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城市配网自动化及其配网规划的应用分析柯涛

发表时间：2020/5/9 来源：《电力设备》2020年第2期作者：柯涛

[导读] 摘要：随着城市的快速发展，对城市供电的质量和安全有了更高的要求，城市配电网络与整个城市的日常工作与生活息息相关，因此，保证供电系统的安全性和提高城市配电的可靠性是电力公司工作的重点。

        (惠州市惠城电力实业有限公司广东惠州 516000)
        摘要：随着城市的快速发展，对城市供电的质量和安全有了更高的要求，城市配电网络与整个城市的日常工作与生活息息相关，因此，保证供电系统的安全性和提高城市配电的可靠性是电力公司工作的重点。本文主要从城市配网自动化的发展现状进行了概述，深度解析城市配电网络规划的主要问题，助力于城市配网自动化和配网规划的发展.同时对配电网的负荷进行合理用之，提升配电管理的效率，并着力于将城市配电系统的管理以及运行效率提升到一个全新的高度。
        关键词：城市配电网络；自动化；配网规划
        1 城市配网自动化发展现状
        城市配网自动化的根本目的在于对城市供电网络的质量以及可靠性进行提升，并优化城市发展的经济指标，有控制城市配电网络的负荷，对城市配电网络的管理效率进行强化升级。我国开展的城市配电网络自动化试点较早，并且对设备的改造以及新建都有充分考虑，在试点中具有良好的配网自动化实施条件以及实施基础。但我国多数配电企业由于设备水准的问题，其在配电网络管理的认知上存在诸多问题，导致多数配电网络自动化试点系统处于停放甚至是废弃状态。
        1.1 城市配电网络以及配电设备的发展状况
        城市配电网络的发展在当前时期基本处于良好的发展状态，同时，城市配电线路布置主要以地埋电缆、架空等方式为主的混合线网结构为主。为了使城市配电网络更加美观以及符合城市规划，城市配电线路正逐渐向着地埋电缆的方式在过渡，同时，在我国的大中型城市中配电系统的线路电缆化程度正逐渐提升，同时城市配电网络的平均环网率也在提升，为城市配电网络自动化发展提供了更好的发展环境。但由于多数城市电路网络结构存在联络混乱、结构复杂等现象，使城市配网网络以及配电系统的负荷程度提升过快，导致城市配电线路无法满足城市配电系统负荷提升的需求，所以多数城市的配网负荷能力较差。因此，近年我国多数配电企业在不断地改造与调整网架结构，不断提升城市配电网络在一供已备的配电线路设置上的占比。
        1.2 城市配电系统的信息化建设
        在城市配电系统中使用的配电地理信息系统（即GIS）其属于利用生产运行管理技术、配电网络规划技术以及地理信息技术等配电技术来实现对配电系统进行管理的计算机系统。其主要作用便是对城市配电网络中存在的设备数量大、种类多、分布广、密度高、结构复杂等情况进行解决，其会根据配电网络电力负荷以及地区性地理信息数据的变化而发生改变。GIS系统对配网系统的管理以及运行具有重要作用，但该系统在实际的运用中也存在诸多不可忽视的重要问题，比如GIS系统采用的是外包的开发形式，这种形式对配电企业的生产、经营管理以及客户服务等方面的内容缺乏理解，导致企业在对配电网络进行整体、方案设计等方面缺乏具体的实用性。并且无法与配电MIS以及SCADA等自动化配电系统图模数据共享，导致配电系统以及配电网络的维护与运行的工作量巨大，以致配电系统在实际的使用上受到一定的限制。
        1.3 城市配电网络自动化体系的组成结构
        当前，国家电网所采用的自动化配电体系，根据其体系结构进行划分可分为始终模式，分别为：主站、子站以及终端三层结构构成的配电体系集中监控以及集中采集模式；同上的三层结构所构成的分散监控、集中采集模式；由主站与终端两层结构所构成的集中监控、集中采集模式；最后是在自动化开关设备相互配合基础上实现的自动化配电模式。以上四种结构的配电模式优缺点各不相同，所以在城市配电网络构建中，应当结合城市不同地区的配电环境进行配电模式的选择。

