对城市配电网自动化规划的研究探讨

韦初环

摘要：随着改革开放的不断深入，经济正在不断发展，工农业生产及居民生活对电力的需求越来越大，要求也越来越高。持续、稳定、高效的电能供应是经济建设的有力保障，而目前薄弱的配网环节将会严重制约着经济建设及电力发展，因此进行配电网规划设计成为一种必然，本文对规划设计的两个环节都做了详尽的阐述。

关键词：配电网；规划；结构

Abstract: With the deepening of reform and opening up, the economy is ceaseless development, industrial and agricultural production and people''s life demand of electric power becomes more and more big, requirements are also getting higher and higher. Sustained, stable, efficient power supply is the powerful guarantee of economic construction, the weak network link will seriously affect the economic construction and development of electric power distribution network planning and design, so it has become a necessity, this article elaborated on the planning and design of two links.

Key words: distribution network; planning; structure

中图分类号：TU994文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）05-0020-02

一、一次规划

目前一般城市配网结构普遍比较混乱，根本原因就是配网建设缺乏规划指导的结果。所以，现在改造配网不能简单化地加大导线截面或改为电缆、增大配变容量，应该借国家城网改造的东风，首先做好配电网络的规划，并在统一规划的指导下进行配网的建设和改造，使其逐步成为现代化合理的电力网络结构。配网一次规划应着重考虑以下几个问题：

1、结构规划

配网结构对供电可靠性起关键作用，城市配网结构必须重点考虑负荷转移能力。对于一般城市可以采用环网结构，即手拉手方式或对供方式，比较简单易行，可靠性指标可达到“N－1”，负荷转移率为50％。对于可靠性要求高的，可以采用双回线加备自投结构，可靠性指标也只能达到“N－1”，但投资翻一番。值得注意的是，一个城市的配网结构不能太复杂，应该尽量简化，结构形式最好不要超过两种，而且要以一种为主。结构越简化，运行维护越方便，可靠性也越高。

2、站点规划

这方面点多面广，主要是供电范围的划分，线路的选线，开关站、配变的选址等。做好这些工作，必须和城市发展规划紧密结合，不仅要以经济发展规划和城市用地规划来进行负荷预测和负荷分布，划分供电区域，确定导线截面、开关站规模和配变容量，同时，还要与城市建设规划相配合，确定线路走廊、开关站和配变位置。随着城市现代化发展，架空线、柱上开关、杆上变压器必然越来越被地下电缆、开关站和箱式变压器所取代，因此，和城建部门积极合作，及早预留电缆沟道以及开关站、箱式变压器和电缆分接箱位置是十分重要的。当然，这些位置的选取是比较灵活的，像人行道、绿化带、停车场或大楼间的角落，都是相当理想的地点，不需征地、盖房，大大节省投资。

3、改造规划

这里指设备改造规划。目前城市配网设备普遍陈旧落后，能耗高，自动化程度低，维护频繁，根本无法适应现代化电网的运行要求，改造工作十分紧迫。而这些设备往往又担负着重要的供电任务，改造期间必须考虑供电的可靠性和连续性，所以，根据轻重缓急做好改造规划是相当必要的。设备改造必须立足高起点、国产化原则，采用能耗低、可靠性高、少维护或免维护、寿命长、价格适宜的产品，尽量配置通信接口，开关类设备要求具备电动操作功能。

二、二次规划（配电自动化规划）

对配网来讲，二次规划主要指自动化规划。配网自动化能否实施，实施的效果如何，既取决于一次系统的建设，也取决于二次系统的配置，我们从以下几个方面研究：

1、建立控制中心（主站／区域主站）实行远方集中监测和控制

在完成配网网架建设的基础上，增加SCADA远方和通信装置。当馈线发生故障时，能自动判断馈线故障区段和故障性质，并自动隔离故障区域。运行人员可利用远动装置，通过遥控操作和网络重构方式恢复对各非故障区域的送电，并及时发布抢修命令及抢修后恢复正常运行供电的命令等。

