配网自动化设计的难点及改进

2016-08-10雷越团

大科技 2016年30期

关键词：光缆配电配电网

雷越团

（江门市大光明电力设计有限公司）

配网自动化设计的难点及改进

雷越团

（江门市大光明电力设计有限公司）

配电自动化系统的设计是一项综合工程，要建设成为功能完善、实用高效的配电自动化及配电管理系统，需要分区域、分阶段、分步骤实施，必须做长远的总体设计，分期逐步实现才能实现较好的建设效果。同时要得到符合标准、具有良好可扩充性的配网自动化设计方案，还要根据本地区的配电网现状及将来对配电网自动化运行的需求进行研究和预估，才能真正达到系统先进、投资少、效率高、稳定和可靠运行的设计目的。

配网自动化系统；设计难点；改进措施

1 配网自动化概述

配网自动化系统的建设是一项大型综合工程，需要分区域、分阶段、分步骤实施，配网自动化系统的监控管理范围和应用功能需要随着建设项目开展逐渐扩充。新会区作为江门配网自动化建设第二阶段的试点，在会城区域内选择一些条件较好，符合“2-1”环网供电要求，具备转供电能力的线路作为试点线路，按照“三遥”的要求进行线路的升级改造，以符合实施配网自动化的要求，达到投资省、系统效率高、系统更加稳定和可靠的目标。

为满足通信功能稳定、可靠、经济等要求，本期三遥通信系统采用敷设光缆，建立光纤自愈网的方式（见图1）。

2 配网自动化设计方案

在新会地区实施的配网自动化改造项目是10kV针织线和10kV桂中甲线组成一条架空线路和电缆线路混合的“手拉手”环网供电回路。根据本地区试点线路实际运行情况，此次配网自动化试点工作如下：

配网自动化系统馈线自动化采用分布式智能控制方式，光纤通信。要求主站系统对电房开关实现“三遥”功能（遥测、遥信、遥控），同时也能通过主站对电房FTU控制器进行遥调（读写DTU参数）。接入并上传电房的其它信号。

图1

在安怀坊5#电房、德汉街7#电房、龙昌南路12号电房、振兴三路5#电房将进出线高压柜更换为断路器柜，实施配网自动化“三遥”功能，并配合馈线自动化的分布式智能控制方案；配网馈线自动化“三遥”功能通过埋设光纤增加光通信设备的通信方式实现与区域主站通信，加装配网自动化终端DTU实现对电房进出线柜电流、电压、零序电流、零序电压、有功功率、无功功率等电量的测量和记录，及对断路器开关的测量、保护、控制等功能，包括自动确定故障位置，隔离故障区段，恢复非故障段的供电。同时在光缆铺设的基础上加装光端机设备实现区域主站系统对电房断路器开关“三遥”功能。该方式经济、灵活、有效，综合检测电压和电流，开关动作次数少、处理时间短。

3 通信光缆架设方案

本期沿10kV针织线和10kV桂中甲线架设一条48芯管道光缆线路，光缆在冈州站、桂园站和所选的四个三遥点电房成端。该光缆作为配电网骨干通信网，采用跳纤的方式接入电力主干光纤网，全部采用工业以太网组网，组网带宽为GE。通信设备配置方面，在调度端和四个三遥点各配置一套光设备，与DTU设备同屏安装，设备具备业务接口，如：RS485、RS232、以太网等等。配网光纤路由图如图2。

图2

配网自动化系统信息传输的过程：故障指示仪将其采集的电流信号和故障信号就地数字化，通过短距离光纤通讯或无线通讯通道，以标准通讯协议传输给通讯终端，通讯终端再将采集到的开关状态和接受到的故障指示器信息打包，通过配电光纤网上传至监控后台或调度中心，同时，通信终端也接受监控后台发送过来的遥控指令，通过通信终端对开关设备进行遥控，最终达到“三遥”自动化的效果。

