城市配网自动化及配网规划研究

陈进

摘 要： 随着社会经济的不断发展，用电量也在快速增加，对城区电网的旧有维护方式已经不能再应对越来越多的电网故障。城市配网自动化不仅能够确保城市有一个可靠安全的供电系统，还能有利于将电力系统管理提高到一个新的层面。因此，为了保障供电的质量、服务，提升电力系统管理水平，我国应当加快对城市配网自动化的研究与建设。本文结合实践经验分别介绍了城市配网自动化及配网规划两方面的应用及研究现状，以期为广大电力行业人士提供一点帮助。

关键词： 城市配网；自动化；规划

当前我国经济正处在快速发展的历史时期，各行各业对电量的需求猛增，同时农村的城镇化的进程也越来越快，供电服务的范围也越来越大。在这种情况下，我国电网布局也愈发庞大复杂，故障发生率逐步升高。因此，不仅是为了保障供电的可靠、安全，也是为了更好地存进社会的发展，详细规划并建设城市配网自动化系统，就很是必要。

一、城市配网自动化简述

城市配网自动化是指利用现代电子、通信、计算机及网络技术，集成配电网中的各类信息，所建立的一个完整的监测、保护、控制配电系统正常运行和事故情况，同时也能进行配电管理的自动化管理系统。应用城市配网自动化系统不仅能够确保供电的可靠性和安全性，同时也能缩减成本，提高经济效益，更重要的是能够提高供电的电力质量及服务质量。

二、城市配网自动化的应用及研究

当前配电自动化在全国各地都已经有一些应用，湖北的鄂州、武昌今年也先后应用了这一项技术，取得了显著的效果。但同时也应该注意到，由于实际情况复杂多变，当前部分地区仍存在网架结构薄弱、转互供能力不足、配网设备达不到标准、选型标准不高、不能通用互换等问题。同时部分供电企业存在着机械设备以及管理上的不足等问题，这也限制了城市配电自动化技术的进一步应用。本文接下来就分别从配电网架设备、信息化系统、自动化系统、自动化通信方四个方面研究了城市配网自动化。

（一）配电网架及设备

配网的主干线电网多是线路架空与地埋电缆两种铺设方式混合运行的模式，农村的配电线路则多是架空线路。网架的供电方式将辐射型、“手拉手”馈线、环网馈线、“N-1”供电馈线等线路相结合，因此就对城市建筑设施有一定要求，而由于城市发展的需要，当前城市的建筑设施普遍复杂，十分不利于配电网架的建设。这种情况下，城市的主干线电网配电逐渐转变为以地埋电缆为主的模式，大中型城市也在逐渐加快对配电网络化的建设，相应地相关平均环网率也稳步提升，十分有助于构建配网自动化系统。不过在这个过程中又出现了线路与负荷之间的供需矛盾越来越大，配网系统转供能力普遍较不足的问题，经过调查分析发现这是由地埋电缆的网络结构复杂、层次不明、联络不清导致的多电源线路分段没有一个较好的状态，网络以及对应的负荷增长较快等问题造成的。针对这种情况，当前各供电企业应当进行对先关网架结构的调整改造，同时在坚持延展性原则的基础上规划、建设新的网架结构中的配网主干与分支网架，并且选择符合未来配网负荷增长及转供能力等自动化运行需要的设备、电缆型号，同时加大配电线路中的一供一备线路比例。

配网自动化终端的开关决定着整个系统能否运转，而且终端设备开关接口匹配系统端口是对终端设备进行控制的前提条件。因此，供电企业应当对这件事有一个深刻的认知，设置一个自动化设备的预留接口，方便故障发生和电力系统日常的检修，更好地实现城市配网自动化。

（二）配电自动化系统

地理信息系統是当前配网自动化系统的主要构成部分，有助于电力系统的稳定运行。但是由于现实中各种各样的复杂原因，当前的自动化建设、维护仍然有一些不足。因此，本文接下来将详细介绍配网自动化系统建设的思路。

