配网现状相关解析.docx

配网现状相关解析.docx

《配网现状相关解析.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《配网现状相关解析.docx（11页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

配网现状相关解析

中国配电网现状和配网自动化发展趋势分析

国家能源局下发关于制定《配电网建设改造行动计划（2015～2020年）》。

通过实施配电网建设改造行动计划，有效加大配电网资金投入。

2015-2020年，配电网建设改造投资不低于2万亿元，其中2015年投资不低于3000亿元，“十三五”期间累计投资不低于1.7万亿元。

预计到2020年，高压配电网变电容量达到21亿千伏安、线路长度达到101万公里，分别是2014年的1.5倍、1.4倍，中压公用配变容量达到11.5亿千伏安、线路长度达到404万公里，分别是2014年的1.4倍、1.3倍。

那么，中国配网现状如何，未来又会如何建设？

首先了解一下中国配电网现状分析以及配网自动化一些基本问题和未来的发展趋势。

　　中国的配电网建设分析

　　智能电网，无论这个概念有多火，这个技术完全实现后有多先进，都无法改变这一切是建立在一个良好的配电网基础上的，那么让我们来看看国内的配电网技术和建设都处在怎样一个水平。

　　中国配电网相比国外发达水平，无疑是落后的，这点不需要争辩。

　　原因主要在于历史欠账太多，一方面是时间因素，我国配网发展时间也不长，日本50年代已经开始规划配电网了;另一方面是因为经济因素，国家投资就那么多，很长一段时间，各级电网都好大喜功，把钱投到成果明显的主网上，比如之前好像是说要推行20kV配网，后来又要搞特高压，就没下文了，诸如此类。

　　至于有哪些差距，是全方位的差距，就我在非洲某首都所见而言，法国人帮忙建的一个配网主干网络，水平绝对可以爆国内大部分城市水平，整体规划理念更可以说超越国内。

　　1）规划思路和落地

　　这点绝对是国外对国内优势最大的地方，也是关键所在。

国内其实很多地方，不仅是电网，规划都很让人捉急，因为制约太多而目光短浅。

就配网而言，大部分地方还停留在头疼医疼，脚疼医脚的层次，每年申报的配网项目不就是这样么?

哪里变压器过载了，哪里线路卡口了等等，反正是没有一个统一的长远的网架和接线规划，给人感觉就是没有长远的思路。

　　当然南网和江浙一带稍微好些，比如浙江电网的三双接线就体现了整体规划思路。

　　其实为什么国内主网可靠性水平世界领先，还不是因为整体规划的相对比较长远，虽说有点冗余，但是至少还是不错的，但到了配网这里，就不是这么回事了。

　　可以看看国外发达水平的配电网接线规划。

　　新加坡20kV花瓣接线，当然我不是说这网架一定非常完美，事实也确实有一些小问题，但是至少理念和思路值得学习。

还有法国的哑铃式接线，英国的网孔式接线，至于日本的中压配网整体多分段多联络接线就更不用说了，非常成熟。

而国内目前的情况是发达一点的地方正在朝这些目标过渡，而且需要一段时间。

　　2）停电时间

　　只放一张图，就不说什么几个9之类的了。

　　其实这样一看，中国发达地区的指标还可以（默认指标真实性无误），大概和美国相当，但是和日本就不能比了，日本配网这块确实变态，把他们的精细和严格发挥到了极致。

　　整体水平就不用说了，图上很明显。

　　3）配网自动化

　　国内这块刚刚起步的水平，而发达国家不但起步早，而且电网发展的重心都在这里，比如欧洲电网，现在就是围绕分布式电源-微网-主动配网展开，其中配网自动化就是基础，没有这个，就谈不上现代的智能配电网。

　　就拿停电时间来说吧，没有自动化，故障诊断、隔离和恢复时间较长，无法实现网络重构和自愈。

体现为互供能力差，直观感受为恢复供电时间长。

　　韩国人就很聪明了，韩国在建网过程中特别注重投资和回报，配置用低端的，注重发挥出配电自动化系统的作用，以提高供电的可靠性，而且他们发现建设配电自动化不但可以带来减少停电的时间的收益，还可以通过降低网损和推迟配网投资而获得更多的收益，就越来越重视。

　　就这比较主要直观的三个对比吧，其他的诸如设备条件、配网信息管理就不说了。

　　现状虽然如此，但是目前国网对配网的投资还是很喜人的，主网基本上没什么太多项目了，不过，问题依旧存在，配网投资如何体现整体规划思路，如何合理运用投资，估计需要一定时间，在这里，花钱也是一件难事，呵呵。

　　PS1:

　　很多人都说我这好久没停电了，怎么可靠性不高了?