4 设计难点

（1）本文所举案例所在位置位于城市的中心地段，随着城市经济的发展，城市人口不断膨胀，周边房地产开发规模不断扩大，随着居民生活质量的不断提高，用电需求持续增长，该区域的电量负荷也在不断加大，对本地区配电网络有明显影响。为了提高配电网络的可靠性，进行自动化改造是一个很好的途径，然而受资金、土地、审批等因素的限制，电房并未扩容，电力供需之间的矛盾日益加剧。再加上由于工程项目地点在城区，电房面积小的影响，负荷较重停电困难，高压柜有新有旧，电气回路改造困难，给配电网设计工作带来诸多难题。

（2）光纤网络建设的最大瓶颈，是敷设光缆路径走向非常困难，需要实施顶管过路。虽然顶管施工可不阻断交通，不破坏道路和植被，可以避免开挖施工所带来的居民生活和交通干扰，以及对环境建筑基础的破坏影响，但是对施工环境要求很高，大部分施工地点都在居民小区及马路，对工程范围围蔽，施工前的地形勘察等方面需要很高的协调配合性，需要寻找一个地理位置合适，不影响居民日常出行的施工地点非常困难，常常会导致路径变动，对施工工期有较大的影响。

（3）配网自动化厂家产品五花八门，技术水平有高有低，功能效果不一。尽管行业整体呈现一个显而易见的上升趋势，我国配网自动化厂家数量较多，规模较小，技术落后、竞争同质化也是明显的缺陷，与发达国家的产品有很大差距。一些设计人员对配网自动化不熟悉，大大限制了水平的提高，而许多核心技术上也并没有真正独立，而如果依靠设备进口，成本显然难以下降。

5 设计改进及展望

5.1 规划思路和政策落实

随着社会的发展和电力企业体制改革的推进，供电企业承担的社会责任会越来越大，既要保证本系统配电网络的安全高效可靠，又要考虑用电客户的需求与体验，要站在群众的角度考虑问题，努力做到能不停电就不停电，把停电的时间压缩至最短，这是配网自动化的最终目标。为此，供电企业要不断分析电网的运行状态，合理分配电网负荷，提出最优的配电自动化组网方案，按照状态估计、潮流计算、最优潮流控制来对系统进行优化，在保证可靠性的同时提高系统的经济性。配网要在运行中提高经济效益，还应当优化系统的网络结构，尽量保证自动化设备“不误动，不据动”，防止因系统设备故障产生事故，导致巨大的经济损失。

5.2 信息一体化配电网络

信息一体化是未来社会的发展趋势，配电网不是一个单独的部分，而是电力系统的一个重要的组成部分。在未来的发展中，配电网络要更多的考虑电力系统这个整体的重要信息，而不是单单关注配电网区域的信息。信息一体化的配网自动化网系统需要满足配电网络三遥信息实时传送至调度端，满足国际电工信息传输标准，实现智能化的配电系统，完善电力设备的二次网络安全方案。

5.3 多种模式通信方式

根据配电网络的复杂程度、用户的负荷分布情况，可以分别采用光缆和无线公网的通信模式，利用光纤以太网、光纤双环自愈及移动通信GPRS的无线业务组织多层次的混合式通信方式，达到按需配置，控制合理投资的目的。用户可以因地制宜，采用远程终端来对配网自动化应用设计进行智能监控。并且能快速准确地排出配电网的故障，迅速隔离区域，实现非故障短段自动恢复送电，减少停电造成的损失。

5.4 选择技术可靠的自动化设备

对负荷较重的地区，可根据地区的人口、居住、空间、环境等进行安装和布置，采用简单灵活的布置形式，应用环网开闭所、开关柜的自动化等方式，来应对城市繁华区域或者用户集中区域出现的配电网自动化的布设难点问题。严格按照国家招投标有关规定开展设备采购招投标流程，对配网自动化中的硬件设施采购要根据国家相关标准与行业规范的技术要求进行采购，同时也要对配网自动化的生产企业进行摸底调研，适当选择研发实力强，产品技术水平较高，售后服务优良的供应商，保证配网自动化设备的质量，杜绝品质低下的产品设备进入配电网络，以保证整个配网自动化网络运行的可靠性。