配网自动化，用户管理的未来—夏河县配网自动化建设与应用探讨
林晓晖+林存银
摘 ?要：夏河县电网作为甘南电网的分支网络，其配网自动化将为当地及周边带来诸多便利。本文结合夏河县配电网现状，阐述了配网自动化的内容、原则、目标和实施方案，理清夏河县配网建设改造的思路，通过对配网自动化建设所达效果的呈现，总结出因地制宜搞好配网规划与建设，对逐步实现配电网自动化，提升用户管理水平有着至关重要的意义。
关键词：配网;自动化;用户管理;未来
夏河县供电公司成立于1991年10月，供电面积6274平方公里，服务各类客户21749户，共运行和维护35千伏输电线路7条，共计118公里， 35千伏变电站5座、主变9台、总容量为32500千伏安。运行维护10千伏配电线路756公里，10千伏电缆线路3.23公里，0.4千伏线路484.509公里（含电缆）。各类断路器总数45组，10千伏配电变压器746台。由于地处大夏河流域，县境内已并网发电的水电站达到7座，新建及即将并网发电的水电站为2座。由于小水电站的局限性，使得在调度员进行正确决策，调度命令传达以及调度监控等方面存在大大小小的问题，易造成小水电无序发电，增加电网压力和发电行业整体成本，无利于地方经济的发展。因此，必须对小水电站进行实时监控，实现配网自动化。
一、配电网自动化主要内容
配电网自动化，是一个集配电网运行管理、生产营业管理为一体的综合管理系统，主要包括变电站内自动化、配网自动化、用电负荷监控、用电抄表计费、配电网地理信息管理系统（GIS）、数据库、配网规划等内容。配电网自动化的实施，必须具备可转移的网络负荷、可靠的网络设备和自动化设施以及标准的自动化设施接口。
二、配电网自动化实施的原则和目的
（一）夏河县配电网建设与改造的原则：1）满足县城社会经济发展和人民生活的用电需求;2）统一规划、分步实施、因地制宜、适当超前;3）与上级电网规划相衔接，与地方建设相协调;4）坚持安全可靠、经济实用、技术先进、减少维护的原则，采用适合国情且先进成熟的技术和设备，禁止使用国家明令淘汰及不合格的产品;
（二）夏河县配电网建设与改造的目标：1）优化电网结构，避免重复建设，主网架建设要满足夏河县电网中期规划发展;
2）提高供电能力、供电质量并节能降损。按照《国家电网公司农村电网电压质量和无功电力管理办法（试行）》的要求，安装电压质量监测仪，且装设率须达100%。10千伏综合线损率和低压线损率应分别控制在8%和10%以下;3）改进高压配电接线方式，10千伏主干线路采用环网接线、开环运行，线路供电半径在合理范围之内;4）夏河县居民生活用电实行一户一表，根据用电负荷合理选择电能计量装置;
三、编制电网发展规划及配电网自动化实施方案
（1）关于配电网电压等级选择问题。目前，夏河县域采用的配电主网电压等级110千伏、35千伏不太切合实际，应以110千伏和35千伏为主供电源，以10千伏为中压配电主网，以0.4千伏低压配电主网较为合适。（2）关于配电主网模式的选择。夏河县城电力网是一种特殊模式介于城乡电网之间，必须因地制宜把供电区不同区域化，根据区域情况在电缆网络自动化和架空网络自动化二者中进行选择。（3）关于夏河县水电站并网监控问题。夏河流域目前已建成七座并网发电水电站，分别并网在我公司管辖的35千伏麻当变电站及35千伏阿木去乎变电站出线的10千伏线路上，为了不影响公司电网正常运行，在编制电网规划时必须依据各水电站装机容量和供电范围，同时结合夏河县配网自动化建设方案编制专题实施计划。（4）关于配网自动化配合问题。夏河县城配电网目前非常适于电网自动化应用和推广，但由于存在资金等多方面因素的影响，不可能一步实现自动化目标，因此，必须利用超前意识制定配网自动化和改造方案;配电主网线路应实现多分段及“手拉手”供电，加装自动化开关设备和配电系统智能控制装置，使其具有自动检测故障、自动隔离故障段和自动恢复非故障区供电的功能;配置“三遥”功能（遥控、遥测、遥信），并考虑“三遥”接口问题，接入配网自动化、调度自动化、MIS、GIS等系统。
四、实现配网自动化的技术要求
