城市配网自动化及其配网规划的应用探讨

文逸辉

摘要：随着经济的不断发展和科学的不断进步，人们的生活品质有了很大程度的提升，对电力系统的要求也越来越高，在这种情况下，由于电力系统的容量不断增大、运行设备也不断老化，配网规划已刻不容缓。文章通过对城市配网自动化的发展现状进行分析，探讨了城市配网自动化及其配网规划的应用。

关键词：城市配网；配网自动化；配网规划；电力系统；离线监控；智能监控 文献标识码：A

中图分类号：TM76 文章编号：1009-2374（2016）30-0054-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.30.026

配网自动化指的是供电企业通过利用自动化控制系统及计算机技术对电力系统实施有效的离线监控及智能监控，其目的就是进一步提高供电企业的供电质量及配电效率。配网自动化不仅能够有效地降低供电故障的发生率，还能在一定程度上为供电企业节约大量的人力物力，使供电效率和供电质量都有了很大程度的提升。因此，配网自动化在降低供电成本和提高供电企业经济效益方面发挥着非常重要的作用。

1 城市配网自动化概述

1.1 城市配网自动化的功能

随着社会经济的不断发展，城市化的发展步伐逐渐加快，为了适应当今社会的发展需求，急需先进的配网来取代传统的配网功能，因此，配网自动化系统逐渐受到了人们的关注，并得到了非常广泛的应用，根据实践应用我们发现，配网自动化的应用效果十分显著。城市配网自动化的主要目的就是使电力系统能够实现自动化运作，从而更加便利地对电力调度实行自动化操作。配网自动化技术是集现代化网络信息技术、自动控制技术、通讯技术等为一体的高新技术，对电力系统的全过程能够进行自动实时监控，从而有效地对电力系统的运作实行保护，且能够进行远程操作，操作更加方便快捷，进一步提高电力系统运行的安全性和可靠性，促进电力系统经济效益的提升。目前，城市配网自动化的功能可以分为以下方面进行叙述：在电压管理系统中，城市配网自动化可以使其具有自动控制无功补偿电容器投切的功能；城市配网自动化还能够自动地监控电力系统的实时动态，并对监控系统进行自动采集，从而可以有效地监控城市配网的运行状态，实时采集运行数据和信息，还能够通过对采集的数据进行分析及时地发现运行故障，同时系统还兼具报警功能；在电能计费系统中，自动抄表、自动生成电能账单等这些功能可以大大节约工作人员的时间和精力，同时还确保了抄表的准确性；在用电客户信息管理系统中，用电客户的各项信息都能做到及时存储并且能够精确地查找客户信息，以免在需要客户信息时还要逐个进行查找，不仅浪费大量的时间，还对工作效率造成影响；配网故障诊断系统可以结合标准参数及时有效地对配网的运行状态进行分析，一旦有运行故障出现，故障诊断系统便会立即停止对该区域的供电，并安排专业人员进行现场维修和记录，确保城市配网系统能够安全、可靠地运行。

1.2 城市配网自动化的特点

城市配网自动化的关键目的就是实现配网运行的自动化，使供电企业的供电质量和配网运行效率得到进一步的提高。城市配网自动化是集多种先进技术于一体的高新技术，不仅能够实现离线监控和智能监控，还能为电力企业节约大量的人力和物力，与此同时，配网自动化对于故障的发现及时有效，极大地缩短了故障时间。

1.3 城市配网自动化的类型

电压-电流型馈线自动化工作的主要原理是完成对配电网中故障的定位、检测、隔离等功能，从而实现对整个电路的有效检测。当线路出现故障时，一般需要借助配电网主站借助GPRS来获取线路上与故障相关的信息，然后对故障发生的位置进行分析和定位。通常情况下，由于主干线上所配备的电压型自动化负荷开关具备“失压脱钩”的功能，因此将会导致处于失电的负荷开关属于分闸的部位，而远处的主站仅需要发出开关合闸命令，就能够将故障部位的开关闭锁在分闸状态，从而将故障发生部位与其他部位隔离开来。对于馈线上未发生故障的部位，也可以通过变电站上的出现开关借助解除联络开关或重合闭锁合闸的命令，同时借助自动化负荷开关所具备的“来电自举”功能来实现供电的逐步恢复。这种电压-电流型馈线自动化技术兼顾了电流型、电压型配电网自动化系统所具备的优点，其不仅能够实现对故障点的有效判断，并实现对故障点的准确分离，而且还能避免电压型自动化系统中由于“残压闭锁”效果不理想而产生的对侧全线停电的问题，从而大大提高了城市配网自动化的工作效率。在恢复供电和隔离故障方面，也可以减少开关的动作次数，从而在一定程度上延长了开关的使用寿命。

2 城市配网自动化的现状

城市配网自动化的最终目的就是使供电质量得到进一步提升，确保供电的安全性和可靠性，加强经济指标的优化，提高配网的运行效率，使配电系统的运作和管理得到有效的改善。我国对于城市配网自动化的实行相对较早，相关设施的重建和改造均为配网自动化奠定了良好的基础。但由于很多供电企业的设施水平及管理理念还没有达到相应的程度，对城市配网自动化系统的发展造成了一定的限制。

