电力配网自动化运行优化策略

翟辉

（广东电网汕头潮阳供电局，广东 汕头 515100）

1 馈线自动化典型模式

1.1 电压-时间型

电压-时间型通常包括以下4 种形式：①线路可能出现短路的问题，此时可利用变电站出线开关来保护跳闸从而避免危险。②通过变电站出线开关第一次重合闸定位同时减轻危险。③通过变电站出现开关第二次重合闸对故障点前的非故障区域供电问题进行解决。④通过联络开关延后合闸时间对故障点后端线路供电问题进行解决。

1.2 电压-电流型

电压-电流型通常包括以下3 种形式：①线路出现短路问题时，可利用变电站出线开关来保护跳闸从而规避危险。②通过变电站出现开关第一次重合闸定位同时规避危险，以新增的故障电流判据为基础，推动非故障区开关合闸后的闭锁分闸工作全面落实。③通过变电站出线开关第二次重合闸对故障点前的非故障区域供电问题进行解决，缩短非故障区开关合闸的时间。图1 为架空与电缆线路。

图1 架空与电缆线路

CB1 和CB2 代表变电站出线断路器：①时间限制优势（速断、过流、零序等时间限制）。②分别为5s 和60s 的两次重合。③以3s 为基准，在此区间内进行合闸时扫描出故障则进行分闸闭锁合闸工作。

分段开关代表电压电流型负荷开关：①出现单侧得电状况则然后7s 进行合闸。②合闸3s 内扫描出问题则开展分闸后闭锁合闸，为扫描出问题则电流闭锁分闸。

联络开关代表负荷开关：①正常运转状态基础上，两侧有压的状况下，则实行闭锁合闸工作。②出现单侧施压的状况，则延后60s 进行合闸。③分闸闭锁合闸应建立在合闸3s 内失压的前提之下。

1.3 智能分布式型

（1）符合包括高供电可靠性、光纤与网通信环境等电缆线路的要求，同时开关所包含的断路器具有开断快速性。

（2）电路出现问题时，智能分布式终端可进行彼此间的通信和信息交流，从而出现问题区域内两端的断路器实行跳闸工作，规避危险。

（3）以自动化开关个体间的彼此影响为基础，在终端间信息共享、交流的辅助之下，能够精准找到和隔离故障，有利于缩短变电站出口断路器二次重合和非故障区开关动作的时间。

变电站出线断路器：时间限制优势（速断、过流、零序等的时间限制）。

分段开关代表断路器：①以终端信息的交流和传递为基础。②在100ms 内能够对问题进行定位、检测并对其隔离。

联络开关代表负荷开关：①以合闸转供信号为标准进行合闸。②对问题整体的隔离和转供控制在2s 内。

1.4 对比分析

不同类型的电力配电自动化情况对比如表1 所示。

表1 不同类型电力配电自动化对比分析

2 中压配电网规划

2.1 总体组网原则

10kV 配电网的组建工作必须严格参照分层分区的原则开展。所谓分层级主要是指在建设电缆网的时候应将整个电缆网分成主干-分支两大层级进行搭建，而在搭建架空网的时候则可以将其分成主干-分支-次分支三大层级进行搭建。其中，主干层主要负责对外持续稳定的供电，分支层则负责向负荷持续供电[1-2]。

站间联络率：设计时需要将变电站站间10kV 联络线、可转供负荷之间的比例控制在30%以上，且常态开环点安设在交界处位置为宜。

接线型式：遵循“中压配电网目标接线应综合分析区域发展定位、负荷分布、变电站布点、市政建设条件及已有中压配电网基础后确定，同一规划片区宜采用统一的目标接线。”的原则，根据地区分类设计出10kV过渡与目标接线推荐方式，具体内容如下。

（1）A 类。过渡接线：“2-1”单环网，2 供1 备。目标接线：2 供1 备，3 供1 备。

（2）B 类。过渡接线：电缆，“2-1”单环网，2 供1 备；架空，N 分段n 联络（N≤5，n≤3）。目标接线：电缆，2 供1 备；架空，N 分段n 联络（N≤4，n≤2）2 供1 备，3 供1 备。

（3）C、D 类。过渡接线：电缆，“2-1”单环网；架空，N分段n 联络（N≤5，n≤3），N 分段单辐射（N≤5）。目标接线：电缆，“2-1”单环网；架空，N 分段n 联络（N≤4，n≤2）。

2.2 中压配电网主干技术原则

（1）每一回路中的压电缆线路主干线环网节点最多不得超过5 个、最少应超出3 个，线路中所有的负荷、用户数必须顺着各环网节点均匀安设，相邻节点之间留有足够的接入负荷空间，低压户数控制在2000 户以内[3]。

（2）中压架空线路分段数宜按照3～4 控制，总长度控制在15km 以上，再增加1 个分段开关。分段设置要综合考虑运维管理需要及负荷分布特点，低压户数应控制在2000 户以内。

2.3 中压配电网分支结构原则

（1）将次干线从主干线T 接馈出，在进行设计、建设的时候必须严格参照电网规划设计的标准开展工作，距离配电网最近的用电客户可作为第一批接入供电的用户。原则上，每个主干分段接触的分支线总数必须控制在3 个以内。

（2）立足于原则上分析，在电缆线路下，归属客户产权的中压开关设备并不支持用“串联”的方法连入主干线，现存专变客户设备“串接”现象的中压线路，应结合网架改造进行梳理，以“并接”的方式将其改造为由分支层供电。

