试论电力自动化系统在配电网运行管理中的应用

发表时间：2018-06-20T10:33:54.733Z 来源：《电力设备》2018年第4期作者：赵啸

[导读] 摘要：本文针对电力系统配电自动化的要求，对配电系统自动化在配电网的日常运行管理中的作用、必要性、原则、现状以及相关要求进行了深入的分析、探讨，并提出了电力自动化模式方案，以提高广大城乡配电网自动化运行的可靠性。

（国网山东省电力公司汶上县供电公司山东济宁 272500）

摘要：本文针对电力系统配电自动化的要求，对配电系统自动化在配电网的日常运行管理中的作用、必要性、原则、现状以及相关要求进行了深入的分析、探讨，并提出了电力自动化模式方案，以提高广大城乡配电网自动化运行的可靠性。

关键词：配电网自动化；应用原则；运行管理

我国的配电网自动化系统主要有主站系统、变电站自动化系统、通信系统、站端系统等四个部分组成，它充分利用了计算机和现代通信技术对电网中的各种数据信息进行收集、汇总、处理，从而形成自动化系统，其中，通信技术是配电网自动应用的关键所在。

1配电网自动化应用的必要性

由于历史原因，我国长期以来较注重大电网建设，这使得电力自动化系统在配电网中应用较为滞后，用电质量以及供电可靠性都能难以满足要求。国家电网公司对供电可靠性有着明确规定：一般城市地区为99.96%，使每户年平均停电时间不大于3个半小时；重要城市中心区应达99.99%，每户年平均停电时间不大于53分钟。按照这一标准，我国多数地区还存在着很大的差距，所以，应当大力加快配电网中电力自动化系统建设，提高供电的安全性、可靠性。

配电网自动化可以迅速隔离故障区域，减轻维护的劳累程度，减少线路维护成本，实现线路设备的全天候监控，有效地保障了抄表的准确性和及时性，可见，实现配电网自动化有着十分重要的作用。一是配电网自动化能够提高供电的可靠性，当配电网发故障时，能够迅速查找出故障并及时排查故障区域并恢复非故障区域供电；二是提高电网的经济效益，配电网自动化可以降低配电网的线损，提高配电网电压，能够实时控制配电网开关进行电网重新搭配，不在增加投资的情况下，提高了供电能力；三是有效地提高供电能力，通过配电网能够有效地负载，提高馈线的负荷率，增强电网的供电能力；四是配电网自动化能够在人员不进入的情况下，完成大量人员不能够操作的工作，如，自动抄表、自动监控设备运行、自动分析故障等，极大程度地降低了维护工作人员的工作强度。

2配电网自动化的应用现状

电力自动化技术在配电网中的应用是一项庞大、复杂、综合的系统性工程，它涵盖了电力企业与配电网相关联的所有功能，从而保证了用户的用电质量、安全以及服务等。当前我国配电网自动化应用主要以下几个方面：

（1）应用信息技术。现代计算机通信技术在配电网自动化中的应用，可以有效地监控到配电网中的每个设备运行指标，对出现故障设备、线路及时进行隔离修复，以保证配电网设备的安全、可靠运行。

（2）应用地理信息系统。在配电网日常的运行管理中，对网络数据的分析、故障判断、地点确定以及服务等方面，需要精确的地理信息功能。所以，在配电网自动化应当同地理信息系统紧密地结合起来，强化配电网自动化系统的障碍处理、用户服务等功能，提高电力自动化系统在配电网中的运行效率。

（3）电力自动化系统在配电网运行的主要方式。当前，配电网自动化主要有四种运行方式。一是在10千伏辐射线路或者树状线路中使用重合器和分段器方式；二是为能够实现环网柜配电自动化，在10千伏环网中采用了重合器设备；三是在10 千伏环网中，设置环网柜、自动化测控终端等电力自动化系统设备；四是优化线路。目前，我国绝大部分城市供电线路都是临街两侧架空绝缘导线，所以，应当结合当地实际情况，优化网络，在城区内形成多个环形网络，并设置最低两个以上电源。

3配电网电力自动化的应用原则

（1）适应性原则。一是经济条件适应原则。由于配电网自动化网络建设是一项长期、复杂、综合性的系统工程，而我国的广大农村地区经济相对落后，所以，在网络建设过程中，不能够照搬西方发达国家的发展模式，应当结合国情实际，以切实解决当地配电网的实际问题并且符合供电网的可靠性为主要目的，使有限资金能够发挥最大的作用。二是配电网发展适应原则。随着配电网的不断发展和完善，配电网的设备、线路、用户数量都在持续增长，所以，电力自动化与配电网之间应保持协调发展，互相促进。

（3）安全可靠性原则。随着人民生活水平的日益提高，电力在社会生产和人们生活中的地位异常重要，实现配电网自动化后，如果发生网络故障，则会严重影响人们的生产和生活，故障严重将给经济发展带来较大的影响，所以，电力自动化在配电网运行应遵循安全性原则，选择合理、可靠的设计方案，以保证电力自动化系统对配电网安全维护。

4配电网电力自动化的应用要求

（1）保持技术进行性、服务持续性。电力自动化设备在配电网中应始终保持规划的科学性和技术的先进性，切实为用户提供持续的优质服务。电力自动化系统的主要任务就是使得所在区域的配电配电变压器、柱上开关的闭合都在其有效监控中，防止配电故障产生并根据气候变化对配电网络运行进行优化管理，可见，电力自动化系统在技术升级上必须同技术发展保持一致。

（2）及时发现隐患并排除。电力自动系统应能够及时排查出电网运行中的安全隐患和故障，最大程度地保证配电网安全、可靠运行。配电网自动化系统应当时时收集、汇总和分析各条线路上的运行数据，对所出现的障碍快速处理，降低损耗，提高供电的安全可靠性。

5配电网自动化模式方案

我国的配电网通常分为架空线路和电缆线路，多呈辐射状和环网状结构，可以采取多种方法进行故障诊断、定位和隔离。一般有分散智能和集中智能两种主要方式，其中，分散智能主要以开关设备之间的定值配合实现，集中智能方式主要是以通信网络为基础，对各站点设备的数据进行监控、分析以及故障排查。

（1）集中智能控制方案。该控制方式主要由主站、子站、通信、监控等系统构成。从理论上来看，集中智能控制方案是实现配电网自动化的最佳解决方案，它是利用终端设备各站系统的故障、开关动作等数据进行时时监控，并迅速分析和判断出故障区域，最终，通过远程操作及时将故障区域进行隔离，恢复非故障区域的供电。该方案主要由两个电源组成，外加变电站出线保护开关和馈线开关相配合所形成的环形配电网。该方案有着设备采购成本过高、通信设备维护工作量过大、资金回报率过低的缺点。

（2）自动重合器方案。此方案主要是将环网分割若干段，每段之间分别由自动重合器给予保护，当其中任意的一段发生故障时，将故障两端的重合器分段，实行有效隔离。方案由于采用重合器组网来实现配电网自动化功能，所以，不需要通信系统。缺点是由重合器之间