試論縣級農(nóng)網(wǎng)智能化建設(shè)的探討

1、<p>　　試論縣級農(nóng)網(wǎng)智能化建設(shè)的探討</p><p>　　論文摘要：隨著我國全面推進智能化電網(wǎng)建設(shè)，“十二五”期間將基本建成安全可靠、節(jié)能環(huán)保、技術(shù)先進、管理規(guī)范的新型農(nóng)村電網(wǎng)。因此，如何把握好新一輪農(nóng)網(wǎng)改造升級的機遇，有效提高農(nóng)網(wǎng)的供電能力和安全性，促進新興能源的快速發(fā)展，以及實現(xiàn)節(jié)能減排目標，是電力企業(yè)深入思考和探討的一個問題。文章闡述了智能化農(nóng)網(wǎng)的基本概念，介紹了目前西部一些地區(qū)縣級電網(wǎng)的現(xiàn)狀

2、和存在的一些問題，分析了配網(wǎng)自動化建設(shè)中需要注意的問題，提出了適用于縣級電網(wǎng)智能化升級改造的建設(shè)方案。 </p><p>　　論文關(guān)鍵詞：智能化；農(nóng)網(wǎng)；配網(wǎng)；升級 </p><p>　　當前，隨著國家在西部大開發(fā)的政策引導(dǎo)，小型城市及農(nóng)村的現(xiàn)代化工業(yè)、農(nóng)業(yè)正在崛起，使得中低壓電網(wǎng)配置與當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展之間的矛盾日趨突出?！笆濉逼陂g，國家將安排4100億元用于農(nóng)網(wǎng)改造，對縣級電網(wǎng)而言，這

3、是繼上世紀末農(nóng)網(wǎng)改造之后的又一次大規(guī)模升級改造，對農(nóng)網(wǎng)發(fā)展既是一個極好的機遇，也是一次嚴峻的挑戰(zhàn)。區(qū)域經(jīng)濟要發(fā)展，電力要先行，如何抓住這次電網(wǎng)改造升級的機遇，徹底解決目前存在的問題，建設(shè)一個堅強的縣級電網(wǎng)，為區(qū)域政治、經(jīng)濟發(fā)展打好良好的基礎(chǔ)，是我們亟須認真思考的問題。 </p><p>　　一、農(nóng)網(wǎng)智能化的含義 </p><p>　　農(nóng)網(wǎng)智能化的基本特征是技術(shù)上體現(xiàn)信息化、自動化、互動

4、化，管理上體現(xiàn)集團化、集約化、精益化、標準化。 </p><p>　　信息化是指在農(nóng)網(wǎng)中體現(xiàn)為有效整合農(nóng)電管理信息資源，消除信息孤島，依靠農(nóng)網(wǎng)智能通信手段，利用信息集成技術(shù)解決方案，為農(nóng)電業(yè)務(wù)一體化管理提供智能決策支持。 </p><p>　　自動化是指在農(nóng)網(wǎng)中體現(xiàn)為適應(yīng)農(nóng)網(wǎng)特點和運行環(huán)境，適度提高農(nóng)網(wǎng)智能裝備水平，依靠面向多點分散數(shù)據(jù)的低成本高可靠通信系統(tǒng)、實用化高效信息采集傳輸及集

5、成應(yīng)用自動化與優(yōu)化運行系統(tǒng)，實現(xiàn)農(nóng)網(wǎng)自動化運行控制與管理水平提升。 </p><p>　　互動化是指在農(nóng)網(wǎng)中體現(xiàn)為電力供應(yīng)與農(nóng)村社會發(fā)展需要相適應(yīng)，采用智能用電與互動化新技術(shù)，通過信息實時溝通分析，為用戶提供透明、友好、便捷、安全的服務(wù)，實現(xiàn)農(nóng)村分布式電源和儲能裝置的靈活接入，促進電能的安全、高效、環(huán)保應(yīng)用。 </p><p>　　二、西部縣級電網(wǎng)現(xiàn)狀 </p><

6、;p>　　在上世紀末全國農(nóng)網(wǎng)改造中，對縣級電網(wǎng)的供電設(shè)施進行了全面升級。以陜西黃龍供電分公司為例，通過當時的升級改造，在中壓配網(wǎng)線路分段和分支上采用了真空開關(guān)，建成了陜西農(nóng)網(wǎng)首個環(huán)網(wǎng)供電線路，并取得了線路損耗明顯下降，電壓質(zhì)量和供電可靠性顯著提高的良好效果。但是隨著城市的現(xiàn)代化建設(shè)、工業(yè)的發(fā)展、居民生活水平的不斷提高，這些老舊的電網(wǎng)構(gòu)架、配變臺區(qū)的布點、設(shè)備的功能已不能滿足目前用戶的要求。 </p><p&g

