城市配网自动化及其配网规划的应用

贺墨琳 徐常 陈露东

（贵州电网有限责任公司电网规划研究中心 贵州省贵阳市 550003）

1 概述城市配网自动化

1.1 定义城市配网自动化

所谓城市配网自动化，简单来讲就是当前先进的自动控制技术、计算机技术等用于城市配电网中，以此来进一步提升城市配电设备的使用性能。从整体上来看，实现配网自动化的目的在于能够对配电网的运行情况进行实时监控和有效管理，以此来确保城市配电网在使用过程中的安全和稳定[1]。

1.2 城市配网自动化应用优势

1.2.1 关于故障识别方面的应用优势

现阶段，我国科学技术发展迅速，互联网、移动终端智能设备也逐渐普及于大众视野中，而这也从侧面体现出电脑与人们日常工作学习的关联性也因此日益紧密。基于以上，若电力系统在运行过程中的发生故障现象，就会导致局部区域出现断电情况，因此也就对人民正常工作生活带来相应的影响，基于这一情况也就对配网故障管理方面提出更加严格的要求。因此实现配网自动化切实改变了上述现象，其最明显之处就在于通过自动化系统能够对故障进行有效识别。电力系统在实际运行期间，能够与动态收集相结合，从大量数据信息中寻找其中存在异常情况的数据信息，同时在最快时间内对该异常数据信息的发生区段进行有效定位，之后分析该异常数据信息与故障是否存在关联，通过这种方式为电力企业在进行故障处理时提供故障发生位置、故障严重程度等相关数据信息，为之后的维修工作提供支持[2]。

1.2.2 关于系统自动化管理方面的优势

新阶段我国城市化发展进程不断加快，城市配网的发展规模也因此扩大化，而这也就在一定程度上为我国城市电力系统管理工作方面带来相应的管理困难，但与此同时配网自动化的发展也带来了新型管理模式，通过自动化，停电时间减少、运维管理方面工作提升，在实际管理工作中，相关工作人员根据系统中特有的监控管理功能，以此功能来对系统中各个区段数据信息进行有效调取，这样做能够更好满足电力企业便捷化管理需求。

2 城市配网自动化及其配网规划的应用

2.1 案例分析

本文基于XX 地区作为本文研究案例，该地区在配电网项目上规模比较大，线路维护管理比较分散，整体上自动化设计为集中化采集、分散化监控，配网系统有配网终端设备，主站系统构成，总调度中心设置主站系统，其他区域设置调配维护站，整体上来看配电网自动化建设方面效果并不明显，这与该地区配网自动化水平本身不高有一定关联，下文基于此案例对城市配网自动化及其配网规划的应用进行探究，通过引入当前比较先进的配网自动化技术，进一步提升该城市的配网稳定性和供电可靠性，实现配网自动化建设的标准化发展。

2.2 具体应用

2.2.1 配网体系结构

关于城市配网自动化体系结构主要由四方面要素组成，即通信系统、配电终端、主配电站以及次配电站。

对于通信系统而言，关键部分就在于实现各项通信设备的传输功能，就当前配电网自动化系统中使用比较普遍的通信方式主要有无线微功率、无线扩频、3G/Wimax 等，在实际应用中，因通信方式的不同，其在特征上、功能上也存在一定的不同之处，其中无线微功率通信方式具有便捷、体积小等应用优势，在进行实际配网自动化系统设置时，因此该通信方式一般用于系统中功耗方面要求比较高的地方；对于无线扩频，通过该项技术能够进一步提升配网自动化系统的抗干扰能力以及传输水平；对于3G/Wimax 通信技术来讲，其具有数据传输速度快、传输量大的优势，相比较于其他通信技术，其最大优势就是能够在短时间内进行大量数据的传输工作，因此这种技术在配网自动化系统中应用比较常见。基于以上，在进行通信系统设置过程中，应根据系统对其提出的相关要求合理选择符合通信方式[3]。对于主配电站，是整个配网自动化系统中的核心之处，其使用功能在于利用主站中电力数据中心对系统中的数据信息进行整合、储存等工作，同时还能够为之后的数据使用、数据管理等方面的工作提供支持。从整个配网自动化系统角度来看，其与配电站两者应是对应关系。这主要在于系统在运行期间，子配电站代表的系统配电终端与主配电站两者的过渡节点，因此次配电站的主要功能在于对自身所在区域负责，并搜集相关数据信息，最后将数据传输到主配电站即可。对于配电终端，可将其作为整个系统中相应枢纽，其主要功能在于接收配电站发出的指定信息进行快速响应[4]。

2.2.2 自动化水平

在配网规划过程中，比如传统配网系统中人为错报信息的现象，直接地影响了配网的运行效果。因此，针对于这一问题，城市自动化配网规划的建设与实施，能够利用自动化操作，规避人为失误的问题，提高配网的准确性，减少配网系统运行中的故障，为配网规划及调整等提供更加准确且有价值的参考依据。对于配网自动化系统运行而言，其关键之处就在于自动化水平，因此在进行配网规划过程中，应根据电力系统运行实际，对其自动化水平进行相应的预期，以此标准进行自动化体系的构建。在配网自动化规划当中，计算机技术、信息技术等的应用，与配网规划有效地结合起来，共同构建成配电管理的自动化控制系统。通过自动化配网规划的实施，能够对传统配网过程中各种配网设备进行整合，解决配网设备大面积分布、地理信息过于集中的问题，减少供电负荷发生变化的可能性，保证配网运行的稳定性。

