配网自动化发展模式探讨

2014-06-23杨东海

云南电力技术 2014年1期

杨东海

(云南电网公司通海供电有限公司，云南玉溪 652700)

1 前言

10 kV配电网网络复杂，供电线路点多面广，有必要通过不断完善网架结构和加强配网自动化、智能化建设，以提高供电可靠性和配网管理水平，为广大电力用户不间断地提供优质电能。配网自动化各功能的实现，必须依靠强大的一次网架和二次管理信息系统做保障。某县电网负荷管理系统是集信息采集、监控、分析和计量管理于一体的计量自动化系统。

2 电网现状

主城区共有7回10 kV线路能实现手拉手环网供电，基本覆盖县城主要区域。

农村10 kV线路主要采用辐射型供电方式，线路供电半径长、线径小、过载严重等问题突出。从历年线路跳闸的统计数据来看，线路由于过载引起的跳闸占到70%。整体看来，电网配网网架结构还比较薄弱，存在以下几方面的问题:

1)配网建设投入不足，历史欠账较多，导致配网网架结构较薄弱。

2)配网的供电可靠性较低，其中故障性停电所占比例较小，以计划停电 (包括限电和检修等)为主。通过对以往停电数据分析后不难发现，目前，影响供电可靠性的主要因素不是配电网的故障性停电，83.09%是由于检修或限电等进行的计划性停电。

3)用电负荷常年保持快速增长，目前还存在一次网架不合理、供电不足现象。

4)配电网运行人员素质参差不齐，总体的运行管理水平还不高。

5)原始资料和数据不全，基础管理工作水平不高。

3 分阶段建设配网自动化系统

第一阶段，建成基于就地检测和控制技术的简易型配网自动化系统。

通过安装故障指示器获取线路上的故障信息，由人工巡视故障指示器翻牌信号，获取故障定位，也可以利用GSM等无线通信方式将故障指示信号发送到主站，由主站来判断故障位置;在一次设备条件具备的情况下，采用重合器或配电自动开关，通过开关间的时序配合就地实现故障的隔离和供电的恢复。这种模式结构简单，成本较低、容易实施，在通海现有网架结构下见效较快。

同时，由于现阶段计划停电多于故障停电。从提高供电可靠性的角度出发，由于馈线自动化的主要作用是减少故障停电时间，对于计划停电无能为力，而通海电网计划停电时间所占比例达到83.09%，馈线自动化对提高供电可靠性的效果可能并不明显。因此，需及时开展以“二遥”(遥测和遥信)实时检测为基础的综合管理信息系统建设。

第二阶段，建成以“两遥” (遥信、遥测)为主，兼具简单遥控功能的实时监测系统。

这一阶段，配网自动化系统要以“两遥”(遥信、遥测)建设为主，同时具有馈线自动化功能 (即FA:故障定位、隔离、恢复非故障区供电)和简单的遥控功能。主站具备基本的SCADA功能，利用多种通信手段 (如光纤、无线公网/专网、载波等)，对开闭所、配电线路、环网柜等的断路器、开关以及重要的配变等实现数据采集和监测，对具备条件的部分一次设备可实行遥控。根据通信方式和配电终端数量的多少，系统可以增加通信汇接站 (或配电子站)。在一些没有条件或没有必要实时监测的地方，仍然可以采用简易型配网自动化模式。该系统既可以是独立的配电监控系统，也可做成调度/配电监控一体化系统。

这种系统结构简单、以监测为主、具备简单的控制功能，对通信系统要求不高，投资比较节约，有较强的实用性。

图1 系统结构图 (实用型)

第三阶段，建成基于主站控制的馈线自动化控制系统。

在第二阶段的基础上增加基于主站控制功能，条件成熟的部分区域还可实现网络重构。但它对通信系统要求较高，一般需要采用光纤通信，同时，还需要比较完善的配电一次网架且相关的配电设备需要具备电动操作机构和受控功能。这种系统的主站已具备完整的SCADA功能和FA功能，当配电线路发生故障时，通过主站和终端的配合实现故障区段的快速切除与自动恢复供电。它与上级调度自动化系统和配电GIS应用系统实现互联互通，具备完整的配网模型和丰富的配电数据。因此可以支持基于全网拓扑的配电应用功能。它主要为配网调度服务，同时兼顾配电生产和运行管理部门的应用。该系统结构完整、自动化程度高，但成本也较高。

图2 系统结构图 (标准型)

第四阶段，通过对各系统进行整合，建成具备高级应用功能的配网自动化系统。在前一阶段的基础上扩展配电管理功能和综合应用功能，通过信息集成实现对各类相关实时系统和管理系统(如:配网生产管理系统、营销管理系统、负荷管理系统等)进行整合，使之具有配电网的高级应用分析软件功能。

该阶段，系统结构完整、运行方式灵活、自动化程度高、管理功能完善，系统建设投资也较大。

图3 系统结构图 (集中型)

第五阶段，建成智能型配网自动化系统。

智能型配网自动化系统是在网架结构比较完善、配电自动化系统建设水平比较高的基础上扩展对于微网、分布式电源以及储能装置等设备的接入功能，建立实时全维数字信息采集平台，基于这一平台，实现调度/控制一体化系统、广域/自适应保护、电能质量在线监测、小电流选线、负荷控制和管理、节能管理等系统的互连。实现智能自愈的馈线自动化功能以及与智能用电系统的互动功能，并具有与输电网的协同调度功能，以及多能源互补的智能能量管理网分析软件功能。

配网自动化是实现配网智能化的重要基础之一，通过配网自动化系统采集尽可能多的配电网信息，并向下延伸至低压用电信息的汇集。配电自动化和用电营销自动化的有机结合，直接面向最终电力用户，是智能配电网的具体体现，它将极大地提高客户服务质量。

智能配电网最终体现在配电和用电营销方面，通过智能家用电器，人们能从日常生活中直接感受到它带来的好处。用户可以通过家里的电力智能控制终端 (ICT)与电力公司之间进行互动，实时了解电网的供电情况，及时调整家用电器的设置参数和用电行为;用户还可以通过互联网登陆电力公司网站，方便直观地了解和查询电网供电/停电情况和事故处理进度等信息。

该类型系统结构完整、功能完善、智能化程度高、运行方式灵活，管理相对较复杂、投资大，建成后综合效益好，是今后电网发展的主要趋势。