1.信息技术是城市配网自动化的基础与前提条件。构建一个集成在线离线数据、配电网数据、用户数据、电网结构以及地理图形这些数据的完整配网自动化系统，有助于监测、保护、控制配网及其设备的正常运行及事故状态，同时也有利于自动化管理用电、配电。

2.当前城市配电自动化系统主要应用的是GIS这种配电信息技术，即一种在配网规划时利用地理信息系统、配电网规划以及生产运行管理技术等信息化技术运行管理配网线路的计算机综合信息系统。具体来说就是GIS系统统一录入、维护所有的站外馈线图形、模型、站内图形、实测数据参数、网络协议、属性数据及运行参数。需要总的接线图、环线图、单线图时，系统可以自动调用相关数据参数生成。但是同时电力企业在使用时也应当加强对生产经营管理、客户服务的理解，仔细全面地设计总体规划与方案，提高系统的实用性，同时还要通过解决数据图存在的问题来减少运行维护的工作量。

3.为了方便数据、通信接口和新约规的接入，配网自动化系统应当建设有一个具有清除明白的分层分布式结构和平台模块以及系统应用统一管理能力的支撑平台。同时商用数据库为了提高供电质量与服务，可以设一个开放的标准SQL语言访问接口，以方便与其它系统互联、共享数据。

4.配电网的数据采集与监视控制系统（SCADA）的主要功能是在主站对配网进行远方监控，是通过主站负责接受终端设备和通信系统将配网的实时状态的方法而实现的。其中实时状态是指具备采集条件的10kV线路柱上开关、环网柜、配电变压器和开闭站的数据、保护动作信息和运行的数据等。

5.企业要保证配网自动化系统功能和规模在大幅度提升的同时，系统还有进行线性无缝扩充的可能性。在建设配网自动化系统时还要做到有充足的系统规模、内存、处理速度、CPU负荷储备，以应对此后五年城市配网自动化远景规划的现实需求，同时还要保证系统性能不会因为线路数量的增加而明显下降。

（三）配电自动化体系

当前配电网络的布局结构主要有四种模式，一是各自动化开关设备互相配合的结构模式，二是主站、终端结合集中采集、监控的结构模式，三是主站、子站、终端三层集中采集、分散监控的结构式。第四种结构模式在国内应用最为普遍，即主站、子站、终端三层体系集中采集、监控。当前国内在构建配电自动化网络结构时，最常遇到的问题就是主站缺乏实用性，因此要在构建之初就要做好调研与规划设计，以保证城市配网自动化系统能够自动同步更新信息变化。

（四）配电自动化通信方式

通信系统是配网自动化系统运行的命脉，但是当前大部分由于通信设备的系统复杂、各项工作差异较大、器械众多，加之工作环境十分恶劣，严重影响到了配网自动化系统的运行、管理、维护。因此在构建通信系统时综合各方面因素，审慎考虑，因地制宜选用合适的通信方式。

三、对配网规划的研究

提前做好配网规划是高效快速地建设配网自动化系统的前提。在规划时应当把资金来源、工期、城市配网架构、通讯方式、系统管理维护等因素都考虑到，同时为了确保配网自动化系统的正常运行，在建设过程中应当重视设备本身及承载物超重、供电能力较弱等问题。并且在坚持延展性原则、控制主干网线负荷电流、重视变电站联络馈线这三项原则的情况下，依据当地城市配网自动化的实际发展规划同时结合建设要求构建配网自动化系统。即，网架改造的同时，主站建设以此到位，子站、终端则使用试点的方法分时分步进行建设。

结束语：

建设做好城市配网规划，建设城市配网自动化系统有助于确保高效高质供电，促进城市发展。虽然当前一些城市的配网自动化系统已经开始运行，但是也出现了一些问题。在这种情况下，电力行业从业人员应当吸取经验教训改进创新当前的城市配电自动化技术，以求城市配电自动化系统能够在我国得到普及开来。

参考文献

[1] 吴进喜.配网规划自动化的现状分析[J].北京电力高等专科学校学报，2012（11）.

[2]李伟廷.浅谈配网规划现状及技术原则[J].北京电力高等专科学校学报，2012（11）.