城市配网自动化及其配网规划的应用

广东电网有限责任公司佛山南海供电局 潘志强

城市配网自动化及其配网规划的应用

广东电网有限责任公司佛山南海供电局 潘志强

在电力工程管理中，城市配网自动化建设是非常重要的内容，并伴随着社会生产力的发展不断进步，而社会也对城市电力供应的稳定性要求更高。本文分析我国当前城市配网自动化及规划的应用现状，以供参考。

城市配网自动化；配网规划

配网自动化及其配网规划的日常运行与管理通常是运用于现代化电子技术、网络技术、计算机、通讯技术方面，配电过程通过实时信息、离线信息、用户地理信息整合而成，发展至今，其自动化体系得到了完善，并逐渐促进配电的运营管理与发展。

1.城市配网自动化研究

配网自动化紧密联系各个供电企业在供电质量与效率方面的因素，充分应用自动化控制技术和计算机技术进行智能离线监控的一种配网方式，其自动化的实现很好地解决了过去出现各种供电故障的问题，同时有效节约了人力和财力，很大程度地提高企业对城市用电需求的满足率与供电的效率，并在此基础上获取经济效益[1]。归根到底，城市配网自动化应用与实现就是通过自动化在电力系统中的运作，从而以自动方式实现电力的调度。在应用的多种配网自动化技术中，如自动控制技术、网络信息技术、高新通讯技术等，都融于一体服务于系统工作，实现对整个系统自始至终的动态监控，保护运作过程，完成远程操作，确保电力系统实现稳定安全地运行。

2.当前城市配网自动化发展现状

2.1 我国当前的配电设施及网络现状分析

当前，我国的大多数城市在配电网络方面均处于良好的状态，但配电线路基本为架空或电缆地埋的方式实现，尤其是广大的农村地区架空线路更多。但由于网络设置的结构相对复杂，层次较多，联络相对混乱，采用多电源线路的分段方式配电使得一些地区的分段线路状态不佳，并且网络的负荷在不断增长的同时无法满足要求，出现了配网负荷大大超过提供能力的情况。因此也不难发现，近些年来，很多供电企业已经逐渐从网架结构方面进行了调整与改造工作，持续加大供备线路的比重，尽可能地满足负荷要求。配电自动化的总段与设施开关息息相关，其终端采集的数据以及对具体控制的需求也都与设施的开关接口相匹配，一些供电企业在比较早以前就已经制定实施了大幅度修改陈旧设施，转变为自动化接口设施的方法，调节了改造的难度，于是也开发出一种主要工作重心为改造，其次以更换辅助改造的新模式。

2.2 我国城市配电信息化系统的构建

配电地理信息体系通过充分应用当地的地理信息技术以及电网规划技术、管理技术促进配电管理计算机系统的实现，目的在于针对设施种类多、数量大、范围广、信息密集性高且配电网结构复杂的信息变化进行调整。其中，GIS系统对供电企业在配电生产运作和管理工作上发挥了重要作用，但具体到实际的运用过程，依旧存在很多不足。首先，这个系统本身是采用外包的方式实现开发与应用，导致企业管理者甚至工作人员并没有对其具体的经营管理与服务要求有足够的认识，这也必然导致配网规划的最终设计方案无法实现全面覆盖与深度渗透，并且还有可能面临实用性不强的问题[2]。其次，在一体化数据图模的处理上也难以完好，无法实现与MIS自动化系统和SCADA数据的共享，导致后期的维护工作量大增，并且还会受到使用过程中的各种制约。

2.3 我国城市配电自动化系统结构的应用

2.3.1 配电网架设备

通常情况下城市的供电网线路为10kV左右，配网主干线很多采用电缆铺设与架空结合的方式运行，随着城市化进程的推进，城市建筑风格的复杂，传统配网架空方式搭建电网难度增大，因此更多高负荷能力的导线与设备开始应用，以满足城市需要。与此同时，终端设备开关与系统终端的端口相匹配，为了预防出现故障，城市的很多供电企业在终端上预留了另一个自动化设备接口，确保了自动化系统安全性。