　　首先你不能代表你们地区的所有人，其次你更不能代表比你们落后的农村的人。

　　数据不会说谎

　　国网是分不同供电区域的，比如武汉核心区属于A类，那我住徐东也没有停过电，怎么可靠性连四个9都不到呢?

答案很简单：

因为在其他地方停了。

　　再分析下A类区域的具体情况，数据说话，非常清楚。

　　而且，以湖北为例，D类区域占90%（蓝色部分）。

　　最后，为什么说江浙配网比较值得学习

　　通过统计就可以看出来，就看停电时间就可以了。

　　但是即便如此，浙江配网除了A类地区（A+包括在内），BCD区域绝对水平也不能说很好。

　　而这仅仅是停电时间，国网非常重视的指标。

　　浅析配电网自动化系统

　　经济的发展对配电网自动化提出了更高的要求，配电网自动化也是电力系统现代化发展的必然趋势。

技术在发展，需求也在提高，应参照发达国家和地区的经验，结合实际情况，综合考虑近期与远期、全局与局部、主要与次要的关系，进一步设计开发出先进、通用、标准的配电网自动化系统，对电力市场的发展具有重要意义。

文章主要对配电网自动化系统进行探讨，并提出配网自动化实施中的注意问题等。

　　一、配网自动化的基本问题

　　尽管中国的配网自动化工作已进入了试点实施阶段，但对于配网自动化的认识仍然众说纷纭，下面仅对配网自动化的概念、范围、任务、可靠性原则进行阐述。

（一）概念

　　配网自动化：

利用现代电子技术、通讯技术、计算机及网络技术与电力设备相结合，将配电网在正常及事故情况下的检测、保护、控制、计量和供电部门的工作管理有机地融合在一起，改进供电质量，与用户建立更密切更负责的关系，力求供电经济性最好，企业管理更为有效。

（二）范围

　　110kV及以下电力网络属于配电网络，它包括高、中、低压配电网络，要讨论的配网自动化特指10kV中压配电网自动化。

　　（三）任务

　　1.使整个配电网线损降至最小，提供优质的供电质量。

　　2.在整个配电网事故情况下，系统能适时分析确定事故原因，排除因瞬间故障造成的不必要的停电事故;对于永久性故障，系统将及时分隔故障段，进行电网重构，保障非事故线路段尽快恢复供电。

　　（四）可靠性原则

　　实施配网自动化的首要目标是提高配电网的供电可靠性，实现高度可靠的配网自动化系统要遵循原则：

（1）具有可靠的电源点;

（2）具有可靠的配电网网架（规划、布局、线路）;

　　（3）具有可靠的设备（一次智能化开关、二次户外FTU、TTU等）;

　　（4）具有可靠的通信系统（通信介质、设备）;

