1 引言
配电网直接面向用户,是保证供电可靠性与电能质量、提高电网运行效率和创新服务的关键环节,是坚强智能电网的重要工作内容之一。智能型配电自动化是实现智能配电网的基础,能够及时检测出已发生或正在发生的故障并进行相应的纠正性操作,从而实现自愈与不间断供电;具有更好的安全性,能够很好地抵御战争攻击、恐怖袭击与自然灾害的破坏,避免由此出现的大面积停电;提供更高的电能质量,满足用户需求;支持分布式电源接入,实现对各种能源的优化利用;对配电网及其设备进行可视化管理,为运行人员的调度决策提供技术支持;提高资产利用率与运行效率,降低线损;实施状态检修和全寿命周期管理,延长设备使用寿命;将配电网实时运行与离线管理数据高度融合、深度集成,实现设备管理、检修管理、停电管理及用电管理的信息化,最大程度地实现更为精细、准确、及时、绩优的配电网运行和管理;实现与用户的双向互动,让广大电力客户直接感受到智能配电网所带来的高质量、人性化的服务。
配电网中各类设备类型繁多,分布广泛,站点数量庞大。以天津电网为例,截至2012年,天津电网共有10kV配电线路4142条,,柱上断路器3511台,柱上隔离开关14561组,柱上负荷开关2758台;公用配电变压器27654台;土建配电室3452座,箱式变电站10765座,开关设备134554台。因此,配电自动化的建设与改造将投入大量的人力、物力。因此,必须在工程前期,对配电网现状进行深入分析,结合各类供电区域的可靠性需求、设备特点、网架类型、负荷分布、运行特性等边界条件,对配电网建设与改造相关的规划方案进行深入研究和优化。一方面,可以在保障配电自动化成效的同时减少配电自动化建设初投资;另一方面,全面深入的优化规划将为配电自动化的运行维护奠定基础,充分发挥配电自动化在配电网管理水平提升方面的优势,最大限度地提高设备利用率。
针对智能电网的发展目标,本文首先提出智能型配电自动化的建设思路,为配电自动化建设提供技术原则;然后从自动化区域选择、网架和一次设备改造、配电终端配置、配电通信网搭建、主站设置、信息集成等多方面提出配电自动化建设与改造步骤。
2 配电自动化建设与改造思路
(1)配电自动化建议与改造应遵循“统一规划,因地制宜”原则。配电自动化规划应与配电网发展水平相适应,与配电网一次网架相协调,结合配电网接线方式、设备现状和供电可靠性要求进行统筹规划设计,方案和设备选择应遵循安全可靠、经济实用的原则。
(2)配电自动化建议与改造应遵循“统筹规划,分步实施”原则。在进行配电自动化建设前应对实施区域进行配电网评估。根据地区配电网特点、负荷性质和供电可靠性要求,选择具体的配电自动化实现方式。根据地区配电网现状及发展需求分阶段、分步骤实施。
(3)配电自动化建议与改造应遵循“分区建设,技术与管理并重”原则。根据不同区域功能定位、供电可靠性需求和配电网建设目标,分区分类开展配电自动化规划建设,由城市、城镇逐步向农村地区扩展,稳步实现配电自动化系统的全覆盖。
(4)配电自动化规划、设计、建设、改造应遵循DL/T 721-2000《配电自动化系统远方终端》、DL/Z 790-2001《配电自动化系统的体系结构》、DL/T 814-2002《配电自动化系统功能规范》的有关规定。
(5)优先在网架结构相对稳定、一次设备可靠、一次系统具有一定支持能力的区域或具有实施条件的成片新建区域实现配电自动化,实施馈线自动化的线路应具备负荷转移路径和足够的备用容量,且网架结构符合经济、实用、简练可靠的原则,
(6)配电自动化应纳入本地区配电网整体规划,在进行配电网的建设与改造时,应同步考虑配电自动化的建设需求。宜结合配电网一次网架的新建和改造同步进行或预留,避免重复改造施工,影响供电可靠性和重复投资与设备更换。
(7)配电网一次设备选型应结合配电网自动化规划为二次设备预留可靠的接口。通讯方式、自动化设备以及电源选择,满足电力二次系统安全防护要求,当故障或其他原因导致配电网设备停电时,各测控单元应可靠上报信息和接受远方控制。
(8)配电自动化系统建设充分考虑分布式发电接入的影响,最终规模按智能型规划分步实施。城市核心区起步以智能型、集成型设计并建设,区县起步以标准型设计并建设。信息汇集型子站原则上在35kV及以上变电站设置。
(9)合理选择馈线自动化的控制策略与通信方式。根据区域电网情况,可采用集中式或智能分布式,有条件的区域电网可采用集中式与智能分布式复合型馈线自动化;
(10)应根据地区实际情况可选择多种通信方式,但其骨干通信网络应采用光纤方式。
(11)配电自动化应满足与相关应用系统间的信息交互、共享和综合管理应用的需求, 实现与配电网运行状况的监视和控制,并兼顾配电网智能化方面的扩展功能与应用。