2、城区及负荷较重的镇及地区配网自动化措施

2.1 环网开关柜、开闭所方式

在城区内，由于用户比较集中，很适合在环网结构基础上采用开闭所或环网开关柜的自动化方式。在城市商业繁华、人口密集地方,以环网开关柜为主体。开关柜设备体积不大，可方便安装于人行道、绿化带、停车场等地，无须征地和盖房，虽然设备本身价格贵些，但总体经济效果不错。开关柜的出线回路数可根据所在地域和用户的数量的要求设定,一般为二进四出,当进出线回路较多,规模更大时可转变为开闭所,开闭所中设计量柜、联络柜等。环网柜一般以负荷开关与熔断器相配合,当一路电源发生故障后,会有另一路电源快速切换到母线,恢复正常的供电。对开闭所监控系统的通讯方式,在放设电缆时一并设置,主要以光纤和市话线为主,以减少干扰。开闭所有运行环境较好、外界影响因素较少等优点,也是城市主干道的较好的设计措施。

2.2市内架空配网方式

选择实现自动化功能的架空线路时应考虑以下因素：

a.变电站10kV出线断路器具有微机保护装置，能够实现两次重合闸

b.线路不会在2－3年内因城市改造而电缆化

c.优先考虑供电距离长、事故率较高和10kV中性点为小电阻接地方式的架空线

d.线路负荷重，供电可靠性要求相对较高

e.若采用环网模式，考虑到互为转供，每回10kV馈线的负荷不宜超过50%

3、建立主站系统

配电自动化系统规划自然包括主站系统的规划，主站系统规划涉及到系统规模、与变电站自动化系统、调度自动化系统（SCADA）的配合等问题。

a.主站系统规模及其功能

配电自动化系统（DAS）的规模要根据所控制的配电网面积大小来决定，目前从我市城区所辖的配电网来看可定为中型系统，暂时建一个DAS控制市区配电网。DAS本身是以SCADA技术为基础发展起来的，二者监控功能差不多，可对配电网进行实时监视，也可办理配电网的正常停送电调度，但DAS有一个独特功能，即配电网的故障定位、故障隔离及网络重构，由DAS计算机自动实现配电网事故处理，实时性强。该功能又类似于继电保护，可靠性高。DAS也可像SCADA一样上局域网（Intranet），以便各负责领导可通过局域网了解配电网实时信息。

b. DAS与变电站自动化配合问题

DAS要监控整个配电网，还要分析故障所在线段，需要采集配电网各开关的信息，还要采集变电站10kV出线断路器信息，包括断路器状态量、保护信息以及必要的电流测量。因此DAS与变电站的RTU或综合自动化系统应有个通信口，以便取得必要的信息。也可与SCADA联网解决。

c. DAS与调度自动化（SCADA）的配合问题

DAS要实现自动故障隔离和网络重构，就必须通过SCADA系统遥控变电站出线断路器，恢复供电，DAS不可越权，这就需要DAS与SCADA之间通信，从而使两个系统能协调互补，当DAS系统办理重要的10kV线路的停送电调度时也可方便地向市调（SCADA系统）备案。

d.通信方式

DAS与SCADA可采用光纤联网。DAS与子站(FTU)间的通信可采用光纤或市话线，考虑到光纤投入大，可暂时采用市话线进行通信。

4、利用控制中心计算机系统实行自动控制

除配备了远动、通信手段外，应继续开发计算机自动控制系统，由计算机自动控制系统完成故障判断、故障隔离和网络重构，自动恢复对各非故障区域的供电。

在故障区域被隔离后，配电管理中心或地区调度所将迅速派出抢修人员至故障地点抢修。当抢修完成，可以恢复供电时，由运行人员启动，计算机自动控制系统能按正常运行方式恢复配电网的正常供电方式。

三、总结

总之，我们在实际的操作中应该充分把握好一次规划和二次规划的具体设计程序，认真细致的做好每个部分的设计，只有这样，才能提高供电的可靠性，大大改善供电质量，充分发挥配网自动化的规模效益。