（一）配电网络要求。建立县域内接线合理、结构牢固的10千伏配电网络，其各项技术应满足县域配电网自动化的要求。须供电可靠、损耗小、运行稳定、电能质量高;在环网供电情况下出现故障时，能进行故障定位、故障隔离并改变负荷供电路径;且能达到实现平衡负荷、保证电压质量、降低损耗等方面的运行要求。
（二）对配网集控中心站的技术要求。县城面积较小的夏河县，用电大户较少且配电网接线比较简单，因此只建立主站控制中心即可，所有RTU、FTU和TTU都可直接与主站控制中心通讯和联络。主站是整个系统的核心，它除了完成配电网SCADA功能、为DMS系统在线和离线应用提供支持平台外，它必须满足一定的技术要求：如具有先进的配置且能可靠地运行，在实时数据采集处理和电网监控等方面应具有足够的响应性;其硬软件、接口等符合国家（国际）标准;结构采用分布式，便于系统扩展、互联。
（三）设备选择。1）配电网用开关设备。配电线路上的开关设备，须具有电、手动双重操作功能，且外界人为因素不会对合闸与分闸产生影响;采用能自动隔离线路故障的真空型配电断路器;当配电网自动化一次设备与通信软件不能同时完成时，选用重合器方案;采用便于操作的真空分段器、跌落式分段器以及户内负荷开关;选用带间隙型的氧化锌避雷器作为线路分段处的避雷装置。2）保护装置。重合器、断路器的保护装置应是一个独立的单元，必须经过严格的试验，应满足温度-40—+75°及湿度95%的要求，且能防电磁干扰、具有远动通信功能和接口，能对配电线路故障进行监测、判断和执行。3）远动装置。配电自动化所用的，作为独立、单元化结构的运动装置的精度及各项指标，应达到电力行业所规定的标准要求。且具有能正确无误接收和发送遥控（遥分、遥合）命令，确定分合位信号及非正常操作时事故变化信号以及电气测量和事故记录等基本功能。
4）计算机及通信系统。配电自动化系统对所配计算机软、硬件要求较高。主站系统应采用双机备用方式;软件要成熟稳定。应具有数据共享、供电信息管理、设备信息管理、实时监控、三遥功能、故障诊断与隔离、分析控制负荷等功能;同时还应具备配电网络、配电运行及配电维护等方面的管理功能。
通讯的可靠性对配网自动化是至关重要的，由于县城地域面积不大，可以采用光纤通讯方式。光纤通讯的特点是传输速度快、容量大、不受干扰，可靠性高，是比较理想的通讯方式。通信的形式和功能可根据系统的实际情况确定，通信规约应符合部颁。
五、夏河县配网自动化系统建设的思路
（1）依据夏河县配网建设和发展状况，首先在县域管辖大用户或水电站安装智能开关，同时建立夏河配网自动化实时数据库和实时数据统一采集与集中监控平台，用统一的平台对不同自动化系统的实时数据进行采集、存储和发布，并按信息化管理的要求，向配网管理单位提供生产现场的各种基础数据。（2）随着国家加大城市化建设的步伐，县城供电负荷的不断增长，供电压力越来越大。目前兄弟单位应用的配网自动化终端全部采用移动公司GPRS功能进行通讯，由于上传数据受环境电磁干扰造成传输数据可靠性差。因此“手拉手”双电源切换联络开关全部采用冷备用运行状态，每当进行负荷切换操作，必须由工作人员到现场高空进行操作，因此形成工作人员劳动强度大、操作安全隐患大的问题，加之配套智能开关安装的隔离开关频繁操作，容易造成隔离开关故障。为了解决以上存在问题，建议公司在建设配网自动化通讯系统时，优先采用光纤通讯，对于距离较远的地方采用GPRS无线通讯。同时将双电源联络开关由原来冷备用状态变更为热备用状态，负荷切换由调控员进行远方操作，从而缩短转移负荷的操作时间，同时确保了工作人员的人身安全。对于双电源联络开关远方操作防误操作问题，首先，制定详细的操作规程，其次，在后台管理机上安装误防闭锁程序。（3）为了充分发挥配网自动化作用，达到故障准确定位、故障快速隔离、非故障区域尽快恢复供电目的，最大程度的缩短故障线路查找时间，提高供电可靠性。建议在偏僻山区和交通不便的大分支线路上安装带有短息功能的线路故障指示器，同时充分发挥ZW32-12型智能开关作用，每当线路发生故障时，首先，通过短息提示信息，由调控员远方操作该线路智能开关，进行故障快速隔离，然后，由供电所工作人员巡视线路，将故障处理，最后由调控员远方遥控操作开关恢复线路供电。