■ 林锦钦(广东电网有限责任公司江门新会供电局)
在城市化飞速发展之下,电能在人们生产生活中的地位不断提升,对城市配电网系统提出更高要求,构建配电网自动化系统成为大势所趋,可使系统设计不断优化,内容和功能更加完善,获得更多成本与社会效益,在配网规划与管理方面实现质的飞跃,确保城市供电的稳定可靠。
城市配网自动化建设存在过度理想化特征,为了达到配网技术与经济方面的指标,企业盲目追求智能化建设,忽视配网系统实用性。电力企业在配网建设时,由于没有立足配网实际情况,未以配网运行管理现实需求为中心,使建设目标与实用性相偏离。此外,随着城市化进程不断深入,城市人口增加,在用电区域方面存在不均衡情况,加上我国配网模式是在西方基础上演变而来,缺乏本土创新,难免导致所建网络与实际需求存在偏差,在实用性方面有待提升,抑制其作用发挥。
在自动化建设中,配网可靠性属于十分重要的内容,但却受到诸多因素影响,一方面,众多网络设备形成统一整体的难度较高,至今尚未达到理想状态;另一方面,部分配电设备易受外界因素影响,如极端天气等,在施工时均会对配电设备造成损害,进而影响配网运行质量。由此可见,在组网技术、设备保护等核心技术方面仍然有待增强。
配网系统内容众多、结构复杂,需要考虑和解决的问题多种多样,这在很大程度上对配网系统设计提出较高要求。目前,在配网设计中没有考虑到所有元素,导致配网使用中出现多样化问题,影响预期目标的达成,尤其是一些城市配网工程急于开工,在建设初期没有对设计方案反复推敲便使用,在工程投入使用后各类问题接踵而至,不但促使建设成本提高,还对系统的高效应用产生较大负面影响。
当前配网系统缺乏实用性,究其原因,主要由于所建配网与运行管理需求不相符合。对于一些电力企业来说,过分追求自动化技术指标,片面的认识自动化程度越高,获得的效益越多。事实上,配网建设应以实用性为核心,借鉴国外成功的建设经验,却不可一味的生搬硬套,应与本土城市实际情况相结合,注重自主研发能力的提升,才可建设出与我国城市配网需求相符合的系统,使现代科技的作用与优势得以充分发挥,促使配电调度水平得到显著提升。
配网系统建设投入资金众多,一旦设计不当,势必难以达到预期目标,影响成本效益与社会效益,为电力企业带来巨大损失。对此,在系统建设之前便要注重设计与规划,对配网实际情况进行充分了解,尤其是城市地理条件与居民用电情况;其次,针对设备可行性进行认证,当前配电设备的生产厂家较多,对于相同功能的产品来说,由于厂家不同在质量方面也会千差万别,应充分了解设备,站在城市配网大局进行设备规划;最后,结合当前城市电力需求现状,预测未来电力发展趋势与需求,使配电网络建设能够与城市发展需求充分满足。
为了提高配网系统的运行效率,减少系统运行故障的发生概率,应结合现实需求对系统内容与功能进行完善和创新,具体如下。
1.主站建设
作为系统的核心所在,具有采集、监控、分析电网等功能,通常在Unix系统或者WindowsNT系统基础上进行建设,配置Web浏览器与GIS系统;
2.子站建设
与主站和终端相互连接,具有桥梁纽带的作用,可对配电终端设备的信息进行采集,并传输给主站设备,也可接收主站命令,将其传递给相应的配电终端,监督终端高端完成该命令。子站在所在区域中相当于小型主站,对该区域内配电设备进行统一管理、监督和控制;
3.配电终端
包括设备运行监督检测、控制反馈等内容,可对开关设备进行就地和远程控制,通过遥测、遥感等对信息进行采集和传输,包括各类配电站的监控终端、开关站、变压器监测终端等等;
4.通信网络
具有促进系统主站、子站、终端层间数据传输等职能,以点对点组网方式为主,通常是上下层间的组网;在同层设备间,以环形组网方式为主,可使网络安全性得到显著提升,在确保全部系统互联互通的同时,还有助于系统运行。
配网自动化系统的应用不但为电力企业带来较多的经济效益,还具有可观的社会效益,可有效降低线路损失、节省人力物力资源、提高供电可靠性,具有不可忽视的建设价值。
配网自动化可使电力系统故障概率降低、范围缩小、停电时间缩短等。但是,配网系统建设需要大量资金支持,且涉及范围较广,运行费用较高。高可靠性与低水平投资二者不可兼得,如何对这对矛盾体进行协调,成为配网建设方案的重点内容。在满足供电可靠性的同时,计算出供电成本,使电网规划方案达到最佳,使企业获得最大的成本效益。可通过停电时间、故障损失电量对配网产生的社会与经济效益进行分析,所损失的电量为故障过程中切除负荷量与停电时长的乘积。在停电过程中,损失电量即企业经济效益的损失量。假设配网中某一元件发生故障,采用产点比法,可计算出年停电损失的数值,公式为:
式中,Sloss代表的是年停电损失,单位为元;k代表的是第j年的产电比,单位为元/(kW·h);h代表的是停电状态下故障元件数量;a代表的是折线率;
配网自动化的投资成本计算公式为:
式中,I1代表的是配电主站建设成本;I2代表的是配电子站建设成本;I3代表的是配电终端建设成本;I4代表的是通讯系统建设成本;n代表的是设备寿命;m代表的是规划年份。
除了成本效益之外,配网系统建设还可带来可观的社会效益,具体如下:
1.降低线路损耗
系统建设可使运行方式得以优化,将线路损耗降到最低,采用调控一体化模式,使配网运行与管理效益得以提升,降低线损,进一步实现电能损耗管控;开展实时监控工作,发现用户违法窃电行为,提高线损管理效率;
2.节约人力物力资源
配网系统具有远程监控与操控功能,可使负荷测量、倒闸操作等无需依赖人工现场,减少出车出勤频率,降低工具、设备损害。对于特殊网络馈线来说,可对故障点快速精准定位,缩短恢复供电的时间,打破以往人员现场排查、检验模式,从而减少在人力与物力方面的支出;
3.提高供电可靠性
针对配网中各个节点的数据进行实时检测,提早发现和处理故障之处,确保设备运行安全可靠,使故障率得到显著降低。通过大数据分析的方式对系统运行情况进行准确评价,及时安排检修,彻底消除各类隐患,为用户带来良好的用电体验,促进供电质量提升。
综上所述,近年来,我国对配网建设的重视程度逐渐提升,为了进一步提高配电服务质量,应采取多样化措施加强配网自动化系统的建设与完善,切实解决系统运行中存在的各类问题,相关人员不断提高技能与素质,推动配网建设朝着更高的目标进发,取得更好的成绩。