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【摘 要】城镇化建设要求电网智能化,而配网自动化是电网智能化的基础,农村电网因其自身特点和城网配电网建设并不相同,本文从农网配电网自动化建设发展出发,浅要分析了智能化电网升级的措施.
【关 键 词】农网配电；自动化系统；智能化
当前,我国全面推进智能化电网建设,“十二五”期间将基本建成安全可靠、节能环保、技术先进、管理规范的新型农村电网.在此期间国家将安排4100亿元用于农网改造,因此,如何把握好新一轮农网改造升级的机遇,有效提高农网的供电能力、供电质量及供电可靠性,促进新兴能源的快速发展,以及实现节能减排目标,是电力企业深入思考和探讨的一个问题.文章阐述了目前一些地区县级电网的现状和存在的一些问题,分析了农村配电系统自动化建设的主要途径,提出了适用于县级电网智能化升级改造的一些建设手段.
1县电网现状及存在的问题
县配网环网率还处于不高的水平,地处山区,雷多雨多,自然条件恶劣,造成转供率偏低,大大影响了供电可靠性.由于地处偏远山区,电网的规划水平受到经济、信息、技术、人才等多方面的制约.尤其是缺乏与发达地区的技术交流,缺少引入的先进系统及专业的技术人才来管理和维护,多种因素导致县级电网结构和运行水平都处于较为落后的状态.以某县公司为例,通过当时的升级改造,在中压配网线路分段和分支上采用了真空开关,建成了农网首个环网供电线路,并取得了线路损耗明显下降,电压质量和供电可靠性显著提高的良好效果.但是随着城市的现代化建设、工业的发展、居民生活水平的不断提高,这些老旧的电网构架、配变台区的布点、设备的功能已不能满足目前用户的要求.
2配网发展分析
随着智能电网建设的不断开展,10kV配网系统必然向着自动化、智能化方向发展,我国推广配网自动化已有多年,但智能配网并没有得到预期的发展效果,这与电力企业多年来重主网、轻配网的建设思路有着密切的关系.然而,配网系统直接深入到负荷终端,作为供电环节的重要一环,不仅没有二次系统的保护和专门针对配网开发的一次设备,而且也没有明确的建设标准,这些问题都阻碍了智能配网的快速发展.基于此,笔者认为要实现真正意义上的智能配网,就必须多方面联动；一、二次设备不能分开,应当基于整个配网进行设备研发,使一、二次能够有机地结合在一起,并在此基础上建立一套属于智能配网的科学化标准.就配网一次开关设备的发展而言,可以实现故障的就地隔离：①要解决的问题是故障不能上传到上一级,扩大停电范围；②设备应当具备紧凑小型化特点,这主要适用于配网环境变化,减少土地的占用量.同时还要追求低碳环保,以及设备自身的稳定性、可靠性以及长寿命性和免维护性.
3农网配电系统智能化建设主要途径
农网配电系统智能化建设通常都是由乡镇与城区、乡村与远郊这两个系统组成.一般情况下,乡镇与城区系统是利用环状网开环运行的方式,达到一种供电多个途径的网架结构,它的供电半径短并且负荷密度大.乡村与远郊系统是利用辐射状网架结构,一般供电半径比较长,负荷相对较小.
3.1重要乡镇与城区子系统的智能化建设
乡镇与城区子系统的智能化建设主要是采取柱上开关终端设备的馈线智能化方式,通常在集控中心建设一个城区配电智能化集控中心,同时在后台建设一个农网智能化系统,基本都是在计算机局域网上建立.不同用户的外馈线开关处装设FTU,并且在比较重要的配电变压器装设一个终端设备,并且还要装设一个终端设备在10kV的开闭所位置,终端设备要采用变电式的.
