配网设计中自动化技术的应用分析

配网设计中自动化技术的应用分析

苏国峰

临汾临能电力工程勘察设计有限公司 山西省临汾市 041000

摘 要：近来年科学技术飞速发展、经济水平不断提高，使得人们生活和工业生产对供电质量提供更高要求。大规模电网改造项目完成后，开始进行配网布局的优化。由于国内配网建设已经步入自动化实施与应用环节，通过运用现代化技术，与电力设备有机结合,实现系统正常运行条件下的异常情况计量控制、其他设备保护和检查，同时和供电单位、电力用户高度融合。通过使用科学适用的配网设计技术，实现供电质量与价格制定的双向数据达标，满足电力客户个性化的多样需求。

关键词：配网设计；自动化技术；应用分析

1 当前配网的现状

现阶段国内电力管理的主要矛盾表现在电力缺口不断扩大，但是 电力需求和生产却存在较大差距。因此，国内电力投资重点任务是电厂与输电网的建设。通过长期物力和人力投入后，基本完成电力项目发展需求，有效缓解社会用电紧张的问题。随着社会经济的飞速发 展，使得越来越多电力工作人员认识到配电环节才是电力管理的主要 矛盾，而由于固有的投资观念和模式不够科学，造成配电网整体结构 的落后。以单端辐射性供电为例，国内多数以上的城市采用这种模式 供电，一旦发生线路故障问题，处理方法只有整回线路的切除，最终 造成大范围的片区停电。因为配电线路具有较弱的输电能力，部分超 过使用年限的线路依旧没有更换，长期负荷工作后达到百分之三十以 上的线损现象。对于用电高峰阶段，更是存在着断电技术的性能滞后。 近年来，相关管理部门陆续制定和推出城网改造政策，加大对配网设 计的资金投入，加速配网系统自动化建设进程。

2 配网自动化建设和实施的意义

按照电力企业角度进行分析，配网设计融入自动化技术的意义主 要包括：第一，控制和减少故障停电的时间与频次，进一步提高供电 稳定性与可靠性。实现故障问题自动化检测和隔离，缓解故障停电影 响范围，确保非故障区域供电的性能尽快恢复并且降低故障诱发的不 必要电费损失。第二，提高电能质量。检测和改善瞬态电压与稳态电 压的质量，提供用户更加理想的电能。第三，增加配电网的设备利用率。将运行系统稳定性提高，降低运行维护与线损的费用，确保企业运营效益的最大化。第四，控制设备检修的范围与故障停电的时间。第五，减少电能损耗，优化配置无功分配与整体网络结构。第六，提高供电服务的水平，积极运用现代化科技，为用户提供更加优质的服务。

3 系统功能及架构方面

3.1 SCADA/DMS 平台

一体化系统的主机平台作为整体配电系统自动化运行基础条件， 在完成平台技术的整合基础上，承担起配网系统管理层与实时层集成 任务。例如；远方监视的保护、定值投切合理修改以及故障数据录波 收集等内容。此外，针对规模较小的配网结构，主要由变电站进行环 网控制，也支持主站一体化系统复杂控制。数据中心管理系统的软件 应用，能够在常规软件负荷预报、投诉热线信息处理、故障的恢复控制、短路分析、操作票、网络拓补、重购以及跟踪着色基础上，增加电力市场和负荷计费的管理，实现了整体系统的分工使用、优化配置。

3.2 主站、子站方式的比较

配网设计的自动化系统具有信息传输量大、实时性标准高、网络 结构复杂等特征，面对多样化通信技术的广泛应用，如果系统工作运 用无子站的方式，将所有性能均交给主站负责，使得大批量信息数据 传输至主站系统，加重了主要信息分析、信息处理以及信息判断的压 力，进而影响系统整体运行的实效性。自动化配网系统无法充分发挥 出其使用价值，主站系统一旦发生故障，将会影响整体配网系统运行 的稳定性和安全性。最为重要的内容是，国内电网市场大力推广和倡 导优质服务建设，针对城市自动化配网系统故障造成的居民生活、工 业生产影响时间，将会造成整个电力行业的舆论和监管。基于这一背 景，要求相关设计人员必须增设子站来缓解主站系统工作压力，承担 部分主站系统运行性能，确保主站系统能够对各个子站进行统一管理 和协调。子站系统需要承担的部分性能主要包括：一是，实现了自动化隔离和检测故障问题，同时恢复非故障区域供电。相较于主站系统，通过子站系统完成这项工作更加便捷。分布处理的模式相较于集中处理具有更强的稳定性。二是，子站负担起变电站和馈线内各类终端通信的管理，进一步减少主站信道与通信的管理负担。由于变电站合理增设子站，使得变电站调度终端可以和子站联网或合并，实现变电站与主站间信道的有机融合。 基于日渐增多的变电站项目和生活工业用电需求，使得配网设计环节开始重视采用多元化通讯的方法将子站接入主站系统中，所以，自动化配网系统的通信合理程度、建设稳定程度直接决定了配网系统实际使用质量和自动化运行情况。

