配网结构优化及配网自动化探讨王森林

配网结构优化及配网自动化探讨王森林

王森林

国网陕西省电力公司宝鸡供电公司721000

摘要：近年来，随着社会工业化水平不断提高，社会对电力的需求量越来越大。电力市场发生了很大的变革，为了保证充足的电能质量，减少配网供电过程中发生的电力安全事故，提高配网供电的可靠性，电力部门开始大力建设中低压电网。城市配电网在国家电网设计指导方针下不断进行改造和建设，网架结构以及配网供电可靠性得到了显著的改善。尽管如此，我国配网建设中仍然存在着许多不足，从配网装备水平、网架结构以及供电能力等方面都存在着不足，因此，有必要对配网结构优化及自动化进行研究。

关键词：配网结构优化；配网自动化；分析

1配网结构优化及配网自动化的必要性

配电网是由架空线路、塔杆、配电变压器、隔离开关、电缆、无功补偿电容及一些附属设备组成，在电力网中起着重要分配电能作用的网络，可分为城市配电网、农村配电网和工厂配电网。配电网一般采用闭环设计、开环运行，结构呈辐射状，由于配电线路的R/X较大，难以保证在输电网中常用的这些算法在配电网的潮流计算中其收敛性。当前，为满足人们用电需求，须采取优化配电网供电，改造配电网自动化等手段来提高供电网络的安全可靠性。随着城市化的不断发展，配网自动化的改造技术越来越娴熟，提升配电网自动化是提升供电系统稳定性的前提，同时能够提升工作效率，降低线路故障发生率。

2配电网的结构形式与不同结构所对应的自动化方案

2.1环网形式

2.1.1对网络结构进行优化

通过对网络结构进行优化，解决电网结构问题。通过大量自动化馈线的使用，构建供电环网，实现供电网络的开环运行。此外，在开关的断路器和配电室内环网负载开关位置安装两个变电站，通过变电站和断路器的相互配合，完成保护工作，其中，配合时间差为0.3秒。电网环路开关的控制在电网优化过程中起到的主要作用有：馈线开关受线路变化的影响变小；通过开关的闭合调节变电所的电路，从而实现变电站的馈线保护系统，达到有效降低系统失误的目的。

2.1.2环网结构的设计

在配网结构框架上安装网络终端，使电网结构具有自动智能识别功能，从而实现配网的自动化。利用该技术实现自动化的原理主要是控制电路开关的闭合来实现自动控制，将中间的开关分闸，外部的四个开关与内部的一个开闭所合闸，如果电路开关在工作中出现故障，开闭所内部的开关就会实现断路器的功能，会自动切断故障电路，此时，故障电流就会改变流向，流向配电终端的第一个开关，第二个开关的电流自动切断。与此同时，终端控制会发挥其故障修复功能，通过隔离故障电路实现电路系统的保护功能，并通过闭合相关联络开关，恢复正常供电。对电路进行环网的自动化改造具有很大的优势，可以通过开闭所的位置调节设置子站，对系统中的馈线进行优化，从而实现配电网信息系统的自动化管理。

2.1.3环网结构的自动化优化方式

需要在环网结构中安装一个可以自动识别的网络客户端，通过信息的传递对所有环网中的线缆进行实时的检测与集中的保护，遇到故障会进行相应节点的告警，从而达到自动化优化的方式。另外，当两路开关中的一个开关出现问题之后，可以自动的倒换，然后在集中告警上显示故障开关，这样，一是可以直接处理故障问题，避免由于一路开关问题导致环网结构受损，二是通过集中告警可以实时的出现环网结构的故障，便于巡检人员的及时发现和及时处理，真正做到自动化分析和处理，实现故障隔离。

2.2架空配电网的优化

在改造配电网的过程中，通过供电网络的联络开关闭合调整，进行架空配电网的改造，实现环网结构的开环工作。如果在考虑成本问题的前提下想要减少配电网中的负载聚焦，在电网进行配电的过程中，可以利用分段器或重合器的配合实现配电网自动供电的目的。这种配电方法优点在于转移供电线路便捷，断开故障电路的维修操作简单，可综合提高电网的可靠性和电网的供电性能。