2.1 配电网网络和设施现状

现阶段，城市配电网网络的状态良好，城市的配电网线路的线路结构一般情况下是混合的，以架空电缆或地埋电缆为基础。近年来，城市的配电线路逐渐向地埋电缆过渡，对于大中型城市来说，其配电网络电缆化率逐渐提升，进而促进了配电线路的平均环网率，为城市配网自动化的实现奠定了良好的基础。由于其网络结构十分复杂，网络层次也非常不清晰，在联络的过程中十分混乱，多电源线路的分段处于不良的状态，再加上近年来负荷大大增长，很多线路对于负荷增长的各类需求不能充分满足，配网负荷的转供能力随着负荷的持续增长不断下降。因此，针对上述问题，各个供电企业开始从网架结构入手，对其进行相应的调整及改造。配电自动化终端与一次设施开关之间有非常密切的联系，配电终端对数据进行实时的采集和控制与一次设施开关接口是相互对应和匹配的，企业在对相关设施进行改造和重建的过程中，会预留出相应的自动化接口，为后期配网自动化的实现奠定坚实的基础。

2.2 配电信息化系统构建

配电地理信息体系是将地理信息系统技术、配电网的规划技术和生产运作管理技术有效地结合到一起，从而使配电管理计算机系统得以实现。其中GIS系统在配网的生产运作和管理方面发挥着非常重要的作用，但与此同时也存在着很多的不足之处，GIS系统的开发是以外包的形式，因此开发商不能深刻认识到电力企业的生产管理理念及经营管理理念，无法全方位地实现整体规划及设计方案，甚至导致该系统不具有良好的实用性能。如果不能很好地处理一体化的数据图模，则难以实现图模的共享，这样会大大增加系统在运作和维护方面的工作量，极大地限制了相关的应用。

2.3 配电自动化系统结构

我国的配网自动化体系结构分为四种模式，包括主站、子站和终端三层结构，主站和终端两层结构，自动化开关相互配合的配电自动化模式，其中主站、子站和终端三层结构中分为集中采集、集中监控模式和集中采集、分散监控模式。这四种模式各有利弊，电力企业应该结合当地城市配电网现状对模式进行科学合理的选择。在这四种模式中，主站的构建最为关键。主站是否实用决定着整个配电自动化系统。由于配电网的馈线控制点频繁多变，改线工作几乎每天都在进行。这些变化应该及时与配电自动化系统同步，确保主站体系中的信息与配电网的现场实际信息一致。如果配电网现场的信息发生改变，但没有及时地对主站系统进行更新操作，导致主站体系中的信息与配电网的现场实际信息出现不一致的现象，就会严重影响整个配电系统的可靠性，与此同时，也就降低了配电自动化系统的应用价值。如果能够准确合理地将运行、维护工作和现场实际改进与配电自动化系统同步更新，构建刚性配电自动化系统，就会有效地避免由于信息不一致而造成总体系统失效。

2.4 配电自动化通信模式

有效的通信方式是配电自动化系统运行的基本保障，其主要任务是将配电网主战系统的控制指令准确地传输到配电终端，并将终端的运作状态传送至控制中心。配电自动化系统的通信设备具有工作环境差、分布广、数量多、系统复杂等特点，因此，对通信方式进行选择时，应该因地制宜，将各方面的因素考虑清楚，确保配电自动化系统的通信安全、可靠的正常运行。

3 城市配电网规划

为了充分满足配网的快速发展和城市配电自动化的建设要求，在城市配网自动化的规划中，应该结合当地配网的实际发展状况分期分步地进行。根据多年的实践经验，我们建议主站系统的配置最好一次到位，但对于子站和终端来说，需要结合目前的发展需求进一步考虑，可以按照先试点后推广的原则，再结合配网网架的改造，使配电自动化体系得到进一步完善，从而使全网馈线自动化得以顺利实现。在展开城市配网自动化的规划过程中，应该充分考虑终端设施的匹配、配电信息体系的构建、通讯方式等影响因素，还应该着重关注相关设施的重载、过载、供电能力欠缺等问题。另外，在对城市配网自动化系统进行规划时，对配网的相关负荷控制要求应该格外关注，结合当时的实际情况控制主干线的负荷流量。配电自动化在建设的过程中由于需要大量的时间和资金，因此资金来源问题也需要相关人员认真的规划考虑。

4 结语

城市配网自动化系统在电力系统的运行过程中发挥着至关重要的作用，不仅能够确保电网在安全、稳定、可靠的环境下运行，还有利于供电质量和配网效率的提升。供电企业应该加强对配电自动化技术的运用，结合当地的实际情况，积极落实配网规划，进一步提升配网的自动化水平。另外，供电企业还应该重点关注配网发展的各项需求，运用高新科技科学合理地对配网自动化体系进行规划，相关配网设施的选择应该重点关注其效率、功率、功耗等，进一步提高配网自动化的实用价值。

参考文献

[1] 郑丽姬.配网自动化的规划建设常见问题探讨[J].海峡科学，2011，（11）.

[2] 杜浩东.配网自动化通信技术分析研究[J].中国新通信，2013，（14）.