摘要：近年來，我國城市電力事業(yè)不斷發(fā)展，對供電質(zhì)量和電力行業(yè)服務(wù)質(zhì)量的要求也越來越高，另一方面，通過多年來的發(fā)展，電力通信已經(jīng)初具規(guī)模，形成了含有光纖的通信體系，電力系統(tǒng)開通了生產(chǎn)管理系統(tǒng)、計算機(jī)MIS業(yè)務(wù)等等，能夠滿足基本的生產(chǎn)和管理需求，但是配電系統(tǒng)的自動化工程仍然是一個急需解決的問題。本文結(jié)合城市配電網(wǎng)現(xiàn)狀及存在問題，對城市配電網(wǎng)自動化的建設(shè)目的、設(shè)計、自動化模式方案及地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用進(jìn)行了論述。

　　關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng),城市配電網(wǎng),自動化

　　由于我國電力建設(shè)資金短缺，長期以來側(cè)重電源和大電網(wǎng)建設(shè)，使配電網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展受到嚴(yán)重的影響。我國大多數(shù)城市都是輻射型單端供電，加上設(shè)備落后、不安全的因素較多，如果出現(xiàn)故障就只能切除整條線路，結(jié)果就是引發(fā)大面積的停電，這類電網(wǎng)基本沒有自動化，一旦出現(xiàn)事故或故障都必須依靠人力解決，造成了配電網(wǎng)用電質(zhì)量及供電可靠性方面較難滿足要求。近幾年來，隨著電力事業(yè)的發(fā)展，各種新電器廣泛應(yīng)用于生活、生產(chǎn)，給人類帶來了巨大的便利，但同時，也使人類社會對電的依賴日益加深，對電能質(zhì)量提出了更高的要求，尤其對供電可靠性，因此加快配電網(wǎng)自動化的建設(shè)與應(yīng)用，是提高配電網(wǎng)供電可靠性的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

　　一、城市配電網(wǎng)的現(xiàn)狀及存在問題

　　城市配電網(wǎng)的規(guī)劃一直以來都得不到重視，電網(wǎng)規(guī)劃對電網(wǎng)建設(shè)的指導(dǎo)作用也不是很大，以致于我國城市特別是中小城市的配電網(wǎng)絡(luò)建設(shè)雜亂無序、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不合理、網(wǎng)架薄弱、可靠性較低、供電質(zhì)量較差，其主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

　　1、供電能力不能滿足負(fù)荷增長需求。主要原因為配電設(shè)備老化，變電站的容量不足，電源布點少。

　　2、供電電壓低。導(dǎo)線的線徑較小，線路長，導(dǎo)致配電線路電壓損失大，在迎峰度夏、迎峰度冬時更為突出。

　　3、供電可靠性低。城市內(nèi)由于電源點分布少，造成線路供電半徑過長，運行方式缺少靈活性，無法滿足N—1準(zhǔn)則的要求：④用戶端無功補(bǔ)償不足。導(dǎo)致線路電能抵足損耗大，電壓低，同時也導(dǎo)致輸變電設(shè)備供電能力下降。

　　4、在規(guī)劃以及實施上配電網(wǎng)自動化水平整體較低，無法適應(yīng)現(xiàn)代科技的飛速發(fā)展。實現(xiàn)城市配電網(wǎng)自動化目標(biāo)基礎(chǔ)薄弱，需要逐步對環(huán)網(wǎng)柜、柱上分段開關(guān)、配電變壓器進(jìn)行技術(shù)改造，需要在對線路改造的同時完善通信數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，提高配電網(wǎng)供電可靠性和配網(wǎng)運行管理水平。

　　二、城市配電網(wǎng)自動化建設(shè)目的

　　配網(wǎng)自動化就是利用現(xiàn)代電子技術(shù)、通訊技術(shù)、計算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實現(xiàn)配電系統(tǒng)正常運行及事故情況下的監(jiān)測、保護(hù)、控制和配電管理的現(xiàn)代化。配電自動化建設(shè)目的可以歸結(jié)為：提高電網(wǎng)供電可靠性，切實提高電能質(zhì)量，確保向用戶不間斷優(yōu)質(zhì)供電;提高城鄉(xiāng)電力網(wǎng)整體供電能力;實現(xiàn)配電管理自動化，對多項管理過程提供信息支持，改善服務(wù);提高管理水平和勞動生產(chǎn)率;減少運行維護(hù)費用和各種損耗，實現(xiàn)配電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運行;提高勞動生產(chǎn)率及服務(wù)質(zhì)量。