（4）充分利用目前配网自动化功能进行电压无功优化管理，今年以来省公司将变电站10千伏母线、10千伏线路末端、配变台区等地点统一安装了A、C、D类电压监测仪，运行数据全部上传省公司统一监控，每周开展一次电压合格率数据统计分析与考核通报，因此，电压无功管理压力越来越大，如何降低线损，提高供电电压质量是我们工作的重点。目前公司管辖19条10千伏线路均安装了随器无功补偿装置，由于补偿容量固定，没有自动投切功能，因此安装的无功补偿装置利用率非常低。另外，公司管辖35千伏变电站负荷轻，又在电源末端，本身10千伏母线电压较高，造成变电站集中无功补偿装置无法正常投入运行。建议将10千伏线路固定无功补偿装置更换为配网自动化系统监控的动态无功补偿装置。实现调控员24小时远方监控，确保电压合格率指标的完成。
六、夏河县实现配网自动化达到的效果
（1）配网自动化建成后可通过配网自动化主站，可在第一时间完成对县域配网主要供电线路和配变运行状态的实时监控，对配网静态和动态信息的数据进行自动化处理。（2）每当线路发生故障时，通过报警系统能及时上报各种故障信息，使得故障区域一目了然，调控员可以准确定位和快速切除故障段，使得配网的故障隔离速度大大加快，线路恢复供电的速度也大大提高，从而提高了配网供电的可靠性。（3）为将来实现调配一体化系统的整合提供了良好的基础。随着配网自动化系统运行经验的增加，运行数据的积累，都为调配一体化系统的建设提供了技术支撑。（4）配电自动化系统除了对正常的负荷、运行状态监控系统以外，配变测控终端（FTU和TTU）还可以查看任意系统数据的运行曲线和历史曲线，同时还可以生成各种报表。在配网通信系统和一次主网架完善后，配调主站完全可以实现就地的馈线自动化和和基于主站的无线网络传输自动化。（5）配电网自动化系统可将夏河县管辖小水电站以及大用户通过负荷监控终端将用户负荷信息实时进行采集并上传控制中心。另外通过调度自动化系统和配网自动化系统的建设，使夏河县供电公司自动化水平有一个很大提高，自动化程度上一个新台阶。
参考文献：
[1] 《配电网综合自动化技术》机械工业出版社 龚静主编
[2] 《配网自动化技术》 机械工业出版社 郭谋发
摘 ?要：夏河县电网作为甘南电网的分支网络，其配网自动化将为当地及周边带来诸多便利。本文结合夏河县配电网现状，阐述了配网自动化的内容、原则、目标和实施方案，理清夏河县配网建设改造的思路，通过对配网自动化建设所达效果的呈现，总结出因地制宜搞好配网规划与建设，对逐步实现配电网自动化，提升用户管理水平有着至关重要的意义。
关键词：配网;自动化;用户管理;未来
夏河县供电公司成立于1991年10月，供电面积6274平方公里，服务各类客户21749户，共运行和维护35千伏输电线路7条，共计118公里， 35千伏变电站5座、主变9台、总容量为32500千伏安。运行维护10千伏配电线路756公里，10千伏电缆线路3.23公里，0.4千伏线路484.509公里（含电缆）。各类断路器总数45组，10千伏配电变压器746台。由于地处大夏河流域，县境内已并网发电的水电站达到7座，新建及即将并网发电的水电站为2座。由于小水电站的局限性，使得在调度员进行正确决策，调度命令传达以及调度监控等方面存在大大小小的问题，易造成小水电无序发电，增加电网压力和发电行业整体成本，无利于地方经济的发展。因此，必须对小水电站进行实时监控，实现配网自动化。
一、配电网自动化主要内容
配电网自动化，是一个集配电网运行管理、生产营业管理为一体的综合管理系统，主要包括变电站内自动化、配网自动化、用电负荷监控、用电抄表计费、配电网地理信息管理系统（GIS）、数据库、配网规划等内容。配电网自动化的实施，必须具备可转移的网络负荷、可靠的网络设备和自动化设施以及标准的自动化设施接口。
二、配电网自动化实施的原则和目的
（一）夏河县配电网建设与改造的原则：1）满足县城社会经济发展和人民生活的用电需求;2）统一规划、分步实施、因地制宜、适当超前;3）与上级电网规划相衔接，与地方建设相协调;4）坚持安全可靠、经济实用、技术先进、减少维护的原则，采用适合国情且先进成熟的技术和设备，禁止使用国家明令淘汰及不合格的产品;
