关键词:配电自动化;技术现状;发展
引言:目前,电力行业设备已经完成初步更新换代,自动化的设备,尤其是电网自动化在民生中占重要地位,是当前人民日常生活主要能源产生形式之一,配电自动化使用率呈快速上升的态势。进入新时期后,在各方面的推动下 ,北京、银川、等国家战略性城市已着手建设了初步具有一定规模的自动化配电装置,且取得了一定的效益。根据“十三五”规划,国家处于新时期,电力方面要求:全国各地区应努力提高配电网供电可行性,提高可靠性,要支持城乡结合用电的趋势,适应大规模用电态势。通过专业文件可知,配电自动化技术的先进在于可提升电能效率,加强电网一次、二次设备的可行性、可靠性,是提高供电能力的重要、有效方式,也是现代配电网的核心技术之一。伴随时代发展,国家工业用电与民用电用电量急剧上升,而移动充电桩,新型电力路灯等新型电力负荷呈多分布态势接入原本的电网后,现有无源性配电网开始由向有源性转变,由原本的单一接口变为多方向性接口。据此,加快配电技术自动化发展刻不容缓。
一、配电自动化技术现状
目前,我国配电设备技术提升,为配电自动化技术的发展提供了后援力度:1.开关设备包括架空配负荷开关等。同时,依照各地区的电力报告可知,环网柜等相应的设配已经在配电网中使用广泛。银川等试点地区的报告已经表明设备的有效性;2终端设备稳定。国产终端设备可根据不同地区实际情况发挥出良好性能,达到国际水平;3.光纤技术投入可延长配电自动化系统使用寿命。当前的系统基于无线数据传输技术成为采集、传输数据的手段,于试点中都获得成功;4.主站系统技术逐渐成熟,是系统的核心,可采集数据、监控电网的运行状态,同时可以分析各设备间的交互应用。当前,电力主站的主要用途在于:实现新构建的配电自动化系统与GPMS配电管理系统等的信息交互。
二﹑配电自动化存在的问题
虽然配电自动化发展较好,但早期的系统在日常生活中并未发挥理想作用,据调查,呈“收益”不成正比现象,主要有这些问题:
2.1少数地区基础设施差,配电网架设备不足
首先应当肯定,我国少数地区基建差,配电网架现有的基础架构老旧、薄弱,收益较低,同时,电力系统构造复杂多样,需要多种条件的配合。配电自动化技术的主要目的在于挖掘现有一次网架的生产潜能。但是,少数地区的一次网架设备架构时间久,结构差,没有及时完成更细,配电线路N-1比率低,不能与诸如故障定位、信息交互设备等链接互供,这制约着配电自动化处理电网故障的能力;存在部分地方配电线路不合理情况。部分地区存在诸如:早期设计不合理,线路结构分段不合理,没有设计相应的补充电路,因此,在当地由电网故障引起的停电问题极其严重。实际上,配电自动化功能不仅是在挖掘网架潜能,它还可以配合电网使用,进行“二次新生”。但不可否认,当今我国配电自动化所产生的效益仍旧要比改造后的一次设备效益低。
2.2相应的配电网配套设施落后
当今,即便工艺发展,配套设备已优于最初形态,但已在使用的电网配套设备质量仍是良莠不齐,难以对一次网架设备进行全面的、综合的自动化技术改造。部分地区的一次配套设备不能进行电动操作,无PT、无信息交互等功能。然而,若要改造一次网架与其配套设备等基础设施,不仅需要花费巨大的资金,而且需要多次移动线路,若改造设计再次不合理,则可能出现配网重复改造的情况,况且停电施工也不利于民生,因此工作推进困难。
2.3运行与维护方面管理力量不专业,不充足
当今使用的配网自动化技术并非完全先进,还存在着专业领域欠缺与空白,已有方面专业性不强,从业者水平差异大的现象,这会导致系统的规划环节与建设环节缺少必要的智慧支持,可能引发不良后果。在配电自动化系统运维中,由于各环节不能及时有效互通信息,导致规划与运检呈双标准,运维不能很好保障通信。不可否认,配电自动化系统运维量大,急缺专业人员,目前状态下,维护只能依托厂家进行,而部分中心设备,终端设备及其配套设备难以及时解决问题,影响了自动化系统的运行。同样,专业知识、素养的缺少及各种运行机制不完善也呈严峻态势。
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三﹑配电自动化的未来发展
我国目前配电网建设虽然薄弱,但国家为进一步加强供电能力,“追、赶、超”当今国际水平,于前些年颁布了相应的计划——《配电网建设改造行动计划(2015-2020年)》。《计划》中明确提出:在二十年代的头年,我国重要战略城市将保证供电率达99.99%。调查显示,目前城市用户的年均停电时间高达4.53小时,距离“年均低于一小时”目标尚远。《计划》与“十三五”规划都提出,在二十年代头年,我国各地区配电网要全面深化“自动化改革”,覆盖率达九成;其中,东部地区覆盖率不低于95%,中西部地区不低于90%。目前已知覆盖率与目标仍有较大差距,而配电自动化发展有四种特点:
3.1多样化
网络与AI应用后,城市发展呈智慧性,智慧网电与自动化结合,根据不同需求,配电自动化系统于功能设置与建设上也有差异。《配电自动化规划设计技术导则》规定“结合需要,建设成‘三遥’、‘动作型二遥’、‘标准型二遥’、‘基本型二遥’四种形式,不同措施应对不同情况。”由此观之,多样化是一大特点。
3.2标准化
国际电工委员会在新时期,为规范不同系统间接口,实现不同应用软件系统的联合与集成,制定配电管理的系统接口系列标准。但是,配电自动化系统具有建设时工程量大,使用时操作复杂度高,需调度、维稳多个不同应用系统的共同支持。为了保证时效《计划》目标,基于“系列标准”的标准化信息交互和多系统集合成为主要表现。
3.3自愈化
自愈化是配电自动化后智能网电的一大特征。自愈化要求配电网在发生故障时自行定位故障,在较短时间内及时隔离与转移供电,以此保障供电安全。我们已知,一次网架设备是关系到本地区电网是否稳定高效的中心问题,因此配电网自愈化是符合稳定性发展与高效性发展的,同时这个技术在未来可以对分布式电源中的双向潮流提供自动化服务,以此提高其安全稳定性。
3.4适应化
为适应配电网建设完善后,各类分布式电源分散接入情况,应预见,分布式电源分散接入后,配电网中存在的如:短路电流、保护配合等方面将不应能很好配合。同时,要保证故障时发电能力,提高应急使用能力。可见,适应分布式电源接入后的稳定使用也是重中之重。
基于现状,国际加大配电网的投资力度。举例如:国家电网配电自动化设备招标,在2014-2017年之间,国家电网在招标数量中明显增加了配电终端设备数量。根据国电2017年的社会责任报告,国电目前配电自动化覆盖率远低于《计划》标准,仅40%左右。综上,配网自动化技术市场仍具有潜在的,良好的消费能力。
结束语:电网建设是国之重工,自动化作为可提高配电网供电能力的有效手段,于全国范围内进一步加大投入,加快建设。通过政府等多元资本的投资,配电自动化技术逐渐影响人民生活,迎来发展的高潮。配电网在今后的发展中,应该全面深化自动化使用,提高供电能力与水平,产出更高,更好的效益。
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论文作者:赖海波
论文发表刊物:《建筑实践》2020年第1期
论文发表时间:2020/4/27
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