摘要:在我国电力网络不断升级和改造的市场需求推动下,配网自动化系统设计及施工进程也在逐步深入,不仅大大提高了10kv配电网的输电过程以及运行速度,还通过配电网自动化系统设计技术,实时监控输电过程中的各种情况和事故,为国家配电网的正常运行和管理提供安全保障,一方面有效保障和提高国家配电网供电的效率和质量,另一方面满足国家对电力的需求,该技术还可以为国家配网的建设和管理提供便利,从而有效地促进国家电网安全和可持续发展。因此电力系统企业应对配网自动化系统设计和配网自动化建设的问题需要越来越重视,并积极探索配网自动化系统的电网优化设计,提高配电网建设质量,逐步发挥配网自动化系统设计技术在输电网建设中的作用和优势。
关键词:10kV配网;配网自动化系统;设计
1、当前10kV配网规划设计中存在的问题
通过对全国10kv配网自动化管理系统(见图1)的深入分析,我们发现,无论是刚刚投入运行的系统,还是运行时间较长的系统,在系统设计上都存在一些不足,具体体现在以下几个方面:
1.1片面追求技术的先进性
对于10kv配网,在配网自动化系统设计中往往存在片面追求先进自动化技术和设备系统设计错误,如过分使用最先进的配电自动化技术和配电设备等,并完全忽略了所选用的技术和自动化设备与现有配网的相互兼容。这不仅可能直接导致原有配网自动化系统的技术优势得不到有效发挥,还可能直接导致配网系统运行不稳定。
1.2通信通道容量受限
对于配网自动化通信系统来说,通信自动化系统是其重要组成部分,是实现整个配网通信自动化系统功能的重要技术。但现实是很多地区的配网自动化通信系统在其设计过程中容易忽略这一重要问题,由于其通信自动化通道的长度和容量不能满足配网自动化系统设计和运行的实际需要,严重影响了系统控制与通信终端之间的网络通信过程。
1.3系统功能结构单一,且对可扩展接口预留不足
在许多地区配电网自动化工程管理组织系统设计中,均未发现存在开放性和可持续扩展性明显不足的管理系统功能两大问题,不给未来配电网自动化工程改造和管理服务系统,配电网自动化工程管理服务系统在我国相关基础设施功能的不断完善和功能的扩展应用等方面都没有留下充分的空间技术发展创新。
2、完善10kV配网自动化设计的措施
2.1主站的设计
对于10kv配网自动化系统而言,系统平台结构层次首先应包括基于配网结构层次的平台,便于模块化结构的应用,因此平台设计的最大好处之一是更方便未来自动化系统平台的扩展和应用配网系统改造自动化。预留了系统模块接口,只需要简单的应用模块接口,就可以方便地实现对系统自动化平台结构层的设计和修改,而不需要对当前配网自动化系统设计和运行可靠性造成干扰,从而使配网自动化系统的设计效率和可靠性大大提高。
2.2一次设备的选型
对于如何配置一个复杂的自动化网络系统而言,主要设备的选择负责各种计算处理策略,这是保证系统最终运行和功能实现的关键。因此,有必要提高对一次设备配置和选型的重视。总的来说,我国10kv配网可分为两种类型:典型的城市配网和农村配电网。城市10kv配电网,其网线以电缆线路为主,网络结构以环网线路为主。农村10kv配网的网线多为架空网线,“牵手”程度相对较低。由于城市10kv配网与农村10kv配网的连接网结构和特点不同,“自动化潜力”也不同。因此,应根据不同情况选择最合适的一次配网设备。同时,考虑到目前城市10kv配电网中电缆及环网数量较多,连接电缆的一次设备宜选用各种环网柜。同时,为进一步提高农村环网柜的远程自动控制能力,其远程操作机构一般应选用电控机构,并应适当配置与低压箱相对应的环网柜,环网柜的闭合线圈和辅助触头。