（二）夏河县配电网建设与改造的目标：1）优化电网结构，避免重复建设，主网架建设要满足夏河县电网中期规划发展;
2）提高供电能力、供电质量并节能降损。按照《国家电网公司农村电网电压质量和无功电力管理办法（试行）》的要求，安装电压质量监测仪，且装设率须达100%。10千伏综合线损率和低压线损率应分别控制在8%和10%以下;3）改进高压配电接线方式，10千伏主干线路采用环网接线、开环运行，线路供电半径在合理范围之内;4）夏河县居民生活用电实行一户一表，根据用电负荷合理选择电能计量装置;
三、编制电网发展规划及配电网自动化实施方案
（1）关于配电网电压等级选择问题。目前，夏河县域采用的配电主网电压等级110千伏、35千伏不太切合实际，应以110千伏和35千伏为主供电源，以10千伏为中压配电主网，以0.4千伏低压配电主网较为合适。（2）关于配电主网模式的选择。夏河县城电力网是一种特殊模式介于城乡电网之间，必须因地制宜把供电区不同区域化，根据区域情况在电缆网络自动化和架空网络自动化二者中进行选择。（3）关于夏河县水电站并网监控问题。夏河流域目前已建成七座并网发电水电站，分别并网在我公司管辖的35千伏麻当变电站及35千伏阿木去乎变电站出线的10千伏线路上，为了不影响公司电网正常运行，在编制电网规划时必须依据各水电站装机容量和供电范围，同时结合夏河县配网自动化建设方案编制专题实施计划。（4）关于配网自动化配合问题。夏河县城配电网目前非常适于电网自动化应用和推广，但由于存在资金等多方面因素的影响，不可能一步实现自动化目标，因此，必须利用超前意识制定配网自动化和改造方案;配电主网线路应实现多分段及“手拉手”供电，加装自动化开关设备和配电系统智能控制装置，使其具有自动检测故障、自动隔离故障段和自动恢复非故障区供电的功能;配置“三遥”功能（遥控、遥测、遥信），并考虑“三遥”接口问题，接入配网自动化、调度自动化、MIS、GIS等系统。
四、实现配网自动化的技术要求
（一）配电网络要求。建立县域内接线合理、结构牢固的10千伏配电网络，其各项技术应满足县域配电网自动化的要求。须供电可靠、损耗小、运行稳定、电能质量高;在环网供电情况下出现故障时，能进行故障定位、故障隔离并改变负荷供电路径;且能达到实现平衡负荷、保证电压质量、降低损耗等方面的运行要求。
（二）对配网集控中心站的技术要求。县城面积较小的夏河县，用电大户较少且配电网接线比较简单，因此只建立主站控制中心即可，所有RTU、FTU和TTU都可直接与主站控制中心通讯和联络。主站是整个系统的核心，它除了完成配电网SCADA功能、为DMS系统在线和离线应用提供支持平台外，它必须满足一定的技术要求：如具有先进的配置且能可靠地运行，在实时数据采集处理和电网监控等方面应具有足够的响应性;其硬软件、接口等符合国家（国际）标准;结构采用分布式，便于系统扩展、互联。
（三）设备选择。1）配电网用开关设备。配电线路上的开关设备，须具有电、手动双重操作功能，且外界人为因素不会对合闸与分闸产生影响;采用能自动隔离线路故障的真空型配电断路器;当配电网自动化一次设备与通信软件不能同时完成时，选用重合器方案;采用便于操作的真空分段器、跌落式分段器以及户内负荷开关;选用带间隙型的氧化锌避雷器作为线路分段处的避雷装置。2）保护装置。重合器、断路器的保护装置应是一个独立的单元，必须经过严格的试验，应满足温度-40—+75°及湿度95%的要求，且能防电磁干扰、具有远动通信功能和接口，能对配电线路故障进行监测、判断和执行。3）远动装置。配电自动化所用的，作为独立、单元化结构的运动装置的精度及各项指标，应达到电力行业所规定的标准要求。且具有能正确无误接收和发送遥控（遥分、遥合）命令，确定分合位信号及非正常操作时事故变化信号以及电气测量和事故记录等基本功能。
4）计算机及通信系统。配电自动化系统对所配计算机软、硬件要求较高。主站系统应采用双机备用方式;软件要成熟稳定。应具有数据共享、供电信息管理、设备信息管理、实时监控、三遥功能、故障诊断与隔离、分析控制负荷等功能;同时还应具备配电网络、配电运行及配电维护等方面的管理功能。