　　三、城市配電網(wǎng)自動化的設(shè)計。

　　1、城市配網(wǎng)自動化的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　我國城市配網(wǎng)自動化的構(gòu)建需要在結(jié)構(gòu)上改變傳統(tǒng)配網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)當(dāng)中功能單一、不同電網(wǎng)之間互聯(lián)和信息共享困難的局限問題。傳統(tǒng)城市配網(wǎng)系統(tǒng)由于在結(jié)構(gòu)上的缺陷，導(dǎo)致系統(tǒng)整體出現(xiàn)重復(fù)建設(shè)和信息閉塞的問題。大量的建設(shè)資源和信息資源的浪費使得我國城市電力系統(tǒng)的發(fā)展受到了限制。

　　而隨著我國電力系統(tǒng)計算機(jī)技術(shù)的逐步完善和信息化的建設(shè)，在電力系統(tǒng)的整體改革過程當(dāng)中進(jìn)行城市配網(wǎng)自動化系統(tǒng)體系的重新構(gòu)建。將城市配網(wǎng)系統(tǒng)當(dāng)中，數(shù)據(jù)采集以及交換、電力系統(tǒng)配電線路管理和整合、地理信息系統(tǒng)應(yīng)用加強(qiáng)等功能進(jìn)行誠信設(shè)計和加強(qiáng)。為我國城市電力系統(tǒng)提供一個完整的、先進(jìn)的結(jié)構(gòu)良好且功能全面的配電自動化網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)。

　　2、城市配網(wǎng)自動化設(shè)計

　　我國城市配網(wǎng)自動化需要結(jié)合我國電力系統(tǒng)的建設(shè)情況和我國城市配網(wǎng)建設(shè)的總體規(guī)劃進(jìn)行重新設(shè)計。

　　首先，我國城市配網(wǎng)自動化的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)要參考國際電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，在配網(wǎng)硬件設(shè)備建設(shè)和系統(tǒng)平臺建設(shè)上進(jìn)行嚴(yán)格要求，確保我國城市配網(wǎng)自動化建設(shè)的規(guī)格一致。在配網(wǎng)計算機(jī)信息系統(tǒng)的建設(shè)過程中，要讀一操作系統(tǒng)的接口進(jìn)行統(tǒng)一設(shè)計，符合國際SQL的結(jié)構(gòu)化標(biāo)準(zhǔn)。

　　另一方面，在建設(shè)自動化配網(wǎng)系統(tǒng)的過程中，要留有充分的系統(tǒng)可升級空間和拓展性。對系統(tǒng)平臺的規(guī)模和容量進(jìn)行重新規(guī)劃，對系統(tǒng)中央處理器的選擇要充分考慮我國配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的升級需要。保證配網(wǎng)自動化系統(tǒng)能夠充分滿足系統(tǒng)升級的需要。

　　其次，我國城市配網(wǎng)自動化的設(shè)計要從我國電力系統(tǒng)計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀出發(fā)，充分考慮系統(tǒng)的實用性問題。

　　再次，對于系統(tǒng)的建設(shè)，要充分考慮到系統(tǒng)故障和維護(hù)工作的應(yīng)急和替換系統(tǒng)的需要。提高配網(wǎng)系統(tǒng)的可維護(hù)性，增強(qiáng)系統(tǒng)的可利用率。

　　四、配電網(wǎng)自動化模式方案

　　1、變電站主斷路器與饋線斷路器配合方案

　　由變電站出線保護(hù)斷路器和饋線斷路器相配合，并由兩個電源形成環(huán)網(wǎng)供電方案，即優(yōu)化配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，推行配電網(wǎng)“手拉手”線路。變電站出線保護(hù)開關(guān)具有多次重合閘的功能，重合命令由計算機(jī)控制，線路開關(guān)、通信開關(guān)均具有自動操作和遙控操作功能，通信及遠(yuǎn)動裝置、事故信息、監(jiān)控系統(tǒng)由計算機(jī)一次完成。設(shè)備與線路故障由主站系統(tǒng)判斷，確認(rèn)故障范圍后發(fā)令使故障段斷路器開斷。

　　2、自動重合器方案

　　此方案是將2個電源連接的環(huán)網(wǎng)分成有限段，每段線路由相鄰兩側(cè)的重合斷路器作為保護(hù)，故障時由上一級重合斷路器開斷故障，盡可能避免由變電站斷路器進(jìn)行分合操作。當(dāng)任一段線路發(fā)生故障時，應(yīng)使故障段兩端重合斷路器開斷，對故障進(jìn)行隔離，線路分支線故障由重合斷路器與分段斷路器動作配合切除。