如要想系统设备之间的互联,还需要建立一个配电自动化的通信通道才能够实现.馈线自动化原理是利用分层结构,把原本分散的FTU与RTU集结成为很多点,之后再传输到控制中心去,这样不仅可以节约主干信道,还让控制中心的这个主站监控系统能够继承输电网的智能化成果.
区域工作站可以用以下两种方式进行设置：首先依据距离的远近划分,配电网密集时,在小区内的监测要选择比较近的地点建立工作站.其次,当配电网比较狭长,或在性能较高的一些数据通道中,可适当地设立一些区域工作站.开闭所和配电变电站的智能化基本上都是采用以下3种模式：
（1）电能采集、保护及监控相互对立.其中监控里面的遥信、遥控、摇测都是使用集中组屏这种办法,所以在智能化的改造中,二次连线的情况发生得比较多,比较适合投入运行的中心站进行智能化改造.
（2）保护和监控相互结合、采集独立.其主要是对已经投入运行的开闭所和变电站有了一定的保护设备.这种情况下,对屏上开孔和把智能化设备固定都不是很方便,所以这种模式比较适合在新电站中使用.
（3）电能采集与监控相互结合,保护独立.其主要是运用智能电表里的实时测量功能,对保护装置进行单独的设置,达到减少二次连线的目的,这种模式造价低廉同时也安全可靠.重要乡镇与城区之间智能化配电网的进线监控,主要是利用SCADA系统和变电站这种一发两收的RTU2种方式.
3.2乡村和远郊子系统的智能化建设
乡村和远郊子系统的智能化建设可以分步进行实施,利用智能化开关设备之间配合的馈线智能化方式.一般乡村和远郊子系统的供电半径都比较大,使用任何一种单一的方式都不能够很好地完成目标,加上线路基本都是利用辐射状网,所以使用这种方式是比较合理的.不过这种馈线智能化要尽量使故障区域能智能化隔离,并对相关健全区域的供电智能恢复.但是由于控制中心不能对故障区域进行迅速了解,所以在使用中最好能够和县级电网的调度智能化系统结合.由电网调度智能化系统对主变电站里的10kV线路开关第一次重合与第二次跳闸的时间间隔进行检测,通过检测结果来判断故障区域,同时对故障区域进行显示提醒.
4农网配电智能化升级改造的一些建设手段
4.1科学合理的配电网架规划
10kV农网配电系统智能化建设,必须要有正确的电力系统结构和科学合理的经济运行方式,要在合理的供电半径内,尽可能地保证规划范围内的电力质量,并且不同线路之间要做到有互联的可能,线路分段点和分段量都要合理设置,尽可能地保证供电可靠性.
4.2智能化设备的应用
智能开关等智能化设备在10kV农网配电系统智能化建设中起到非常关键的作用,智能开关可以遥控控制电网智能化系统中的主站与子站,实现出现故障时,自动隔绝,自动调整.
4.3完善的通讯网络
配电网的通讯技术是农网配电系统智能化建设的关键,它的好坏决定了农网配电系统智能化的好坏.由于配电网关键一级____10kV开闭所光纤覆盖率不高,不利于10kV农网配电系统智能化建设的发展.建议对开闭所与上级变电之间实行点对点的SDH网络,相对集中的环网柜采用EPON,相对分散的10kV环网柜采用公网的GPRS通讯.
4.4接入分布式能源
农网配电系统通常采用的分布式能源有小型的屋顶太阳能光伏发电系统、微型家用风电机、沼气和生物质能发电以及传统的分布式电源.分布式能源具有能效利用合理、损耗小、污染少、运行灵活,系统经济性好等特点,可以弥补在供电过程中负荷变化所带来的一系列弊端.因此,在农网配电系统智能化建设中,接入分布式能源是重要技术特征之一,也是一个非常有意义的做法.
5结束语
综上所述,农村配网自动化建设应考虑到：提高供电可靠性、在低碳环保的前提下实现紧凑小型化、实现免维护、长寿命.这将为我国实现智能配网提供坚强有力的保障.