7、t;　　1.中低壓配網(wǎng)構(gòu)架布置不合理 </p><p>　　縣城配網(wǎng)饋路供電輻射半徑遠遠超過承受能力數(shù)倍，電源單一，10kV配網(wǎng)線路N-1比例過低，發(fā)生故障后引起大范圍停電的風(fēng)險較大。配電臺區(qū)布置供電半徑遠遠超過250M，配變?nèi)萘颗鋫洳蛔?，低壓?dǎo)線截面制約負荷發(fā)展裕度，對居民生活產(chǎn)生一定影響。 </p><p>　　2.設(shè)備落后，電網(wǎng)升級發(fā)展基礎(chǔ)薄弱 </p><

8、p>　　雖然一些縣級配網(wǎng)較早實現(xiàn)了環(huán)網(wǎng)供電，但是在聯(lián)絡(luò)、分段、分支的開關(guān)選型上，10kV真空開關(guān)沒有監(jiān)測、保護、控制測量接口，保護的整定不能按負荷階梯型來整定。配變沒有監(jiān)測、保護、遠抄接口，中壓配網(wǎng)一旦出現(xiàn)故障，仍然采用全線人工逐段排查，工作效率低，停電時間長，經(jīng)濟損失大。 </p><p>　　3.低壓配網(wǎng)導(dǎo)線載面偏小，集裝箱安裝方式缺陷多 </p><p>　　雖然在上世紀9

9、0年代的電網(wǎng)改造中，縣城城網(wǎng)就采取了電纜下線，電度表集中安裝，但隨著居民生活水平的提高，負荷的自然增率以每年20%遞增，每戶居民最高負荷可達7kW，之前選用的電纜已無法承擔(dān)目前的負荷。加之低壓供電半徑偏長，電壓質(zhì)量無法保證。 </p><p>　　4.電網(wǎng)規(guī)劃缺乏前瞻性 </p><p>　　由于西部的發(fā)展相對其他地區(qū)而言較為滯后，因此，電網(wǎng)的規(guī)劃水平受到經(jīng)濟、信息、技術(shù)、人才等多方面

10、的制約。尤其是缺乏與發(fā)達地區(qū)的技術(shù)交流，缺少專業(yè)的技術(shù)人才來管理和維護引入的先進系統(tǒng)，多種因素導(dǎo)致西部縣級電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和運行水平都處于較為落后的狀態(tài)。 </p><p>　　三、縣級配網(wǎng)自動化建設(shè)需要注意的問題 </p><p>　?。?）一般縣級電網(wǎng)的規(guī)模不大，在開展配網(wǎng)自動化建設(shè)時，應(yīng)該遵循穩(wěn)定可靠、實用、先進性與經(jīng)濟性相結(jié)合的原則，避免追求配電自動化系統(tǒng)的大而全和盲目建設(shè)。 <

11、;/p><p>　　（2）從經(jīng)濟方面考慮，縣級電網(wǎng)配網(wǎng)自動化建設(shè)要有針對性，抓住要解決的重點問題，避免建設(shè)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的自動化系統(tǒng)，否則一方面投入大，另一方面維護起來也比較吃力。 </p><p>　　（3）根據(jù)以往配網(wǎng)自動化建設(shè)的經(jīng)驗，通信是配網(wǎng)自動化的瓶頸。已有的配電自動化系統(tǒng)中，往往由于通信通道故障，導(dǎo)致已有的系統(tǒng)運行結(jié)果不理想，甚至癱瘓。尤其是一些采用光纖通信的系統(tǒng)，由于光纜運行環(huán)境不好

12、，容易受外力的破壞而中斷。所以，通信的管理和維護，是維持配網(wǎng)自動化正常運轉(zhuǎn)的重中之重。 </p><p>　?。?）在方案選擇上，不僅要注重故障處理的效果，還要關(guān)注達到這些效果所需要具備的條件，考慮各種情況下的可靠性。因為有些系統(tǒng)發(fā)揮正常的故障處理功能需要具備許多條件。例如單一的主站集中控制的處理模式，這種模式要正常功能發(fā)揮必須同時滿足以下條件：通信信道完好；主站計算機軟硬件系統(tǒng)穩(wěn)定正常；故障處理基于的計算機上

13、的配網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)與現(xiàn)場一致；現(xiàn)場FTU設(shè)備和通信裝置運行正常。但問題是上述4個要素經(jīng)常不能同時得到滿足。因此，在方案選擇時要深入分析，選擇適合自身條件的建設(shè)方案。 </p><p>　?。?）配網(wǎng)自動化涉及的技術(shù)專業(yè)面比較寬，所以在配網(wǎng)自動化建設(shè)中，要注重專業(yè)技術(shù)人才的培養(yǎng)和隊伍的組建，為后期的技術(shù)維護奠定基礎(chǔ)。 </p><p>　　四、適用于縣級配網(wǎng)的自動化建設(shè)方案 </

