10kV配电网负荷自调功能探讨

摘要：随着能源结构的优化调整，电能在终端消费中所占的比例日益提高，社会发展对电能的依赖程度日益增强。目前广东地区10kV配电网基本实现了两线或多线之间的联络，为了让电网的可靠性得到进一步增加，电网负荷实现可转供以及自由调配是很有必要的。文章阐述了10kV配电网负荷自调的设计方案。

关键词：10kV配电网；电网负荷；自调功能；电能；馈线自动化 文献标识码：A

中图分类号：TM712 文章编号：1009-2374（2015）11-0149-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.11.074

1 10kV配网馈线自动化概述

1.1 馈线自动化的功能

馈线自动化是配电网自动化的重要组成部分，是配电自动化的基础。配电网的可靠、经济运行在很大程度上取决于配电网结构的合理性、可靠性、灵活性、经济性、自调性，这些又与自动化程度密切相关。通过实施馈线自动化，使馈线在运行中发生故障时，能自动进行故障定位，实施故障隔离和恢复对健全区域的供电，提高供电可靠性。在此基础上笔者建议必须要增加馈线之间的负荷自动调节功能，进一步减少因特殊情况馈线负载过重导致错峰用电。两条或多条馈线应该通过各节点之间的联系匹配用电负荷，统一协调负荷自动割接供电，尽量避免出现馈线供电负荷不平衡带来的一系列不稳定因素。

1.2 馈线自动化的类型

馈线自动化的实现有两种基本类型，即就地控制和远方控制：（1）就地控制是利用开关设备相互配合来实现馈线自动化，即采用具有就地控制功能的线路自动重合器和分段器，实现配电线路故障的自动隔离和恢复供电功能，无远方通信通道及数据采集功能；（2）远方控制是基于馈线开关监控终端来实现馈线自动化。即采用远方通信通道，具有数据采集和远方控制功能，实现配电线路故障的自动隔离和恢复供电的功能。

1.3 馈线自动化的特点

馈线自动化具有如下特点：（1）与变电站综合自动化类似，馈线自动化也是从单项自动化向综合自动化方向发展，但馈线的设备及终端控制单元只能面向现场，分散安装，不可能集中布置。因此，必须全部满足室外工作的环境条件；（2）由于馈线自动化的功能随配电网要求不同而异，其综合程度难以如变电站综合自动化系统那样规范；（3）为了适应馈线自动化的不同应用水平，再加上考虑到调试维护的方便，各种用于馈线自动化的控制器或终端单元一般都设有自动、远动和人工（或用户接口）三种模式；（4）为实现馈线自动化信息传递，配电网还有一个专门的通信系统。

2 光纤通讯

光纤通讯是以光波为载体，以光纤为传输介质的通信方式。光纤通信现在已经成为当今最主要的有线通信方式。

光纤通讯系统基本构成主要有光发信机、光收信机、中继器、光纤或光缆、光纤连接器、耦合器等无源器件。将需要传输的电力信号在发送端输入到发送机中，将电力信号调制到光信号上，然后将已调制的光信号通过光纤传送至接收端，由接收机解调恢复出原来的电力信号。目前光纤通信技术已经成熟，并且在电力系统中得到了广泛应用。

光纤通讯的优点有：（1）传输容量大；（2）损耗小，适合长距离传输；（3）体积小，重量轻，可绕性强；（4）输入与输出间电气隔离好，抗干扰性能好，保密性能好；（5）抗腐蚀，耐酸碱，敷设形式多样而且简单方便；（6）节约金属材料，保护环境。

3 10kV配电网负荷自调

3.1 目前10kV配电网自动化主要运行模式

3.1.1 电压-电流型。适用于配网架空、架空电缆混合网的任一种接地系统（中性点经小电阻、消弧线圈或不接地系统）的单辐射、单环网等网架。

主干线分段开关、分支线开关和联络开关配置配电自动化终端与变电站出线断路器保护和重合闸配合，依靠配电自动化终端自身的电压-时间和故障电流复合判据实现故障隔离和非故障区间的快速恢复供电。典型接线图如图1所示：