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在这四种配电模式中，配电模式中的主站建设部分是配电模式结构中的重要内容，配电模式组成结构中的主站是否具备一定的实用化，其直接关系到整个配电网络自动化系统的实用化。由于城市配电网络路线监控点会发生频繁的变化，同时随着城市建设发展，城市配电网络几乎每日都在进行配电路线的变更。这些变更应当及时与配电制动化系统进行同步，而配电模式结构中的主站系统所反映出的数据内容才是配电网络现场的实际数据。若无法及时将配网现场的变更反映到主站系统当中，那么主站系统中的数据内容便会存在滞后性，便会直接导致配电网络自动化系统缺乏时效性。所以，配电网络自动化系统的建立应当具有一定的刚性，即将配电系统中的维护、运行工作流程与相关的工作规范以及强制执行配电网络现场数据的修改同步到配电网络的自动化系统当中，使配电网络系统规避信息不对称的风险。
        1.4 配电网络自动化的通信方式
        配电网络要实现系统自动化便需要借助有效的通信方式，才能够将配电主站发出的控制明确及时、精准地传达到各级子站系统以及各个配电终端系统当中，同时及时将各级配电终端设备的运行状况以及各类数据信息进行反映，并采集与传输到配电系统的控制中心。由于运用在配电网络系统自动化的通信设备的运作环境通常都较为恶劣，并且设备的分布范围较为广泛、数量较多，系统网络复杂，因此，配电自动化系统的通信设备选择应当充分考虑安全性、动态性、可管理性以及可扩展性等多方面影响因素，同时针对不同地区环境下的配电网络自动化系统建设，应当采取因地制宜的方式选择适宜的通信方式以及通信设备，使配电自动化系统能够正常运作。目前，配电自动化系统中通信方式所采用的主要是无线通信（CDMAGPRS等）、配电线路中压载波、光纤双环自愈网三种类型。这三种通信方式各有各的优缺点，其中光纤通信模式虽然通信的稳定性与可靠性较为优越，但是将其运用在配电自动化系统通信当中的投入成本巨大；而无线通信的方式主要应用于配电信息系统建设当中，我国当前时期的部分地区正将这种技术尝试运用到配电网络自动化系统建设中，这种方式前期的建设成本较小，且通信效果也较为显著，但由于诸多限制，该项基础在后期的维护阶段需要投入大量的人力、物力；而载波通信的方式也是当前时期少数配电企业在进行试验与试点的方式之一。
        2 城市配电网络规划
        为了充分发挥出配电网络自动化系统发展与建设的实际效用，对城市配电网络进行规划是城市发展的重要内容，而在具体的实施中也需要根据地区的配网发展实际情况来分布、分期进行，但是配电网络自动化系统结构中的主站系统应当一次性建成，为配电系统的子站系统、终端系统建设提供良好的基础环境。在配电网络规划中可采用试点的方式落实，之后在取得良好的成果之后再进行规模扩大，同时也需要尽量配合网架改造，完善城市配电网络自动化体系的建设，以此来实现城市配电网络的全网馈线自动化建设。而在城市配电网络建设以及规划中，应当对配网结构、网络设计规划、配电信息系统的数据信息共享以及设备终端的选择与系统维护等方面的重要问题给予重视。此外，由于城市配电网络自动化系统的建设周期较长，投入巨大，所以，需要对城市配电网络规划的资金来源进行充分考虑，从而推动城市配电网络自动化发展步伐，提高城市配电系统的服务质量。
        3 结语
        综上所述，城市配电网络自动化建设所涉及的内容广泛，同时技术等要求较高，并且由于配电系统在建设时存在的环境等问题对其具有较大影响，所以在实际建设当中，应当充分结合地区环境的特征，采用因地制宜的方式进行配网自动化建设，并加强城市配网规划内容，优化城市配电服务质量，促进城市经济发展。
        参考文献:
        [1] 黄燕彬.智能电网发展与城市配网的规划改造模式分析[J].电子测试，2019（24）：78-79,85.
        [2] 施昌建.探讨城市农电10 kV配网自动化改造升级策略[J].决策探索（中），2019（11）：67.