10kV配电网自动化系统的智能化建设分析

张玉林，崔宝娣，朱正友，纪永新

（国网安徽省电力有限公司淮北供电公司，安徽 淮北 235000）

1 10kV配电网智能系统构成和发展趋势

1.1 配电网自动智能化系统的具体构成

10kV配电线网的智能、自动系统主要包括两大板块，即计算机网络软件系统和电网传输系统。计算机网络系统包括计算机、专业软件和相关的通信设备，主要收集、存储、分析和处理配电线网运行的指令信息。对电网的在线、离线、配电、用户、结构和地理数据信息进行集成，建设庞大的数据库，发挥信息共享功能优势，提高电网运行的便捷、高效、安全服务质量和现代化水平。10kV配电网智能自动化有三大组成部分：配电网智能自动化的主站设备系统；配电网智能自动化的子站设备系统；配电网智能自动化的终端设备系统。在10kV配电线网的智能、自动化项目建设中，充分了解电网智能自动化系统构成，有利于促进项目设计和施工建设。一方面，能够使施工更加顺利，提高施工质量；另一方面，可以促进理论和实践的结合创新，使项目建设的水平与时俱进，实现可持续发展。

1.2 配电网自动智能化建设发展趋势

我国的配电网智能自动化建设大致有三大阶段。第一阶段是国家电网的主干网智能自动化建设阶段；第二阶段是重点投资10kV配网自动化工程项目建设阶段；第三阶段是“十三五”期间的发展提高阶段。目前，第三阶段的工作已进入攻坚建设阶段。作为2020年全面建成小康社会的重点基础设施建设项目工程，10kV配电网线路的智能自动化建设水平，从建设速度、质量标准和经济社会效益等方面都有较大的进步。作为城市、农村经济发展和人民生活电能供应的主要载体，10kV配电线网的自动智能化建设已开始全面分类建设。第一是电网设备基础条件较好的中心城区电网自动化建设；第二是市区和郊区的电网自动智能化建设；第三是城镇农村的电网智能化建设。不同类别在改造中有不同的技术要求，比如，中心城区的电网，设备质量较好，全部为绝缘性较好的电缆导线，主要内容是建设环网柜，进行控制设施的智能化改造和增设电缆自动化装置。郊区和农村电网智能自动化改造的经济效益不明显，全部改为架空电缆，减少电能损耗即可。针对“十三五”期间电网建设的发展和经济社会的供电需求，启动了区域配网智能自动化建设项目，目的是使电缆网实现分布式馈线智能自动化，架空线网实现就地馈线智能自动化。极大地降低了停电等事故发生率，为客户营造良好的安全用电环境。

10kV配网自动化建设项目的全面开展，大大提高了电网基础设施的质量水平，使电网平稳安全运行发展为新阶段，充分发挥了计算机、网络、移动通信技术的优势。在指令信息处理、电能调度、安全巡检、设备维护以及故障排查等方面，实现了快速定位、精准判断和及时综合分析，减少和杜绝了突发故障的发生，实现用电安全和安全用电的双重目标。下一步国家电网要进行新的农村电网改造工程，启动电能动力入户建设项目，为10kV配网自动化建设发展提供了新的空间。未来，将有更多的信息技术设备投入使用，项目设计和施工建设的规模更大，经济和社会效益将更加显著，配电网智能自动化建设的发展趋势越来越强劲。到2020年中国使用美国因特网的租期一到，我国将启用自主创新的互联网，即物联网IPv9取代美国的IPv6，计算机网络将广泛应用中国自主产权的母根、子根服务器，10kV配网智能自动化建设又将进入一个崭新的发展阶段，为经济社会发展注入新的活力。

2 基础配电线网自动化建设的核心技术特征

10kV配网智能自动化系统的核心技术特征是自愈控制，主要表现在三个方面，即系统“免疫”、持续供电和功能恢复。

2.1 系统“免疫”

将自愈控制设备技术运用在配电网自动化建设中，能够充分发挥较强的“免疫系统”功能。该技术设备能够及时发现电网运行中各种影响电网正常运行的不利因素和事故隐患，并及时自动维护恢复，为整个供电系统提供“免疫”功能。

2.2 持续供电

给电力客户造成损失最多的就是突发故障引发的停电和次生灾害性损失。在电网供电系统中加装自愈控制技术设备，能够优化运行状态，预防故障发生，最大限度上保持电网的正常运行和持续供电，减少停电的发生。主要能够对电网不稳定运行状况进行有效控制。除非自愈控制设备系统遭到破坏，不具备工作能力后，才不能发挥其应有的作用。