　　（5）具有可靠的主站、子站系统（计算机硬件、软件、网络）。

　　二、配网自动化系统的基本构成

　　配网自动化系统是一项系统工程，它大致可分为三个子系统：

配网自动化主站系统;配网自动化子站系统;配网自动化终端。

（一）配网自动化主站系统

　　主站系统由三个子系统组成：

配电SCADA主站系统;配电故障诊断恢复和配网应用软件子系统DAS;配电AM/FM/GIS应用子系统DMS构成

　　1.配电SCADA主站系统由前置机服务器（RTU服务器）、SCADA服务器、调度员工作站（MMI）、报表工作站、DA服务器、GIS服务器等组成。

前置机服务器：

它包括若干台前置机服务器。

其中一台为主前置机服务器，当服务器出现故障时，从前置机服务器中的一台自动成为主前置机服务器，以保证系统的正常运行，这是由nap来完成的。

主前置机服务器通过dater接收子站通过交换机发送来的数据，由vcterm经过规约解释存入当地内存，形成生数据实时共享内存。

主前置机服务器通过rawd向若干从前置机服务器发送生数据，各从前置机服务器通过datsrv接收主前置机服务器发送来的生数据形成自己的生数据实时共享内存。

　　SCADA服务器：

它包括若干台SCADA服务器。

其中一台为主SCADA服务器，当服务器出现故障时，从SCADA服务器中的一台自动成为主SCADA服务器，以保证系统的正常运行，这是由nsp来完成的。

主SCADA服务器通过datsrv接收主前置机服务器发送来的生数据，经过处理形成熟数据。

将形成的熟数据存入内存，形成实时库。

同时将形成的熟数据存入硬盘，形成历史库，历史库全系统唯一只有一个。

需要历史数据时，从历史库取数据。

取数据的方式有：

polling方式;stream方式;sql方式。

整个主站系统为一个局域网，通过交换机或HUB连接在一起。

　　2.为保证配网自动化系统投运后，能够完全满足本系统的技术要求，必须对本系统起至关重要作用的配电故障诊断和恢复功能（即DA功能）进行联调测试。

在进行DA联调测试前，必须保证以下条件完整无误：

（1）主站置库完毕并经反复检查无误;

（2）主站、子站和FTU之间的通讯正常;

　　（3）对要进行DA测试的FTU进行遥测、遥控、遥信调试，并保证其功能正常;

　　（4）恢复无故障区段的供电时，必然涉及到变电站出口断路器，因此要对变电站的出口断路器进行遥控测试。

另外，在DA测试中采用继电保护测试仪模拟故障引起开关跳闸的方式启动配电自动化系统的DA功能，完成一次设备的实际动作。

实现故障的自动隔离、非故障区段的恢复可以采取多种方法，取决于自动化装置的技术特点和整体方案。

一般有就地控制和主站远方控制两种方式。

就地控制以馈线终端单元（FTU）之间的配合为主，不需要通信通道，通过对线路过流或过压的检测，以及对开关分合闸的逻辑控制实现故障区段的隔离和非故障区段的供电恢复;主站远方控制方式需要有可靠的通信通道，通过主站软件对FTU上传信息的分析判断，制定合理的隔离策略和网络重构策略，远方控制配电开关实现故障区段的隔离和非故障区段的供电恢复。

　　3.配电管理系统DMS。

（1）从输电系统自动化的发展来看，中国目前已普及了以SCADA功能为主的地调自动化系统，但作为更高层次的能量管理系统（EMS）却尚未全面达到，尽管如此，输电系统SCADA已经发挥了巨大的作用。

由于配电系统较输电网更复杂、更分散，实现综合管理系统水平的配电管理系统（DMS）的难度也就更大。

因此，应当学习输电系统自动化发展经经验，在使用中不断提高系统自动化水平。

（2）DF9100配电主站系统中的AM/FM/GIS是配电管理系统的重要功能之一。

它是将地理学空间数据处理、计算机技术与电力系统相结合，为获取、存储、检索、分析和显示电力设备的空间定位资料和属性资料而建立的计算机化的数据库管理系统。

其中AM为自动绘图，FM为设备管理，GIS是地理信息系统，AM/FM/GIS是配电管理系统DMS的基本平台。

利用AM/FM/GIS集成DMS系统，建立统一的DMS数据库，为各子系统提供共享资料，从而减少资料的冗余度，保证资料的一致性，提供良好的全图形化的人机界面。

地理信息系统GIS的引入为电力系统应用提供了全新的表达形式，更具有现实性，更直观易用，并对现有应用进一步扩展，使其具备空间管理、运用能力，实现更高一级的管理。

　　（3）配电地理信息系统GIS与配电SCADA系统互联，使实时数据在地理信息图上显示并为GIS的空间分析子过程提供数据，该局配网GIS与SCADA实时数据同步。

配网GIS系统本身就支持SCADA实时数据的显示，但由于GIS系统运行在该局办公自动化10网段上，而SCAD系统运行在191网段上，目前为了实现GIS系统的实时显示，利用WEBSRV（双网卡设置191和10段IP）机器作为CADA实时数据转发服务器，10段的GISSRV（10网段的SCADA服务器）作为SCADA实时数据接受服务器，利用转发程序实现两个不同网段的实时数据同步。

