城市配网自动化系统的规划探讨

邓健峰

[摘 要]随着人们生产技术水平的不断提高，对于供电质量的要求也随之提高。实现配网自动化工程可以保证供电质量，也是一个地区电力供应可靠性和安全性的体现。本文以南方某城市的配网自动化为例，对实际操作过程中遇到的问题、技术路线、建设要求和标准以及规划效果进行分析，以便为供电行业的工作人员提供借鉴和参考。

[关键词]配电系统；规划；自动化；合理性

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2018.12.022

[中图分类号]TM76 [文献标识码]A [文章编号]1673-0194（2018）12-00-02

0 引 言

为保证供电系统能够为用户提供更好的服务，“十二五”期间国家把配电自动化工程作为重点工程建设，投了了大量的人力、物力和财力，全面进行配网自动化建设。城市配电网的合理规划和城市电网的改造和建设是直接相关的，科学、合理的规划有助于城市电网建设的完善和安全，能够保证供电质量和供电效率。

某市配电网自动化覆盖的范围涉及300多个村（社区）委会和3 000多个自然村，受益人口达到230万。本文对该城市的低压配电网规划建设经验进行了整理和归纳，希望能够为城市配电自动化系统建设提供借鉴。

1 配电网自动化系统的概念和标准

配电网自动化技术是服务于城乡配电网改造建设的重要技术，包括两个方面，一是馈线自动化，二是配电管理系统，通信技术在配电自动化中发挥着重要的作用。配电自动化建设主要包括配电和用电两个方面，在这个过程中不能一味地根据理论来设计规划，需要根据当地的实际情况设计最优方案。设计时需要注意节约资源，尽可能精简配电网的结构及最大化节约成本。配电网自动化不仅要对资源进行合理配置，还要尽可能地减轻工作人员的劳动强度，想办法减少调度、无人值守站值班员和保修人员的数量，做到减员增效，其他方面还涉及利用高端的技术资源，整合技术、故障处理技术和通信技术等。

配电网自动化系统的建设益处有很多，能够保证供电质量、提高服务水平，为企业赢得较好的经济收益，还能树立品牌形象。无规矩不成方圆，配电网自动化建设需要遵循一定的原则来实施，具体的原则有以下方面。

（1）全局出发、整体规划的原则。每个地区用电量是不同的，因此配电网的统计数据也是不一致的，考虑到不同地区的不同特点，在配电网的规划时需要总体把握本地区电网的要求，从全局出发，同时分区域统筹。

（2）科学准确，避免二次改造。配电网建设是一项复杂、难度较大的工程，在规划设计时一定要有针对性，考虑问题要完善，根据设计的要求优先建设负荷稳定、网架相对完善的区域，避免重复建设。

第三，有步骤进行改造，充分利用资源。改造的过程中是分阶段进行的，在每个阶段改造的过程中都要充分利用现有资源，考虑使用阶段的设备特点逐步进行改造，不能一蹴而就地进行大规模建设，容易导致盲目建设，没有重点，在统筹时难以统计。

第四，技术化原则。企业要利用数据采集技术及时发现企业管理中存在的问题。数据采集包括终端数据采集和调配中心数据监控，经过加工在系统管理平台上直观地展现出问题，据此得到的结论是科学可靠的，可以避免发生人为因素导致的错误问题。

2 配电网存在的主要问题

笔者经过多次对该城市的配电网数据进行采集分析，发现存在以下几个方面的问题。

（1）可供电率下降明显。相对于2010年的网络架构方面，线路联络率、典型接线比例等指标都明显增加，网络架构初步形成规模，市内架设网络趋于完善。但是全市的可供电率下降速度比较明显，这是因为安全电流的重新整定和规划供电分区额调整对此形成了一定的压力。

（2）仍然存在无法负荷的情况。该城市较早运用10 kV配电网线路，能够很好体现出配电网目前存在的问题，能够为以后的电网建设提供参考和借鉴。随着该城市区域内电量的使用量不断增加，线路的负荷量标准不断提高，部分线路安全电流在2010年的基础上重新进行了界定，过载线路的比例和线路的平均负载率都持续增加，但是问题的本质未得到根本性的改变，仍然存在无法负荷的情况。

3 配点自动化采用的技术路线与建设要求

配电网络自动建设建议具体问题具体实施，有计划、有步骤地进行，即分区域、分地区、分阶段逐步推进。由于线路不是一个标准，需要采用不同的技术路线，实现从分散的就地型转化到集中型的配电网络自动化，再分区域逐步实现配电网故障定位。

（1）引进设备。区别于B类供电区，其他区域在建设时需要引进以检测故障为目的的用电自动化终端系统和携带有通信功能的故障指示器，然后分区布点，在不同区域实现配电故障的准确定位。

（2）安装专门的架空自动化开关。电力企业可以在B类供电区以外的其他区域安装专门的架空自动化开关，以此实现就地馈线自动化和线路故障信息的及时传送。

（3）遵循安全要求进行改造。电力企业应选取近段时间内没有改造或者重新修建的区域实施自动化监控改造，当改造对象确定后一定要遵循安全要求进行改造，需要注意的是减少对现存线路的整改。