14、p><p>　　1.基于故障指示器的故障定位系統(tǒng) </p><p>　　故障指示器通過檢測短路電流的特征來判別短路故障。通過在分支點和用戶進線等處安裝短路故障指示器，可以在故障后借助于指示器的指示，迅速確定故障分支和區(qū)段，大幅度減少了尋找故障點的時間，有利于快速排除故障，恢復(fù)正常供電，提高了供電可靠性。近年來還發(fā)展了具有同時檢測單相接地故障和相間短路故障的的二合一故障指示器，使得指示器的功能

15、進一步擴展，而且它的通信可以采用GSM短信方式、GPRS／CDMA等通信方式，所以在此基礎(chǔ)上配合安裝一定數(shù)量的通信終端，可以將故障指示器的動作狀態(tài)發(fā)送到控制中心，在控制中心的計算機地理圖上或單線圖上直接定位故障點，大大提高了故障指示器定位故障的自動化程度和故障處理效率，是一種最經(jīng)濟實用的自動化方案。這種方案不需要改造一次設(shè)備，主要是在現(xiàn)有設(shè)備條件的基礎(chǔ)上加裝故障指示器和通信終端，就可以初步實現(xiàn)故障的快速定位，減少故障巡查和故障處理時間，

16、而且投資省，見效快，容易實施，也容易推廣。 </p><p>　　2.在故障定位系統(tǒng)基礎(chǔ)上升級的二遙方案 </p><p>　　這種方案是在第一種方案的基礎(chǔ)上增加監(jiān)測終端，除了具有第一種方案的功能外，可以實時監(jiān)測電流和開關(guān)狀態(tài)，實現(xiàn)對電網(wǎng)的基本監(jiān)測。在故障自動定位系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加線路電流的測量和監(jiān)測，在很多情況下可以更進一步滿足我們對配網(wǎng)的基本監(jiān)測要求。而利用故障指示器本身作為電流測量

17、探頭，正常情況下監(jiān)測負荷電流并定時上送，故障情況下檢測故障電流并給出故障指示的技術(shù)已經(jīng)獲得突破，將大大提高該自動化方案的實用性，使得我們不需要對現(xiàn)有任何一次設(shè)備進行改造，即可實現(xiàn)對配網(wǎng)的兩遙監(jiān)測（遙測、遙信）。事實上，大多數(shù)需要遙測的地方，只要監(jiān)測負荷電流，已經(jīng)可以滿足我們對配網(wǎng)的監(jiān)測要求。對于縣級電網(wǎng)而言，這種方案采用GPRS／CDMA等通信方式基本就能滿足需要。 </p><p>　　3.分布式智能控制方案

18、 </p><p>　　這種方案主要是用智能控制器配合電動開關(guān)，實現(xiàn)故障自動隔離和自動轉(zhuǎn)供電，是在原來的電壓分斷器、電流分斷器、重合器技術(shù)基礎(chǔ)之上發(fā)展出的一種技術(shù)，投資省、見效快、可靠性高，不需要通訊。通過給電動負荷開關(guān)、斷路器配置一臺智能自動化裝置，綜合監(jiān)測線路電流、開關(guān)兩側(cè)電壓、結(jié)合開關(guān)狀態(tài)的檢測，在故障情況下可以自主判斷故障位置，自動跳開故障區(qū)段的兩側(cè)開關(guān)，自動合上聯(lián)絡(luò)開關(guān)，實現(xiàn)故障區(qū)段的自動隔離和非故障

19、區(qū)域的恢復(fù)供電。如果在這種方案的基礎(chǔ)上增加通信裝置，可以自動升級為標準的FTU，實現(xiàn)三遙（遙測、遙信、遙控）功能，比較適合手拉手供電的環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)使用。 </p><p>　　4.具有通信功能的分布式智能控制方案 </p><p>　　這種方案是在第三種方案的基礎(chǔ)上，增加局部光纖通信，環(huán)網(wǎng)內(nèi)的各FTU互相交互信息，在故障后毫秒級的時間內(nèi)直接跳開離故障點最近的兩側(cè)開關(guān)，而變電站出線開關(guān)并不需

20、要跳閘，這使得停電區(qū)域最小，同時聯(lián)絡(luò)開關(guān)自動合閘轉(zhuǎn)供，保證停電時間最短，而且這種方案即使在網(wǎng)絡(luò)通信失效的情況下，該環(huán)網(wǎng)中的設(shè)備會自動轉(zhuǎn)為第三種方案工作，從而保證故障處理的功能不會喪失。這種方案的特點是停電范圍最小、停電時間最短、效率高、投資省、見效快、可靠性高，適合具有光纖通信通道的場合，對供電可靠性要求較高的電網(wǎng)可以考慮使用這種方案。 </p><p><b>　　五、結(jié)語 </b>&