2.3 功能恢复

自愈控制技术的核心优势是功能恢复，电网运行正常的状况下，该系统针对电网运行过程中某一不完善的方面进行优化，使整体的运行状态更加健康平稳安全。对存在运行故障隐患的地方，充分利用软件的预防控制优势，恢复设备的完善功能。一旦电网运行呈现波动，自愈控制设备系统会将电网恢复成正常状态[1]。

3 配电线网加装自愈控制软件技术的优势

3.1 实现电网运行过程各种技术指标的在线监测

判断10kV配电线网的运行状态是否稳定安全，主要取决于相关技术指标在电网运行状态下的数据是否正常，自愈控制技术能够借助计算机网络对电网运行中各个技术指标的量实施在线监测，随时掌握电气量和非电气量运行指标数值的变化。如电压、电流、功率因数、功率、设备装置压力、温度和流量等。以便对电网运行状态下各种不正常运行指标进行及时调整和完善，满足电网健康平稳安全运行的需要。

3.2 高级测量软件技术提高电网运行效率

电网运行的自动化系统由两部分构成，一部分是配电管理软件系统；另一部分是高级测量软件技术系统。能够满足电能计量计费的自动采集信息，分析、确定和实时计费。即使网络通信出现故障，相关软件技术设备也会完成功能重构，恢复正常运行，大大提高电网运行效率和资源利用率，强化设备的运行功能。

3.3 拥有强大的模拟和快速仿真软件平台

配电线网的自愈控制软件技术具有模拟和快速仿真功能，强化了电网自动建设平台，使操作人员能够按照智能化系统数据信息的分析结果采取措施制定相应决策，对复杂的电网运行状态一目了然。提高事故隐患的监测、防范和控制能力，提高电网运行可靠性和安全性。

3.4 实现配电设备自动化运行

电网自动化智能系统中，加载了高级配电智能自动化软件，加强了管理系统和通信自动化控制能力，完善了配电网快速建模的智能实时仿真自动化系统，实现了配电的自动化。使电网运行的安全性发生了质的飞越。通过近几年的实践应用，配电自动化技术的发展已相对成熟，不但供电可靠安全，运行效率也非常高，提高了电网运行控制智能化、自动化改造水平。配电设备的自动化运行，节省了大量的人力，减少了供电管理系统设备的故障发生和操作失误造成的隐患，对未来电网升级改造具有巨大的促进作用，具有广阔的发展前景。

4 10kV配电网自动化系统的智能化建设具体策略

4.1 电网信息系统与智能化设备的信息交互规划

在智能化、自动化的10kV配电线网项目建设中，电网的调度、运行管理、GIS平台、生产管理以及经营服务等系统的数据信息，包括变电站所信息的更新、设备维护计划、设备信息模块、台账、缺陷、用户档案、变更登记以及高危客户信息等，都要通过一定的方式进行交互获取。比如，10kV配电线网的设备台账信息，运行管理的生产管理系统通过IEB总线实现与计算机数据库信息共享，了解掌握设备台账信息[2]。

4.2 接入分布式电源

由于分布式电源能把多地区的电源和电力客户进行外接，提高安全用电水平，与传统电源相比具有无可比拟的优势。接入分布式电源需要掌握以下技术节点。第一，调整正常电压。智能化配电线网中进行分布式电源接入时，技术要求就是在电压正常状态下，保证其与相关无功补偿设备同时工作。所以，接入时利用变压器进行电压调节，使电压稳定在正常范围。第二，选择近负荷的电网末端，不仅能够降低电网的损耗，最大限度地减少事故发生，还能使电网的运行更加平稳、安全。第三，提高电能质量。配电网线路的电源节点越多，电网的负载越大，对电网运行的状态影响越大，降低电能的质量。接入分布式电源能够稳定电网的运行状态，保证电能的质量。

5 结 论

2020年我国要全面建成小康社会，10kV配电线网作为经济社会进步发展的基础和支撑项目，实施智能化自动化改造工程具有深远的历史意义。因此，在10kV配电线网智能化、自动化建设项目的实施过程中，需要按照技术发展需要和经济承受能力，制定长期的发展规划，分步实施，试点先行，以点带面，规范推广。在保证电网运行可靠、安全的基础上，不断深入探讨成功的经验，开展自主创新，向着电网现代化、标准化和规范化方向发展，不断提升电网建设的质量。