1许波 2张龙飞
1国电南瑞南京控制系统有限公司 210016
2国电南瑞科技股份有限公司 210016
摘要：实际生活中的配电网自动化系统的运行不但涉及到自身的发电与输电环节，还涉及到调整电源和电流、分配用电量及调整用电速度等环节。配网自动化系统关于供电的功能有很多，最基本的功能包括有效提高配电网的供电可靠性、扩大配电网的供电能力、实现配电网的经济高效运行速度。配电网自动化系统不但提高供电服务效率，满足人们的用电需求，还有利于供电成本的较低，供电可靠性的增加。
关键词：配网自动化；系统可靠性；成本效益
1配电自动化的概念
配电自动化是指整个配电网并且包括电力用户在内的自动化的总称。一般情况下，配电自动化包括以下几方面的功能：首先是对数据的采集和控制；再次是对配电网运行状态的监控；还有对配电网系统中配电设备的管理；以及对配电网系统的停电、检修、计量计费等方面的管理；最后是对配电网系统的负荷管理与网络分析、营业管理、工作管理以及网络重构等等。
配电自动化的具体内容包括以下四个方面：①配电网系统中配电线路的自动化；②配电网系统中用户的自动化；③配电网系统中变电站自动化；④配电网系统中配电管理自动化。配电自动化系统的目的是实现配电网系统运行的自动化，使供电企业的供电质量与配电网运行效率得到进一步提高，电力系统部门采用现代电子以及通讯、计算机等多种先进技术与装备对配电网与用户在正常运行和事故情况下实行检测、保护、控制与管理，从而提高供电部门的供电质量和经济性，进一步改善服务与提高工作效率。这种高新技术不仅能够实现离线监控、智能监控，而且还可以为电力企业节省相当数量的人力、物力，特别是对于配电网系统的故障能够有效及时发现，从而大大缩短了故障时间。
2配电网自动化综合评估流程
①以配电网的电源为起点，以配电网的分段开关为终点，然后在配电网自动化综合评估过程中保持电能负荷的均衡，并将配电网分成多个辐射状子网；②对第多个相应的子网进行全面的故障检测，并将故障记录生成故障集合；③对故障集合中的每一个故障事件或情况进行详细、科学和全面的分析，然后筛选出在配网自动化过程中形成的产生影响故障和不产生影响故障，并将两类事件分别保存在相应的集合中；④根据相关公式，结合配电网内各负荷点，计算出相应的可靠性指标。对不同的故障集合，其计算方法不一样，相关集合的可靠性指标使用停电时间改善量Δt修正方法计算；非相关集合的可靠性指标，采用传统的配电网计算方法；⑤计算出每一个配电网中辐射状子网的可靠性指标，最后将这些可靠性指标集合起来形成多组指标数据；⑥根据配电网串联故障事件的等效性，将多组子网的可靠性指标数据，相加生成配网自动化系统的可靠性指标；⑦根据配网自动化系统的效益和成本，结合多组子网的可靠性指标数据计算出净投资利润。
3配电网的可靠性与成本效益分析
可靠效益值得是通过有效措施促使电力系统达到某种特定的可靠水平从而满足用户的用电需求。为了是配网自动化建设后能够使电网企业得到应有的社会效益和经济效益，可通过停电时间和故障损失点亮来计算其效益。损失的点亮可以通过故障时切除的负荷量与停电时间的成绩评估，停电期间损失的电量就代表着电网公司售电量的减少以及经济收益的损失。
想要实现配网自动化首先要改造配网网架，配网网架的改造需要投入大量的资金，因此，在计算投资比例时应有所差别，网架改造的投资金额要占总金额的70~80％，但是实际上，配网自动化只是在优化的基础上增加10~20％，如果将网架优化的成本也计算在配网自动化内，建设配网自动化的费用需要很漫长的时间才能回收，不符合实际情况。
4案例分析
本文案例选取某地区的配电网（如图1所示）作为配网自动化系统可靠性成本效益的研究对象，该配电网的结构呈辐射型，是典型的辐射型子网，其中包括了24条线路、15个负荷点、15个熔断器、15个配电变压器和3台自动开关，配电网系统中的可靠性参数来源于赵晓慧、梁标、李海波和鲁宗相的《城市配网自动化可靠性评估与成本效益分析》。案例中的变压器故障率为每一年1.5%次，并假设该配电网中的熔断器可靠性为100%，则该案例中配电网的前定位和隔离故障操作作总时间一共为60min；备用电源和备用变压器总切换时间均为90min；所有配电网的故障修复总时间均为240min；配网自动化实现后的故障定位、故障隔离和及开关切换操作总时间为2min，负荷点用户数为单位的恒定值。
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图1配电网结构示意图
根据可靠性指标计算方法，可以将配网自动化系统中平均停电频率、平均停电持续时间、用户平均停电时间、平均供电率和等作为比较实现配电网自动化前后的系统可靠性指标，根据案例相关数据参数推算出的可靠性指标，如表1所示，推算出的系统经济性评估指标，如表2所示。
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从表1不难看出配电网实现自动化后的平均停电频率、平均停电持续时间、用户平均停电时间分别降低了0.4063次/（户·年）、1.1845h/（户·年）、1.6742（h/户），平均供电率提高了0.10024536，说明该地区的配电网自动化实现方案取得良好效果，值得推广。
配网自动化实现过程中，包括了配电主站建设部分、配电子站建设部分、配电终端建设部分和通讯系统建设部分，这些建设部分初期投资的大体总成本为3000万元，辐射状子网投资占全网投资的10%，共占360万，该自动化设计方案中的投资回收率被设为8%，自动化实现年设为20年，相关自动化实现设备的寿命设为25年，维护费为初始投资值5%，该配电网自动化系统的总成本为34.98万元/年，结合表1中的可靠性指标，可以计算出相应的配电网系统经济性评估指标，如表2所示。
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由表2不难看出，配电网实现自动化后的经济效益提高了40.1562万元/年、净效益提高了5.2188万元，说明该地区的配网自动化建设具有很好的投资前景，是一个值得加大投资的工程项目。
结语：
通过本文的分析可知，对城区电网进行配网自动化进行建设具有重要的意义，能够保证电网的高效运行，降低供配电的损耗。在配网自动化建设中对可靠性成本效益进行分析核算能够在保障配电网可靠性的基础上，降低成本投入，实现最优的成效比。
参考文献：
[1]王宗耀,苏浩益.配网自动化系统可靠性成本效益分析[J].电力系统保护与控制,2014,(6):98-103.
[2]张剑.配电自动化条件下的配网系统供电可靠性分析[J].通讯世界,2017,(15):242-243.
[3]赵晓慧，梁标，李海波，鲁宗相.城市配网自动化可靠性评估与成本效益分析[J].电力科学与技术学报，2015，01：73~79.
[4]王宗耀，苏浩益.配网自动化系统可靠性成本效益分析[J].电力系统保护与控制，2014（6）：98~103.