wǎng)規(guī)劃，可以通過自動控制來避免人為錯誤，提高配網(wǎng)精度，減少配網(wǎng)系統(tǒng)運行中的故障，為配網(wǎng)規(guī)劃及調整等提供更加準確且有價值的參考依據(jù)。配電自動化系統(tǒng)運行的核心是自動化程度，在進行配電網(wǎng)規(guī)劃時必須考慮到電網(wǎng)的實際情況，并據(jù)此建立自動化系統(tǒng)。

將計算機技術、信息技術等與布網(wǎng)規(guī)劃有機地結合在一起，形成一套完整的配電網(wǎng)自動控制系統(tǒng)。通過實施自動化配網(wǎng)計劃，可以實現(xiàn)對傳統(tǒng)配電系統(tǒng)中各類設備的集成，解決配電設備分布范圍廣、地理信息過于集中的問題，降低電網(wǎng)負荷變動的可能性，確保了配網(wǎng)的穩(wěn)定運行[4]?？傮w上，配電自動化系統(tǒng)的組成主要包括開關及相關的自動化裝置。實際操作過程中，主配電站、子配電站、配電站3個部分構成了一個較為完善的采集系統(tǒng)，以各個地區(qū)的監(jiān)測配網(wǎng)為基礎，以最快的速度向配電站和配電網(wǎng)絡發(fā)送命令，這對各個配電站和配電網(wǎng)都有一定的要求。為了實現(xiàn)以上所提的各項要求，可以采取下列步驟：首先，對電網(wǎng)的轉換率進行嚴格的控制，這主要是因為配電自動化系統(tǒng)對各監(jiān)測站的控制可以按照相關管理人員的要求進行隨意切換；其次，在主發(fā)電站的建設中必須嚴格按照有關規(guī)定，考慮到柔性操作能力。

3.4 建設地理信息系統(tǒng)

在配電自動化方面，其中的很多功能都與地理信息系統(tǒng)相關，如故障識別、監(jiān)控等。根據(jù)上述情況，在配網(wǎng)自動化、配網(wǎng)規(guī)劃、電力系統(tǒng)管理等方面要加強地理信息系統(tǒng)的運用，提高規(guī)劃和前期的依從性，做到精準規(guī)劃、高質量規(guī)劃的同時將配網(wǎng)自動化系統(tǒng)中的功能充分發(fā)揮出來。地理信息系統(tǒng)主要由3個模塊組成，系統(tǒng)層主要是針對自動化配網(wǎng)在運行時的需求發(fā)送相應的指示給其他層級；數(shù)據(jù)層的作用是存儲操作數(shù)據(jù)，以滿足有關人員對系統(tǒng)數(shù)據(jù)的查詢、訪問等需求；而業(yè)務邏輯層次則是保證地理信息系統(tǒng)正常工作的根本。它可以全方位、立體化監(jiān)測電網(wǎng)的各個環(huán)節(jié)，對整個電網(wǎng)的運營都有很大的影響。

3.5 強化后期管理

前期施工完成后，要加強后期的管理，主要抓好2個方面，一方面是安全性，另一方面是保證自動化電網(wǎng)的穩(wěn)定運轉。在安全性上，要在終端設置防火墻、密碼等，以防止外侵、破壞自動化配網(wǎng)。另外，為確保后期的平穩(wěn)運營，管理人員本身的技術水準必須達到要求，這樣一旦發(fā)生問題就能得到及時的解決。員工自身的專業(yè)技能越強，網(wǎng)絡自動化系統(tǒng)的穩(wěn)定運轉也就越有保障。此外，要定期對員工進行評估，確保員工的工作能力始終達到要求；對未通過考核的員工進行回遷，待其通過考核后返回工作。同時，配電網(wǎng)自動化更新?lián)Q代的速度也很快，必須定期對員工進行培訓，確保員工的業(yè)務能力和技術水平都會隨著網(wǎng)絡的不斷升級而不斷提高[5]。

4 結 論

隨著城市化的快速發(fā)展，人們的生活水平不斷提高，對電力的需求也在持續(xù)增加。為適應我國特殊的經(jīng)濟發(fā)展需要，配電自動化已成為今后電網(wǎng)發(fā)展的必然選擇。然而，在配電網(wǎng)規(guī)劃設計中仍有許多問題，對城市配電網(wǎng)的運營質量產(chǎn)生了很大的影響。本文對配電自動化作了簡單的綜述，分析了目前國內配電自動化的應用情況，并對其在實際中的應用提出了自己的看法，以期對提高配電自動化水平和提高電力企業(yè)的發(fā)展起到一定的參考作用。