浅议配网自动化建设

浅议配网自动化建设
梁金法
摘要：随着我国经济的持续快速增长，用电负荷大幅增长。对配电网的安全、经济、可靠运行和电能质量提出了更高的要求。传统配电网的运行管理方式已逐渐不适应经济发展对电能质量的需求，也不能保证供电可靠性。因此，完善配电网结构提高供电可靠性，建设配电网自动化成为当务之急。
关键词：配电网；自动化；技术
配网一般可以划分为城市网和农村网。二者之间存在较大差别。城市供电负荷相对集中于县城及经济发达的乡镇地区，供电环境优越；而农网供电范围大，线径小。威胁供电安全的不利因素较多，事故发生几率高，事故原因查找困难。随着国民经济的飞速发展和人民生活水平的提高。对供电质量和可靠性也提出了更高的要求。大规模的两网改造结束以后，配电网的布局得到了优化，但要进一步提高配电网的可靠性，还必须全面实现高水平的配网自动化。配网自动化就是利用现代电子技术、通讯技术、计算机及网络技术，实现配电系统正常运行及事故情况下的监测、保护、控制和配电管理的现代化。需要结合电网改造在配电网中实现配电自动化，以提高配电网的管理水平，为广大电力用户不间断的提供优质电能。
一、配网现状分析
一直以来，我国生产过程中的一个重要矛盾就是电力的供应满足不了生产的需要，电力是我国严重短缺的能源之一。所以，前几年我国电力投资的重点放在电厂建设中，通过十几年的不懈努力，我国现在的电力水平只是初步适应社会经济建设的需要。
目前主要的矛盾就是配电问题，由于先天配电投入和建设不足，导致现阶段的配电畸形。虽然经过农网改造后，配电网各种新技术、新设备不断投入运行，各地配电网线路、设备健康水平有了较大的的提高。但总体而言，我国大多数城市都是辐射型单端供电，如果出现故障就只能切除整条线路，结果就是引发大面积的停电，这类电网基本没有自动化，一旦出现事故或故障都必须依靠人力解决，利用人力拉闸检查，然后再靠人工查明故障点，通常一点小小的故障就会引发大面积、长时间停电，这些问题严重影响到社会建设以及人们的正常生活，同时增加了供电企业配电网生产维护人员，降低了劳动生产率。总而言之，我国现阶段的配网还存在输送能力差、运行不可靠的问题。
二、县级配电网自动化建设建议
目前对配网自动化的研究主要侧重在市级配电网，对县级配网的研究相对较弱。与城市配电网相比，县级10kV配电网的供电负荷主要集中在城镇等人口密集的地区，配电网网架结构差异性很大。经济发达地区、经济技术开发区的县级配电网以多电源环网结构的电缆线路为主，负荷大且集中；而其余地区的县级配电网主要以架空线辐射方式为主，馈线较长，分支多，电力负荷分散，负荷受季节影响较大。
这些特点表明县级配电自动化不能完全照搬城市配电自动化的建设模式，必须针对县级配电网特点，研究制定相应的自动化模式。城镇、开发区等对供电要求较高的地域可以采用远方就地集中控制模式；由于网架结构、开关设备等因素制约，不能采用远方就地集中控制模式的地域，可以采用配网故障监测模式。
对于新建或改造的县级调度自动化系统，应该优先考虑调配一体化主站系统。如果已经建成有调度自动化系统，并且其规模满足当地3-5年发展需要，可以考虑独立配网自动化主站模式。根据当地配网规模，配电自动化可以采用三层或两层结构，子站层可以就近选择变电站或开闭所内。
三、配电网自动化建设的优势
(一）配网自动化的目的
配网自动化可以提高整个配电网供电的可靠性，减少停电的时间和发生频率，保障客户的安全用电；能提高供电质量和供电水平；以最优秀的方式为客户提供服务；提高整个供电部门的工作效率。
（二）配网自动化的主要功能
配网自动化的建设可以监督配电网的运行和使用，并能优化整个供电系统的管理模式和运行模式，维护电网的安全运行；及时发现事故并通知解决，实现故障自动定位和迅速切除，使停电时间、范围最小，提高供电可靠性。
（三）配网自动化的分阶段实施
无通讯的杆上配电自动化阶段利用分段器具备的智能化功能与站内开关配合，达到多电源和环网供电。利用站内开关二次重合闸，隔离故障区域，恢复无故障区域的用电，通过站内的专有指示仪器，准确判断故障所在地区，并且保护应具有可调次数和时间的重合闸功能，采用的分段器应予留通讯接口，以便下一步建设。
有通讯的计算机管理配电自动化阶段利用通讯系统对配网变压器、分段器等设备实现遥测、遥信、遥控功能；配网主站能对配网实施状态监控、地理信息管理、与其他应用系统接口；对配电网络实时监控、信息交换、数据读取和命令发送；与调度、办公、营销等其他管理系统实现资源共享，实现计算机管理配电自动化。这是今后发展的努力方向。
四、配网自动化运行与维护
待配网自动化系统建成，需要进行必要的系统维护，以保证整个配网的安全运行。由于配网自动化自身具有的特殊性，所以在维护的过程中存在一些难点。
由于配网建设的现场情况复杂，设点较多，而配电自动化系统的监控目标是进线变电所、10kV开闭所、小区变电所、配电变电所、分段开关、并联电容器、客户电能表和重要负荷等。所以，站点过多不仅会给现在的配电网自动化系统带来维护上的困难，还会在网络监控中凸显出一些问题，由于要处理巨大的信息量，要在图形工作站上清楚明白的显现出运行图像与矛盾所在，就有相当大的困难。另外如此众多的终端设备，一但可靠性不够高、或不方便维护，则将会使电力局陷入大量烦琐的维护工作中，此外点多量大，系统造价也将是一个很大的问题。其次，配电网自动化系统绝大部分设备均需在户外运行，外部自然环境恶劣，最好的工作环境要求是，温度保持在25℃～75℃，耐湿度要求高达95%，还要特别预防大风，暴雨，沙尘暴等恶劣的自然因素。而配网自动化设备较多，如果在可靠性和运行维护中出现偏差，则会使整个电力局的工作陷入困境，严重影响其工作效率。
控制电源和工作电源的提取也是令配电自动化头疼的问题，因为在变电所，可以通过所内的直流电源屏或直流电池组获取电源，而在现场，一旦线路停电，就将失去电源的主要来源，而故障判断，隔离故障区域、恢复非故障区域的供电，是配电自动化的主要功能，为了实现这一功能，就必须确保在故障或停电期间能够获取一个环网区域所有开关处的线路信息及故障信息、能够接受遥控命令、并准确可靠跳合闸，为此，往往在装置内不得不挂接蓄电池，而蓄电池的充放电以及在高低温时电池的放电能力和长期未进行深放电后的性能将会受到较大影响等问题。
配网自动化系统是包括一、二次设备，通讯设备、计算机等设施。系统建立后，需大量的全能型专业技术人员对该系统进行维护，培训一支全方面检修维护队伍。需要时间和经验的累积，这也是配网自动化系统建立初期的一个难点。
五、结语
随着计算机科技的不断进步，配电网的自动化建设将会有更多的科技投入，配网自动化技术也会逐渐成熟，为配电网安全高效的运行提供技术保证。如今，电力市场的发展也不断深化，电力市场的经济效益和社会效益显得越来越重要，配电网自动化是实现双重效益的关键手段。通过建设配电网自动化，实现社会效益和经济效益的协调发展，这是我国配电自动化建设的重要目标。