目前,农村10kv配电网一般可分为以下两种配电情况:第一种配电方式主要用于偏远地区的单电源重合器和辐射配电网线路。这种分布方式的网络具有较高的暂态故障概率,且大多为暂态故障。因此,在实践中,我们建议在偏远地区采用重合闸配电方式作为主要设备。在边远地区采用单电源重叠供电的情况下,边远地区配电网管理系统一旦发生瞬时故障,有利于配电网故障处理系统的及时处理和隔离,有利于配电网供电的快速恢复。一次供电同时重合闸对通信设备和系统的依赖性和自动化程度低,是目前配网通信自动化能力较弱的偏远地区的实际情况,在保证配电网进一步提高供电可靠性的同时,也不会给用户带来更多的通信系统维护成本。第二种方式是将具有“牵手”配送能力的农村线路推向市场。对于这样的农村配电网线路,由于其主回路供电半径大多能控制在5公里范围内,所以为了有效保障干线供电的安全性和可靠性,通常这样的干线配电网要实现三开关四段设置的自动化,并可同时在支路干线配置重合闸。这种方法的一个主要优点是可以实现远程集中控制和就地控制的自动集成,提高了供电的安全性和可靠性。
2.3通信系统的设计
10kv配网自动通信系统在实现其自动化运行中具有不可替代的重要作用,因此有必要对其设计和质量给予更多的关注。具体而言,需要更好地实现以下重要方面:
(1)通信控制系统必须保证高的运行稳定性,即使出现故障也应保证一定的数据恢复和处理能力。
(2)通信网络系统的自动化、网络化的特点是要保证灵活性,可以根据企业配电网自动化建设的实际需要灵活扩展。
(3)配网自动化通信系统的结构和功能定位是确定通信控制系统在自动控制端和控制端必须具备双向通信能力,同时满足物联网终端发送控制端和监控端的通信需求数据,同时满足控制端发送物联网终端控制指令的通信要求。
(4)目前的自动化通信方式和技术,最能满足实现的安全性要求,无疑应该是自动化光纤通信,它不仅提供了大容量的通信数据,同时还具有很高的抗干扰能力,作为10kv配网通信自动化系统的光纤通信数据互联网提供了未来配网自动化系统和通信技术发展的主流和趋势。
3、10kV配网自动化设计的发展建议
3.1提升对优化运行决策支持系统的重视
在10kv配网自动化设计的实施过程中,必须在一定程度上提高决策支持系统对优化配网运行的认识和重视。实现配网自动化运行的基本实现方法和主要目的是进一步提高配网供电质量和供电可靠性,而配网运行决策支持系统的优化是通过综合分析和监控同步可以得到各种配网运行状态数据来模拟配电网的生存和优化决策支持模型,并通过分析计算同步优化决策支持模型运行后的各种主要经济指标、安全技术指标,甚至可以得到其运行后的模拟网络自动化效果,为配网运行自动化管理提供了决策依据。
3.2实施信息一体化和大平台集成系统
配网运行信息自动化管理系统不是一个孤立的自动化系统,供电部门应使其功能与当前供电部门和企业对配网自动化管理系统的功能进行有效的集成,该系统能有效地实现配网各种运行信息数据的管理和共享。在下一代10kv配网自动化管理系统中,需要进一步加强信息管理系统在公共管理系统中的改进和功能集成两个方面的系统设计,通过引入新的公共信息系统管理模式来深入研究实施配网运行自动化信息在当前电力部门内部各系统之间的有效管理和共享,在全面提升供电部门和企业对当前配网管理和运行的认识同时自动化管理水平的提高,也有助于提高配网运行同步信息自动化管理系统的网络运行和管理效率。
4结语
综上所述,10kv的配网在整个电网自动化系统中一直起着"承上启下"的重要作用,提升10kv配网供电完全自动化的网络设计和管理水平,对于提升自动化供电系统的质量和可靠性水平具有重要的意义,因此必须引起充分的认识和重视。
参考文献
[1]谢玉远.10kV配网自动化建设的规划与设计[J].技术与市场,2015(1):15-16.
[2]胡宇.10kV配网自动化设计方案的研究[D].北京:华北电力大学,2015.