2.4 中压配电网线路及设备的选型技术原则

（1）导线截面大小的设计应参照负荷发展情况、线路生命周期成本等因素决定。相同类型下所有的主干线、次干线、分支线截面大小必须维持一致。

（2）道路电缆走廊的安排道路电缆走廊应根据区域负荷分布发展情况、变电站布点及中压配电网网架建设目标，按未来10～15 年发展需要进行统筹规划[4]。

3 电力配网自动化运行中存在的问题

3.1 过于追求系统功能

为有效提升配电网自动化运行水平、确保其各项基础功能能够正常运行，首先必须构建出完善、健全的自动化系统，结合系统实际需求进行功能设计。然而就目前而言，很多地方的配电网自动化系统在设计的时候一味试图开拓更多的功能，一味追求各种指标（环网率、可转供率、有效覆盖率等）的达标，运行规划安排非常不合理，且其管理存在大量漏洞，付出与收益不平衡，出现了明显的资源浪费问题。

3.2 电力配网线路设计缺乏科学性

当进行配电线路设计工作的时候，不仅需要充分考虑线路的复核能力，还需要综合考虑其他的安全运行需求。基于此，设计人员在正式开始设计之前，需要先全面、仔细的排查规划区域，在保证施工质量能够达到设计标准的基础之上进行线路规划。但实际操作过程中却发现极易受到多重因素的影响，尤其是当规划区域地处山区时，极有可能因为地势起伏过大出现不同配网之间交叉跨越的问题。

3.3 供电区域不平衡

受多重因素的影响，电力企业在进行配电网系统建设的时候，并未提前对整个地区进行规划安排，这样导致建设过程中极易出现供电区域不平衡、电源分布点不合理等问题，严重阻碍了配电网的自动化运行。通常情况下，随着供电半径的不断增长，电源点就更有可能出现损坏，严重影响了配电网的安全运行，严重的话还会引发负载不平衡等矛盾，拉低了整个系统的工作效率[5]。

3.4 部分电力设备不可靠

尽管这些年来电力系统的改造、建设力度正在不断提升，但受各种外界因素的干扰，即便是系统内的一些使用周期较长、稳定性能较差的设备仍然没有被替换掉，比如现行的《广东电网有限责任公司中低压配网基建项目投资策略》中单个设备拆除资产原值大于5万、单个项目整体拆除资产大于15 万和资产净值大于30%都属于五类项目，基本不给于立项改造；还有部分前些年部分厂家同批次设备缺陷，但又达到投资策略标准的，同样不能改造和更换。

4 电力配网自动化运行优化及可靠性策略

4.1 配网运行模式优化

由于不同的电力配网运行模式存在差异，因此不同的电力配网在进行电力设备、配电负荷、线路规划等设计的时候其标准也不一致，为有效提升系统整体的自动化水平，就必须立足于当地实际情况进行分析，对配网内的不协调之处进行优化，努力打造出安全、稳定的科学配网模式。

4.2 强化主网建设的支撑和配网安全保护

区域主网规划建设中，配网规划管理人员一定要参与其中，不管主网还是配网规划设计人员都要树立，一切都是为力用户服务的宗旨，科学合理规划主网电源点的布局，使得配网出线走廊多方位，避免形成出线走廊过于集中，可能出现一回线路故障多回线路陪停的情况，严重降低配电网自动化水平和供电可靠性。优化主网电源点布局，使得配网网架更容易形成典型接线形式，馈线组内线路之间形成末端，这样大大提高配网自动化有效水平。同时大大提高配电网的供电可靠性。

4.3 更换老化的设备

对于配电网自动化设备本身存在缺陷和不适应的设备，向上级部门提出科学需求，争取得到政策的支持和资金的支持，开展有效的改造升级。同时待电力配网工作一段时间之后，很多设备不可避免将出现老化、故障等问题，将严重影响配网自动化运行的正常开展。为有效解决这一问题，管理部门需定期选派专业人员对系统进行排查、维护，一旦发现系统中存在故障设备，应立即进行维修或替换。不仅如此，工作人员除了需要对故障设备进行处理，还需对其周围设备进行检查。若其周围设备同样出现问题，此时可使用相同的方法进行处理，其目的是为了有效防止某个设备出现超负荷运行的情况，从根源消除潜在隐患。

4.4 推动配网智能化建设

智能化技术的应用显著提升了配网系统整体智能化水平，因此为了促进配网系统的长足发展，设计人员应融入更多的智能化技术，例如可以通过给系统安设智能化设备，通过设备自动化、智能化的工作。同时，可以在系统中引入智能化故障监测系统，将其设于配网系统之中，通过故障监测系统，能够定期对配网系统进行排查，及时发现系统中隐藏的安全风险，还能够对故障所处位置进行定位，有针对性地制定相应的解决措施，从根源解决问题，提升配网的自动化运行水平[6]。

5 结语

由此可见，如今人们越发依赖电能供应，且希望能够得到安全、稳定、持续的电能供应质量，对此，电力企业为了给用户带来更优质的服务体验，就必须积极做好配网自动化基础建设与应用，全面提升配电网的智能化、自动化水平。但实际建设过程中却发现，电力配网的建设工作依然面临着很多问题，例如部分新自动化设备运行不稳定、现有结构固化、自动化实际运行效率不高等，为解决上述问题，要求电力企业参照当地的经济发展情况对整个配网结构进行改造调整，配电网投资策略的调整，重视主网建设的支撑和配网安全保护、运行环境保护工作，只有这样才能够促进电力配网自动化的长足高效发展。