通讯的可靠性对配网自动化是至关重要的，由于县城地域面积不大，可以采用光纤通讯方式。光纤通讯的特点是传输速度快、容量大、不受干扰，可靠性高，是比较理想的通讯方式。通信的形式和功能可根据系统的实际情况确定，通信规约应符合部颁。
五、夏河县配网自动化系统建设的思路
（1）依据夏河县配网建设和发展状况，首先在县域管辖大用户或水电站安装智能开关，同时建立夏河配网自动化实时数据库和实时数据统一采集与集中监控平台，用统一的平台对不同自动化系统的实时数据进行采集、存储和发布，并按信息化管理的要求，向配网管理单位提供生产现场的各种基础数据。（2）随着国家加大城市化建设的步伐，县城供电负荷的不断增长，供电压力越来越大。目前兄弟单位应用的配网自动化终端全部采用移动公司GPRS功能进行通讯，由于上传数据受环境电磁干扰造成传输数据可靠性差。因此“手拉手”双电源切换联络开关全部采用冷备用运行状态，每当进行负荷切换操作，必须由工作人员到现场高空进行操作，因此形成工作人员劳动强度大、操作安全隐患大的问题，加之配套智能开关安装的隔离开关频繁操作，容易造成隔离开关故障。为了解决以上存在问题，建议公司在建设配网自动化通讯系统时，优先采用光纤通讯，对于距离较远的地方采用GPRS无线通讯。同时将双电源联络开关由原来冷备用状态变更为热备用状态，负荷切换由调控员进行远方操作，从而缩短转移负荷的操作时间，同时确保了工作人员的人身安全。对于双电源联络开关远方操作防误操作问题，首先，制定详细的操作规程，其次，在后台管理机上安装误防闭锁程序。（3）为了充分发挥配网自动化作用，达到故障准确定位、故障快速隔离、非故障区域尽快恢复供电目的，最大程度的缩短故障线路查找时间，提高供电可靠性。建议在偏僻山区和交通不便的大分支线路上安装带有短息功能的线路故障指示器，同时充分发挥ZW32-12型智能开关作用，每当线路发生故障时，首先，通过短息提示信息，由调控员远方操作该线路智能开关，进行故障快速隔离，然后，由供电所工作人员巡视线路，将故障处理，最后由调控员远方遥控操作开关恢复线路供电。（4）充分利用目前配网自动化功能进行电压无功优化管理，今年以来省公司将变电站10千伏母线、10千伏线路末端、配变台区等地点统一安装了A、C、D类电压监测仪，运行数据全部上传省公司统一监控，每周开展一次电压合格率数据统计分析与考核通报，因此，电压无功管理压力越来越大，如何降低线损，提高供电电压质量是我们工作的重点。目前公司管辖19条10千伏线路均安装了随器无功补偿装置，由于补偿容量固定，没有自动投切功能，因此安装的无功补偿装置利用率非常低。另外，公司管辖35千伏变电站负荷轻，又在电源末端，本身10千伏母线电压较高，造成变电站集中无功补偿装置无法正常投入运行。建议将10千伏线路固定无功补偿装置更换为配网自动化系统监控的动态无功补偿装置。实现调控员24小时远方监控，确保电压合格率指标的完成。
六、夏河县实现配网自动化达到的效果
（1）配网自动化建成后可通过配网自动化主站，可在第一时间完成对县域配网主要供电线路和配变运行状态的实时监控，对配网静态和动态信息的数据进行自动化处理。（2）每当线路发生故障时，通过报警系统能及时上报各种故障信息，使得故障区域一目了然，调控员可以准确定位和快速切除故障段，使得配网的故障隔离速度大大加快，线路恢复供电的速度也大大提高，从而提高了配网供电的可靠性。（3）为将来实现调配一体化系统的整合提供了良好的基础。随着配网自动化系统运行经验的增加，运行数据的积累，都为调配一体化系统的建设提供了技术支撑。（4）配电自动化系统除了对正常的负荷、运行状态监控系统以外，配变测控终端（FTU和TTU）还可以查看任意系统数据的运行曲线和历史曲线，同时还可以生成各种报表。在配网通信系统和一次主网架完善后，配调主站完全可以实现就地的馈线自动化和和基于主站的无线网络传输自动化。（5）配电网自动化系统可将夏河县管辖小水电站以及大用户通过负荷监控终端将用户负荷信息实时进行采集并上传控制中心。另外通过调度自动化系统和配网自动化系统的建设，使夏河县供电公司自动化水平有一个很大提高，自动化程度上一个新台阶。
参考文献：
[1] 《配电网综合自动化技术》机械工业出版社 龚静主编
[2] 《配网自动化技术》 机械工业出版社 郭谋发