（4）利用当地资源进行开关设备改造。在建设过程中要充分考虑当地的情况，尽可能利用当地的资源进行开关设备的改造，改造中一定要有统一的标准来约束。同时，主干环网线路上建议优先选用二次重合闸的真空自动开关。

（5）设置独立、支持双路输入的终端电源系统。在规模较大的供电站，因为供电负荷运载量大，应该设置独立、支持双路输入的终端电源系统，通过安装电压互感器或者电流互感器确保能够实现两个终端电源并行运行。

（6）保证通信系统的安全可靠运行。通信系统是用户和供電站之间的沟通桥梁，必须保证通信系统的安全可靠运行，应将光纤和无线通信技术应用其中，以此为载体进行信号传输。

（7）设置自动化开关。出于安全性的考虑，电力企业需要在每个部分设置自动化开关，在经常出现停电或其他供电故障的地方也要设置开关。另外，进出的所有线路都要有安全防护措施，并考虑每个模块的交互性，当某一模块发生故障时，要确保其余模块可在短时间内代替故障模块的功能，还有就是在拆解上需要简单易行。

4 配电网规划效果的评估

配电网规划完成后，电力企业需要对工程进行验收和评估的，评估主要是从两个方面来进行。

（1）供电可靠性评价。平均用电量是一个有效的供电可靠性指标，计算公式如下。

RS=（8760×∑N1-∑U1N1）/8760×∑N1

=1-（∑N1-∑U1N1）/8760×∑N1 （1）

式中，N1代表负荷点i的一个IE方案的用户数；U1代表负荷点i的年平均停运时间。

第一，方案是分为高、中、低三个方案的，不同方案的重压配电网辐射状供电的特点也是不同的，根据选择需要归纳不同的接线模式，计算确定各类的比例。第二，结合在实际中的操作和采集的数据进行分析和整理，精确判断不同机器的停电频率。第三，利用上述计算公式确定各类接线模式和供电可靠性的相关指标。第四，根据接线模式所占的比例，并结合优先模式在满足“N-1”情况下的最大运行负载率情况，经过加权计算出总体指标，从而在精准的计算下可以算出不同方案下供电可靠性指标（不含计划停电时间）的结果。第五，结合实际计划停电时间对以上计算出的供电可靠性进行折算，得到需要的计算评估指标。

（2）线损评估。第一，用最简化的形式将中低压规划的各种方案和需要改造区域内的负荷分布形式相结合，进行降低规模计算。第二，根据等效符合的原则确定负荷分布的形式。第三，根据负荷分布形式对线路进行简化加工，从而能够计算出主干线路功率的损失、分支线路功率的损失以及配变功率的损失，并用等效线路的损耗乘以该符合分布形式的线路回数。第四，分别计算该地区的功率损耗值和分类设备的功率损耗，就是需要把不同类型的符合分布类型的功率损耗加起来求和。第五，确定最大负荷损耗小时数和电能损耗值。最大负荷损耗小时数能够从基于最大负荷损耗时间和功率因数查表获得的，而电能损耗值为各类功率损耗乘以对应的最大负荷损耗小时数的积。

5 结 语

配电网自动化规划是一项系统化的工程，需要根据当地环境的特点因地制宜地进行线路改造，规划过程应从全局出发，分阶段、分区域进行改造，不断提高工作人员的技术水平和思想道德素质，关注细节，遵循建设标准和要求进行配电网络自动化建设。配电网络自动化的完善建设能够提高供电质量，树立良好的企业形象，获得经济效应和社会效益，希望本文的研究成果能够为规划中的配电网自动化提供借鉴，加快配电网络自动化建设的步伐。

主要参考文献

[1]杨兴，冯力娜，赵元珍.EPON技术在配电通信系统中的应用研究[J].电力系统通信，2011（9）.

[2]蔡万升，汤辉，张军，等.基于EPON技术的配电自动化通信系统[J].电力系统通信，2010（12）.

[3]吴琳，郭兆成，张大巍.无线专网通信在大连配电自动化中的应用[J].电力系统通信，2012（1）.

[4]莫从元.探讨城市配网自动化及其配网规划的应用[J].中国新技术新产品，2011（18）.

[5]肖潇.城市配网自动化及其配网规划的应用探讨[J].中国高新技术企业，2015（30）.

[6]杨正元.对城市配网自动化系统技术特点的探讨[J].广东科技，2011（18）.

[7]方黎明.城市配网自动化及其配网规划应用探讨[J].河南科技，2014（22）.

[8]任晔，高志雄.浅谈城市配网自动化及其配网规划的应用[J].城市建设理论研究，2012（23）.

[9]周继贺.探讨城市配网自动化及其配网规划的应用[J].科学时代，2013（12）.

[10]李征.城市配網自动化及其配网规划的应用探讨[J].中国高新技术企业，2017（11）.