2.3.2 配电自动化体系

城市配网自动化体系通常先利用自动化设备与开关的配合，通过子站、主站以及终端形成双层数据收集与监控部分来监控配电网络，确保配电网主站指令可以以最快的速度传递到每一个配电终端与子站中去，从而达到将终端设备运行数据反馈到终端主站的目标。在建设系统主站时，首先必须考虑主站建设实用性与灵活性的问题，其次要求配网线路改线率高，针对监控点随时更换的情况改变监控信息，相关部门必须将改变的数据信息及时反馈到配网自动化系统中去，确保主站得到的信息与线路运行情况一致。一旦子站监控点信息改变没有及时同步到自动化系统中，那么哦诶网线路实际运行情况就会出现于主站显示信息不对称，也就影响了城市配网自动化系统可靠性，系统的价值将失去。

2.3.3 配网GIS系统

地理信息系统的应用能够收集、储存和分析输出的地理空间定位数据，主要包括了系统层、数据层以及业务逻辑层，在城市配电网自动化的应用中有以下三方面的表现，分别为输配电线路管理、配电网设施管理以及终端消耗管理。具体结构图示如下。

图1 配电网GIS系统结构图示

2.4 我国城市配电自动化的通信模式应用

配电自动化系统的实现离不开合理的通信方式，将实现对配电网主站系统控制的命令准确传达到远程的配电终端，就能及时正确地反映远程配电终端各项设施运作的情况，其对应的数据信息也将能及时发送至控制中心。当前的应用现状中，由于很多地区的通信设施环境较为恶劣，分布范围非常广，数量众多，系统复杂，所以在通信方法使用方面的安全性、管理性等均难以得到保障。在实际的操作当中，必须根据不同城市地区的发展情况，因地制宜，采用最合理的通信方法，以保证配电自动化的安全稳定运行。

分散多点通信方式是配电网监控的关键技术，与配电自动化的要求相符，无论选择哪一种通信形式都要在确定配电网的结构模式以后针对当地的情况以及相关因素进行综合的技术与经济比较，比如分别应用于城市中心地区、郊区，或是地下电缆配电等。在考虑建设配电自动化通讯网以后，要采用与当地电力部门成功使用的技术与组网形式，尽可能一步到位，少走弯路，保持通讯网的稳定与高效运行，同时要对其进行计划性维修，预防过多的紧急检修事件。对城网自动化的通信主干网，则要采用专用网，如使用导引电缆、光纤或配电载波等，确保对配电网干线重要开关站以及环网开关柜的支线线路的监控，有助于提高城网供电可靠性，缩短故障时间。针对非重要的分支线与用户配电房，尤其是与监控中心较远的负荷点，则要租用市话网的通讯线路。总之，对整个配电自动化通信而言，需要根据当地的实际情况采用多种通信方式的组合，同时有主备通道，确保通信网络畅通，才能确保配电网在通讯模式上的自动化应用[3]。

3.城市配网的规划与应用措施探讨

3.1 确保主干网线的稳定运作

配网规划必须以具体的负荷控制要求为标准，注重对主干线网络稳定运转时负荷电流的控制，如控制单环网馈线不超过250A，多环网馈线不超过300A，辐射线不超过400A等等，一旦负荷电流超出范围，就要从增加线路等方面考虑以实现分割负荷的目标，从而转供负荷，下图2表示配电网络馈线情况。

图2 配电网络馈线具体安排

3.2 注重变电站的联络馈线安排

在规划配电联络时，工作人员还要注重对变电站联络用线的安排，如10kV馈线需要至少4条以上，而负荷则不能超过导线安全截流量的一半，才能确保符合变电站负荷转移的要求。对电缆管道的规划也要考虑实际的情况，要求终期同时完成，而电气建设可分期完成等。下图3表示配电网络馈线出线的安排。