　　3、自動重合分段器方案

　　每段線路故障均由自動重合分段斷路器根據(jù)關(guān)合故障時間來判斷。此方案在時間設(shè)置上應(yīng)保證變電站內(nèi)斷路器跳開后線路斷路器再延時斷開，然后變電站內(nèi)斷路器進(jìn)行重合操作，保證從電源側(cè)向負(fù)荷側(cè)送電。當(dāng)再次合上故障點時，變電站內(nèi)斷路器再次跳開，同時故障點兩側(cè)線路斷路器將故障段鎖定斷開，確保再次送電成功。

　　4、饋線自動化模式

　　(1)就地控制模式，即利用重合器加斷路器的方式實現(xiàn)。

　　(2)計算機(jī)集中監(jiān)控模式，即設(shè)立控制中心，饋線上各個自動終端采集的信息通過一定的通信通道遠(yuǎn)傳回主站，在有故障的情況下，由主站根據(jù)采集的故障信息進(jìn)行分析判斷，切除故障段并實施恢復(fù)供電的方案。

　　(3)就地與遠(yuǎn)方監(jiān)控混合模式，采用斷路器(重合器)，智能型負(fù)荷開關(guān)，并且各自動化開關(guān)具有遠(yuǎn)方通信能力。這種方案可以及時、準(zhǔn)確地切除故障，恢復(fù)非故障段供電，同時還可以接受遠(yuǎn)方監(jiān)控，配電網(wǎng)可實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化調(diào)整和非正常方式下的集中控制。

　　五、地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用、

　　1、GIS功能的增加

　　地理信息系統(tǒng)在城市配網(wǎng)自動化建設(shè)當(dāng)中的應(yīng)用，代表了我國電力系統(tǒng)初步實現(xiàn)中央處理器、線路單位和人員手持機(jī)之間的數(shù)據(jù)和信號傳輸及交換功能。同時增強(qiáng)了配網(wǎng)線路元件的智能化水平和運算能力。在城市配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的建設(shè)當(dāng)中應(yīng)用地理信息系統(tǒng)，即是電力系統(tǒng)同地空衛(wèi)星技術(shù)相結(jié)合的一種跨越。也是象征我國電力系統(tǒng)高集成化的一種總體發(fā)展趨勢。通過地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用，配網(wǎng)系統(tǒng)回避了信號傳輸線路當(dāng)總數(shù)據(jù)交換周期緩慢，中轉(zhuǎn)困難和接口重復(fù)建設(shè)的問題。不僅解決了數(shù)據(jù)線路的重復(fù)建設(shè)問題，同時也充分的利用了電力系統(tǒng)當(dāng)中的數(shù)據(jù)資源。

　　2、配電自動化遠(yuǎn)方終端

　　城市配電自動化的改建內(nèi)容既要實現(xiàn)配電網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中，電器元件的自動化運行和智能化運算功能，同時也要具備電力系統(tǒng)中央處理終端對于城區(qū)配電系統(tǒng)各個元件的遠(yuǎn)程操作功能。通過電氣元件和自動化構(gòu)件自身的故障識別和處理功能，對配電網(wǎng)絡(luò)的故障進(jìn)行控制和應(yīng)急措施。另一方面，通過遠(yuǎn)方終端的形式，能夠?qū)崿F(xiàn)配電網(wǎng)絡(luò)的重塑和優(yōu)化運行。可以說，配電自動化遠(yuǎn)方終端的建設(shè)，代表了我國電力系統(tǒng)自動化和智能化水平的一個提升。隨著計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在電力系統(tǒng)中的進(jìn)一步應(yīng)用，電力網(wǎng)絡(luò)制動調(diào)節(jié)和恢復(fù)的功能也將不斷的加強(qiáng)。

　　六、結(jié)束語：

　　隨著計算機(jī)科技的不斷進(jìn)步，配電網(wǎng)的自動化建設(shè)將會有更多的科技投入，配網(wǎng)自動化技術(shù)也會逐漸成熟，為配電網(wǎng)安全高效的運行提供技術(shù)保證。如今，電力市場的發(fā)展也不斷深化，電力市場的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益顯得越來越重要，配電網(wǎng)自動化是實現(xiàn)雙重效益的關(guān)鍵手段。通過建設(shè)配電網(wǎng)自動化，實現(xiàn)社會效益和經(jīng)濟(jì)效益的協(xié)調(diào)發(fā)展，這是我國配電網(wǎng)自動化建設(shè)的重要目標(biāo)

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