（二）配网自动化子站系统

　　因为配网监控设备点多面广，配电SCADA系统的系统测控对象既包含较大容量的开闭所、环网柜，又包含数量较多、分布较广的柱上开关，不可能把所有的站端监控设备直接连接到配电主站，因此必须增设中间一级，称为配电子站（SUB-STATION），由其管理其附近的柱上开关、开闭所、配电站端监控设备，完成“数据采集器”、馈线监控、当地监控及馈线重合闸的功能;并将实时数据转送配电主站通信处理器，这样既能节约主干通道又使得配电自动化主站SCADA网络可以继承输电网自动化的成熟成果。

　　（三）配网自动化终端

　　城市配网自动化终端负责对城域所辖的柱上开关、开闭所、环网柜、配电变压器等进行监控，既要实现FTU、TTU等的三遥功能，又要实现对故障的识别和控制功能，从而配合配网自动化主站及子站实现城区配网运行中的工况检测、网络重构、优化运行以及网故障时的故障隔离和非故障区域的恢复供电。

　　为本系统配套的WPZD-110型FTU，其容量为9路遥测量，8路遥信量，4路遥控量，具有与上级站通讯的RS-232接口，也有与下级站通讯的RS-485接口。

其主要功能有：

数据采集和处理，远方控制与当地控制，故障识别、故障隔离和负荷转移，接受远方指令及转发采集的数据信息，具备相适应的通信功能等。

该市城局配电网采用环网结构，电源取自馈线的不同母线，按闭环方式运行。

配电网络的构成有电缆和架空线路两种方式。

其中架空线路双电源手拉手供电是以往最基本的形式。

线路主干线分段的数量取决于对供电可靠性要求的选择。

理论上讲，分段越多，故障停电的范围越小，但同时实现自动化的方案也越复杂。

那么要实现系统对各段的故障能够自动准确识别并切除，且最大限度缩短非故障区域的停电时间的愿望，也就更有难度。

　　三、通信

　　配网自动化的通信包括主站对子站、主站对现场终端、子站对现场终端、子站之间、现场终端之间的通信等广义的范围。

通信是实施配网自动化的一个重点和难点，区域不同、条件不同，通信方案也多种多样，主要有光纤、有线电缆、电力载波、微波、扩频等，但就目前配网自动化技术不够成熟的情况下，采用混合通信方案是比较符合实际的原则。

　　四、配网自动化实施中应注意的问题

　　配网自动化的实施涉及的部门多，投资大，是一项系统工程，因此配网自动化的规划是必不可少的，必须结合当地配电网的发展规划，制定详细的配网自动化的实施计划，整体考虑，分期分批实施，同时要和供电企业内部信息化建设相协调。

另外，从供电局的实际需要和发展需求出发，目前的配网自动化系统应该实现配（网）调（度）合一的设计，技术上统一平台，管理上易于维护，经济上节约资金，同时也奠定了将来电力企业信息化的基础。

在实施过程中，注重已有的调度自动化的升级改造与建设配网自动化统一考虑，新上调度自动化与建设配网自动化统一考虑。

　　配电线路设备的户外运行环境，对开关设备、配电终端设备等提出了更高的要求，必须考虑雷击过电压、低温和高温工作、雨淋和潮湿、腐蚀、风沙、振动、电磁干扰等因素的影响，在开关的外绝缘材料、电子设备的设计、元器件的筛选等方面应综合考虑其性价比。