3.1.2 电压-时间型。适用于配网架空、架空电缆混合网线路的单辐射、单环网等网架。

主干线分段负荷开关配套配电自动化终端与变电站出线断路器保护、重合闸配合，依靠配电自动化终端自身电压-时间逻辑判断功能实现故障隔离和非故障区间的恢复供电。典型接线图如图2所示：

3.2 10kV配电网负荷自调方案

10kV配电网负荷特征情况分析。在经济高速发展的今天，电能消耗急剧增长。但是电力负荷的需求具有很强的季节性差异，在短时期内会造成局部区域用电紧张，导致部分10kV配电线行重载或者过载。10kV配电网的供给能力以及其可靠性将迎来严峻挑战。

电力负荷的需求的季节性差异具体表现为：（1）冬夏气候差异导致负荷严重不平衡。在广东地区夏季炎热，居民和企业电力负荷需求逐年递增；在转入冬季时两种用电负荷明显大幅回落；（2）昼夜更迭导致负荷严重不平衡。在工业强省的广东，企业对电力负荷需求只增不减，电力负荷出现昼强夜弱局势；（3）人口区域流动导致负荷不平衡（出现在夏季）。此项主要针对城镇人口上下班流动，在区域内形成负荷转移。

面对以上几种局部非连续性负荷增长情况，我在本文阐述10kV配电网负荷自调方案——借助光纤通讯网络对各负荷节点FTU数据进行对比分析自动识别，通过各节点开关的分合闸来实现电力负荷自动分配供给。

3.3 10kV配电网负荷自调平台结构

配电自动化主站：分析处理来自配电网络各个线路节点FTU的数据，并通过人机界面反映出整个网络现状以及处理的情况（包括命令的发出和命令的执行情况）；FTU称为馈线开关监控终端，是装设在馈线电器设备旁边的监控装置；线路节点开关：主要以户外柱上断路器和户内开关柜（配断路器）为主。

3.4 10kV配电网负荷自调方案

10kV配电网负荷自调方案的启动必须要由主站发出警报后由人为确认，在人为授权后自动发出自调命令并同时通过人机界面显示，此系统最大的特点是可以视频实时监控各用电器状态。为了确保通信畅通稳定，我们建议使用光纤通讯。以下简单介绍自调方案：

正常情况下A5、C5断路器同时断开作为联络开关，各母线自带原有线行负荷；分析情况：当YH3FTU监控到负荷急剧增长反馈至配电自动化主站，A1FTU、A2FTU、A3FTU监控到电流急剧增大反馈至配电自动化主站，A1FTU发出重载预警警报；YH8FTU监控到负荷急剧增长反馈至配电自动化主站，B1FTU、B4FTU、B3FTU、B4FTU监控到电流急剧增大反馈至配电自动化主站；C线行负荷保持在低位运行；配电自动化主站分析YH3FTU、YH4FTU、YH8FTU、C1FTU负荷数据。

（1）当满足将YH3、YH4、YH8全部负荷割接至C线行时，A5、C5先合闸，A5FTU、C5FTU确认合闸反馈至配电自动化主站进行下一步，A3、A4、B4开关断开，A5、C5开关合闸完成A、B、C线行负荷自调；（2）当满足将YH4、YH8全部负荷割接至C线行时，A5、C5先合闸，A5FTU、C5FTU确认合闸反馈至配电自动化主站进行下一步，A4、B4开关断开，A5、C5开关合闸完成A、B、C负荷自调；（3）当满足将YH8全部负荷割接至C1线行时，C5先合闸，C5FTU确认合闸反馈至配电自动化主站进行下一步，A5、B4开关断开，C5开关合闸完成B、C线行负荷自调，同时发出A线行重载预警警告。以此类推可以完成配电网各种情况负载自调以及预警功能。

4 结语

随着经济的高速发展，社会对电能的需求只增不减，这就对我们目前运行的配电网提出了更高的要求，所以电网负荷自由调配是可行的，在此情况下就要求设计人员应该利用新的科学技术对现有的资源进行优化配置，同时也鞭策我们学习更新的知识提升自我的业务水平。

作者简介：朱晔澍（1984-），男，湖南娄底人，供职于惠州电力勘察设计院有限公司，研究方向：电力勘察设计。

（责任编辑：蒋建华）