2.3优化辐射状配电网

辐射状配电网结构的供电方式是目前国内农村主流的配电方式。通过多台分段器和单台重合器的配合构成辐射状的配电线路，实现从故障隔离到恢复供电的自动控制。此外，故障线路的指示器在连接重合器的过程中，有效的判断故障点的位置。同时，要完善辐射状的配网结构，必须在变电站的出线位置的断路器上安装重合器，通过二次重合与多台分段器才能实现有效配合。发生故障时，通过重合器切断故障电流，就可有效的解决重合器和分段器配合过程中的二次重合问题，可以大幅度减小故障电路的检修时间。辐射状配网结构也有其不足之处，当任意一条线出现故障时，其它线路都会出现跳闸现象，影响供电的稳定性，对供电造成大范围影响，因此，辐射状配电网结构的供电方式无法满足城市的供电需求。

3配网自动化通信方式

实现配电网自动化的关键在于通信,现今通信方式的种类很多,针对配电网络点多、面广的特点,在通信方式上必须考虑经济性、可靠性、安装便利性,目前主要有光纤、载波、有线及无线等通讯方式,配电网自动化的通信可由多种通信方式混合应用,其中主干道光纤通信得到广泛认可,而网络化配电载波以其良好的经济性、易于实现等优点,在中低压配网的多种通信方式中将会被采用。光纤通信是市区配电主干网通信的主要方式,通信容量大,速率快,衰减小,不受外界电磁干扰,保密性好,但由于造价相对偏高,安装较为复杂,主要用于主干网通信,随着技术的发展,光纤、光端机技术越来越成熟,费用也将大幅度下降。无线扩频技术由于绕射能力低,在高楼林立的城市配电网中,易受空间障碍物的阻挡,在城市配网中应慎重使用。配电载波通信价格较低,所有供电点的电气联接保证了通信联接,信息在电力线路上传输,便于维护管理,易于实现分层分区的总线式网络,扩展容易,配电载波能随配电网运行方式变化而及时改变通信网结构,这是其它通信方式难以做到的。主要存在问题是通信速率低,受配电网中的干扰较大,可用于郊区配电网络的自动化通信。同轴电缆和双绞线方式,具有简单方便的特点,但抗千扰、雷击能力较差,适用于短距离通信。

4配电管理系统（DMS）

配电管理系统实现以下主要功能:配电SCADA(数据采集与监控)功能;自动故障定位、故障隔离、非故障区段恢复供电、网络重构功能;利用地理信息系统进行配电设备管理,实现对设备的图形化的查询、编辑和统计等功能;使用配电高级应用软件,利用配电系统的各种信息,在实时状态下,对配电系统的运行状态进行分析、帮助运行人员了解配电系统实时运行状态,对配电网的分析和辅助决策提供了依据。配电管理系统按SCADA、AM/FM/GIS(自动绘图/设备管理/地理信息系统)一体化配置建设,并能与调度自动化系统、管理信息系统、用电管理系统及其它系统交换信息,实现信息源头唯一、资源共用、信息共享、图形数据同步更新。

5结论

配电网技术是一项相当繁琐的技术工作，它所涉及到的范围较广，要想实现配电网的自动化就需要计算机技术、数据传输技术、控制设备、管理系统之间的协调运作。实现配电网的结构优化与自动化的主要目的就是确保供电的可靠性与安全性，为人们的生活质量保驾护航。随着经济的快速发展，人们对于供电的要求越来越高，有理由相信，在不久的将来，全面建成结构完善、技术领先、高效互动、灵活可靠的现代配电网，重点城市供电可靠率和电压合格率达到国际先进水平。

参考文献

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[2]田卫红.配网自动化建设与运行管理问题研究[J].广东科技，2011（20）.

[3]洪杰.配网自动化建设与运行管理问题分析[J].山东工业技术，2015，22：157.