一般来说，构建配网自动化体系主要由开关以及相关自动化设备共同组合而成的。因此在实际运行期间，主配电站、子配电站与配电终端三者应组成一种比较完整的数据收集系统，通过数据收集系统，能够实现以各区域监控配网作为运行基础，将配电主站传达的指令信息在最快时间、最快速传送至任意子配电站以及配电终端中，而以上也就在一定程度上为各配电自动化体系提供严格要求。为切实达成上述提出的要求，可采取以下几方面措施进行：

（1）严格控制配网线路的改线率。这主要在于配网自动化系统对监控点方面的管控工作，根据相关管理工作人员要求任意切换，基于此这也就对配网线路的改线率水平方面有很高的要求；

（2）严格遵循主配电站建设提出的相关要求，为切实达成上述提出的相关标准，在进行主配电站建设过程中，应将灵活性运行能力考虑其中。

2.2.3 地理信息系统

就配网自动化系统而言，其中有许多功能与地理信息系统有关，比如故障识别、监控等。基于以上在进行配网自动化以及配网规划电力系统管理过程中，应对地理信息系统给予一定的重视力度，科学应用地理信息系统，可提升规划和前期依从性，做到精准规划，高质量规划的同时将配网自动化系统中的功能充分发挥出来。能够实现对配网运行过程中的全方位、立体化的监控，这对于城市配网系统的运行产生了非常重要的影响。但在自动化配网规划的实际应用建设过程中，还存在一定的制约性问题，比如有部分电力企业对于电网自动化建设的认识不够全面，建设方案不够系统，与当地的实际情况不符合；还有部分城市将配网自动化建设的部分工程通过外包开发的形式承包出去，建设质量得不到有效的保障。

关于地理信息系统，主要三部分组合而成，其中系统层主要用于配合自动化配网在运行过程中提出的要求，根据要求向其他层发出相关指令；数据层的功能在于储存运行数据，以此来满足相关工作人员在查询、调取系统数据等要求；对于业务逻辑层，正是确保地理信息系统正常运行的基础。基于以上配网自动化运行期间，地理信息系统能够动态化对其中的地理空间数据信息进行有效收集、整理、储存以及终端消耗管理等功能，以此来确保自动化配网系统正常运行。比如说，电力系统在运行过程中出现异常数据的情况下，相关管理工作人员能够在最快时间最快速度通过地理信息系统对地理空间数据进行收集和储存，从中调取与数据异常相关的信息，明确故障位置，从根本上降低因故障造成的不利影响。图1 为地理信息系统在城市配网中的应用流程图。

2.2.4 线路负荷管理

从配网系统整体上来看，其基本构成就是线路，因此线路的负荷控制情况与电力系统运行是否安全有效存在很大关联性。基于以上在进行配网系统建设过程中，应该严格按照系统建设所提出的相关要求，对主干线路的负荷控制工作要严格落实，切实保证未来主干线路能够安全稳定运行。对于配网自动化管理中的线路负荷管理工作，可将负荷电流指标作为管理依据，通过应用其中的电压监测功能，对电压质量问题进行监测，及时找到低电压问题原因，跟踪低电压提出相应的解决措施，以此来提升对城市配网规划的龙头作用。例如配网中主干线路运行过程中选择是两供一配的馈线模式进行管理，对此相关管理工作人员可将该线路原本的电流负荷水平降至400A 之内；而配网中的单环网馈线，将其电流指标控制降至250A 之内；若该配网自动化系统的主干线路以辐射形馈线进行布设，与上述的400A 标准相同。

2.2.5 联络馈线规划

对于配网自动化系统而言，其设计重点就在于变电站的网络连接部分，要想切实保证变电站发挥其应有的功能，这就需要根据配网自动化系统的特征以及相关要求标准进行相应的设计，对变电站中的联络馈线数量以及馈线的负荷水平要科学设计。

但就现阶段我国城市配网自动化系统规划工作实际来讲,变电站使用比较普遍的联络馈线标准为10kV，因此在应用10kV 标准进行联络馈线设置过程中，对于联络馈线，应该确保其数量不低于四条。例如当前我国某三线城市的联络馈线数量达到六条。

综合上述应用策略，针对XX 地区应该做到以下：减少停电次数，缩短停电范围以及停电时间，积极应用配网自动化系统消除其中存在的故障隐患，以此来保证非故障区域可以持续供电，提升配电网运行成效；对于离线监控、在线监控，应确保配网电压处于稳定状态；对于网络结构进行相应的优化，以此降低该区域的电能消耗量；对电网设备进行科学管控，提升设备利用率；针对自身配电网实际制定固定资产应急预案，以此来减少故障发生率，提升该地区配电网在运行过程中可靠性、安全性。

图1：地理信息系统在城市配网中的应用流程图

3 总结

综上所述，本文首先从定义城市配网自动化、实现城市配网自动化的意义、城市配网自动化应用优势三个角度概述城市配网自动化，又从配网体系结构、自动化水平、地理信息系统、线路负荷管理、联络馈线规划五个角度分析城市配网自动化及其配网规划的应用，供电企业应根据配网运行实际以及需求来进行配网自动化体系的规划，从根本上强化城市配网运行自动化，进一步提升城市中电力系统的供电质量以及供电稳定性，推动供电企业获得更高的经济效益 。