　　此外，配电自动化系统中的站端设备进行远方控制的频繁程度比输电网自动化系统要高得多，因此要求配电自动化系统中的站端设备具有更高的可靠性。

　　配电终端设备中的电源用于控制开关动作，正常情况下从线路中取得，线路失电后的后备电源应具有较高的可靠性。

　　在实施配网自动化后，降低了运行人员的劳动强度，提高了劳动效率，使运行人员对网络的运行状况掌握得更全面更快捷，为供电企业创造更好的经济效益和社会效益。

配网自动化的实施，改变了配电网传统的运行管理方式，但对运行人员提出了较高的要求。

　　五、配网自动化技术未来的发展趋势

　　随着科技的发展，配电网自动化展现出配电系统的智能化、自动化，信息化和互动化的新特征。

配电自动化技术的未来发展趋势体现在以下七个方面。

　　1.配网自动化的综合型受控端

　　新型综合受控端基于高速SCADA系统，可以实现电网信息的快速采集和信号的综合处理，并且大大减少了受控端的数量，从而使系统的规模得到简化。

这种受控端不仅具有以往终端所具有的功能，还可以实时监测系统的潮流分布、电压情况、系统是否产生震荡、频率是否满足要求等，将这些信息传递给主控方，供进一步分析使用。

同时，这些受控端之间还可以进行相互通信，进一步提高数据的精确程度。

　　2.配电线路载波通信技术和基于因特网的IP通信技术

　　通信系统一直是配电网自动化的难点之一。

在10kV及以下的配电系统里，由于受控端数目多，对通信的要求也显著提高。

因此，如果要实现系统潮流实时监测、频率控制等需求，稳定的大容量的高速载波通信系统是必备的。

该系统不仅可以满足上述需求，还可以为客户提供更多的生活服务，如电力线上网等。

另外，光纤通信具有容量大、可靠性高、传输速率高等优点，已成为主流通信系统的首选。

随着成本的降低，采用光纤通信作为配电系统自动化的主干通信网已得到普遍共识。

随着通信技术的进步，基于城市光纤网的IP通信技术充分利用了光纤通信技术抗干扰能力强、误码率低、传递快速和IP通信方式的通用兼容性接口等优越性，可望成为智能配电网自动化系统的前沿通信技术。

　　3.定制电力技术

　　定制电力技术是柔性配电系统的实际应用，它将智能电网技术、柔性送电技术、云计算技术等高科技技术用于中低压配电网，用以消除谐波，防止电压闪变，保证各相对称，提高供电可靠性和经济性。

主要由电压稳定器、快速无功补偿器、频率检测器、高速断路器等设备组成。

当系统出现突然增大负荷或者瞬间丢失大负荷时，该技术可以瞬间发现系统的变化，并满足极限情况下系统的稳定，该技术应用于配网自动化中，可以实现系统实时优化，满足高层次用户的需求。

　　4.新型FA系统

　　新型的FA系统主要的思路是实现分布式电源，即根据不同的负荷就地提供合适的电源，减小线路传输的损耗，提高能量利用率。

根据国家电网制订的未来发展方案，未来我国将把输配电系统分离，并在用户端设立电网提供者的信息，用户可以根据实时电价选择供电方。

新型FA系统应用于配网自动化中也存在许多困难，主要有：

分布式电源位置不确定，配网的运行方式多变，从而导致二次设备难以满足要求。

　　5.配电系统的集中化管理

　　在以往的配网系统中，用户是分散的，系统被迫分离为多岛，多岛之间功能相似，但系统难以交流，通道不可共享。

集中化管理的配电系统，可以利用先进的通信网络将配电网控制中心与系统多岛连接在一起。

比如，将SCADA系统与配网控制中心通过接口连接起来，形成一个多级系统。

实现该系统的应用，最好的方法是最大限度利用用户原有的软硬件资源，保护用户的投资，实现实用化管理和多厂家产品共享的原则。

　　6.优化的系统配电网运行

　　随着社会的发展和电力企业体制改革的推进，国家电网也逐渐以经济效益作为一个阶段性目标。

这要求供电企业要不断分析电网的运行状态，提出最优潮流的方案，即按照状态估计、潮流计算、最优潮流控制来对系统进行优化，在保证可靠性的同时提高系统的经济性。

配网要在运行中提高经济效益，还应当优化系统的网络结构，尽量保证二次设备“不误动，不据动”，防止因系统突发事件导致巨大的经济损失。

　　7.信息一体化的配电网络

　　信息一体化是未来社会的发展趋势，配电网不是一个单独的部分，而是电力系统的一个重要的组成部分。

在未来的发展中，配电网络要更多的考虑电力系统这个整体的重要信息，而不是单单关注配电网区域的信息。

信息一体化的配电网系统需要满足信息实时搜索机制，支持公共信息模型等国际电工信息传输标准，实现智能化的配电系统，满足电力设备的二次网络安全方案。

　　五、结语

　　经济的发展对配电网自动化提出了更高的要求，配电网自动化也是电力系统现代化发展的必然趋势。

技术在发展，需求也在提高，最终目的都是为了扩大供电能力，提高供电可靠性，优化电力服务。

从目前的应用情况，有些内容只限于开发、研制和试用阶段，因此，应本着从实际出发，统筹安排，循序渐进的原则，综合考虑近期与远期、全局与局部、主要与次要的关系，进一步设计开发出先进、通用、标准的配电网自动化系统，对电力市场的发展具有重要意义。