4 配网自动化系统的设计

4.1 配网自动化主站系统

前置服务设备：针对服务设备发生故障时，为了保障整个系统的 运行能够不受影响，需要将前置服务设备中选择一台作为主前置服务 设备。这项工作主要由通信交换点完成，运用插件对交换机传输来的 信息数据整理收集，然后保存至当地内存中。软件系统：为了实现对自动化配网系统进行全面保护，需要联合调试配网故障和恢复的诊断性能。联合调试过程中，检查系统各部分性能是否正常。在无故障区域供电恢复操作过程中，应该遥控变电站出口的断路器。配网管理系统：结合现阶段日渐成熟的自动化输配电系统展开分析，国内已经初步完成了管理系统综合性的配电体系。而目前需要处理的首要任务就是进一步提高系统综合性能，技术人员积极学习和借鉴国际上经验，改进和升级系统性能，确保自动化系统的适用性更高。

4.2 配网自动化子站系统

配网监测设备主要包括分布较广、数量较多的柱上开关和数量较 多的开闭所、环网柜。因此，技术人员必须对中间一级的配电子站进 行合理增设，并且由这级配电子站对相关联配电站的开闭所、监控设 备以及柱上开关展开管理，完成数据采集和馈线重合闸操作。此外， 配电子站向主站的通信处理设备实时传输信息，实现整体系统的自动 化的同时，也能够高效节约主干通道。

4.3 配网自动化终端

对配网变压器与城区所管辖柱上开关等关键设备实时监控，并且 实现了自动识别性能，可以对各类故障有效控制。优化城区配网结构， 运用自动化主站和配网子站双向运行这一方式，优化配合网络的重构。针对配网故障问题，能够将故障设备进行隔离，并且快速恢复无故障片区的正常供电。

5 用配网自动化需要注意的问题

5.1 对配网自动化的规划工作应统筹兼顾

自动化配网建设与实施的全过程，涉及到众多工作部门与人员。 因此，在实施方案制定阶段，必须综合性分析，做到整体工作的统筹 兼顾。设计内容应该遵循协调统一原则，做到管理方面易于维护、经 济方面有效节约、技术方面平台统一，从本质上为电力企业信息化、 自动化建设提供基础条件。

5.2 对配电线路造成干扰的因素考虑

天气情况、外界温度、湿度、人为操作以及电磁干扰等因素都会 对配网运行产生影响，这要求设计人员必须全面了解配网建设的实际 情况，确保整体设计方案的安全性和可行性。相较于输电系统而言， 配网系统构成设备切换更加频繁，对设备使用性能、质量与可靠性提 出更高标准，并且在无形之中加重了设备运行成本。因此，针对电子 设备、元配件筛选、开关绝缘的材料选购等环节，必须全面分析性价比，从本质上提高自动化配电系统的运行设备可靠程度。例如：配网子站的环网与进出线增设电动型操作机构，制定就地控制和远方控制等方法。

5.3 对配电设备的操作管理

一次直流设备操作电源输出的电压必须符合相关规定标准，将 输出最大电流控制在 8A、最大功率控制在 300W。在满足上述要求后 驱动高压开关的分合闸电机，输入电源在掉电之后，直流电源的系统依旧正常工作两小时以上，确保环网柜的高压开关与分合闸操作大于或等于十二次。配电终端与单元通信电源的输出电压能够符合 DC48V±1.44V，最大功率和输出电流分别满足 40W，1A，并且在满足最大功率和输出电流的条件下，确保配电终端连续工作两小时以上。基于自动化技术的广泛应用，要求运行人员和技术人员必须不断学习 和进修，为实际配网建设和自动化技术实施提供人力基础，实现传统 配网运行模式和管理流程的更新。

6 结束语

综上所述，基于科学技术日渐成熟、市场竞争白热化的背景下， 自动化技术应用于配网的设计环节已经成为必然趋势。自动化配网建 设和应用全过程中，相关技术人员需要主动学习与借鉴国际经验。全 面掌握配网建设区域的实际情况，做到统筹兼顾的综合性分析，最终 实现电力行业的可持续发展。

参考文献：

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