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新旧电力配网工程的衔接建设模式探析

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【摘 要】 在市场经济发展下,我国国民生活水平得到很大提高,人们对电能需求量也越来越大,电力配网工程建设规模不断扩大,但工程规模扩大的同时,对电力配网运行的稳定安全要求也越来越高,目前我国很多电力配网工程实施了自动化系统,但电力配网系统基本处于主站、子站与终端三层建设模式中,而新出现的电力配网模式,能更好地保障电力配网运行的安全可靠性。本文就新旧电力配网工程中的衔接建设模式进行了分析探讨。

【关键词】 电力 配网工程 建设模式 系统 自动化

随着计算机、网络及通讯等技术的发展,电力配网工程正朝向自动化发展,我国在电力配网自动化方面,实现了配网运行控制与监视的自动化,并配备了馈线自动化、电网分析与SCADA等功能,为了有效实现电力配网的智能化与自动化发展,应加强我国电力配网模式的建设分析,但在我国电力配网建设中,还存在一些问题,需要采取恰当的建设模式,有效衔接旧电力配网向新电力配网自动化的转变发展,保证电力配网运行的安全可靠性。

1 我国电力配网工程建设现状

从改革开放以来,在电力配网工程建设发展速度及规模均有了很大提高,但与发达国家相比,还有较大差距,并且在电力配网工程建设模式方面,电力配网自动化发展并不完善,依然存在较多问题,其问题主要表现在下列方面:(1)工程建设中的电源布点问题。在我国电力配网工程建设中,电源布点存在不合理现象,该问题的出现与电力早期建设规划不合理相关,由于旧电力配网建设的早期规划不够合理,让我国的电力布点不够,电源分布也不合理,从而出现了供电半径太长,电线破损严重的问题。(2)负荷增长快,电力配网建设用地紧张。近些年,我国电力负荷增长迅速,呈现直线上升的趋势,一些城市地区的电力负荷增长已达18%,而北京、广州及上海等地,电力负荷增长的速度已高达25%,电力负荷增长速度快,主要与企业用电增多及居民用电量增加相关。随着我国城镇化进程加快,城镇建筑密集性越来越大,使得电力配网建设出现了用地紧张问题,电力配网建设用地紧张,使得变电站建设数量不够,进而致使电力供需矛盾越来越突出,在城镇化发展中,应该留出足够的电网建设空地,以缓解电力需求间的矛盾,满足人们的用电需求量。(3)网络结构合理性不够。在我国电力配网建设当中,网络结构的不合理问题是比较突出的,并且在一定程度上,给电力配网运行故障复电与检修带来了困难,再加上运行方式的安排不是很到位,也给电站移址带来了不便,所以,加强网络结构的合理性,并改进电网运行的方式,方能有效保障电网安全高效运行。

2 转变旧电力配网工程建设模式的必要性

通过我国目前电力配网工程建设现状的了解,为提升居民的用电质量,保障电网运行的安全性,加强电力配网工程改造具有一定的必要性:

一是要提高电力配网运行效率,要转变思想,加强配网自动化建设。我国现在的电力系统可大致划分成电源、电网与配网规划三部分,但一直以来,我国的电力系统建设,多注重在电源规划与主网规划方面,对于配网规划投资方面,还稍显不足,在电力配网工程建设当中,一些大城市依然采用旧体制的城网管理模式,对城市建设发展带来了一定制约性,对各项资源的利用与配网结构优化也产生了一定影响,所以,在电力配网工程发展中,要看到其不足,并采取一定措施,强化电力配网的自动化建设水平,确保电力配网的稳步提高。

二是要提高电力配网的自动化水平,需要合理转变旧建设模式。尽管有些地区实施了电力配网系统的自动化建设,但并非全面实施馈线自动化的系统建设,其建设方式是以实时监控发展为前提,对电力配网的运行管理综合信息系统进行提高,而馈线的自动化作用是降低电网运行故障的停电时间,但我国在停电方面,实施计划停电时间的比例经常高达80%左右,在馈线自动化方面的供电可靠性要比发达国家滞后许多,因此,要真正解决我国电力配电建设现状,需要合理地转变旧建设模式,全面地实施馈线自动化、SCADA及电网分析应用等功能,让新旧电力配网工程建设模式进行有效衔接,全面实现电力配电的自动化与智能化,电力配网的3+1模式就是比较可靠的建设模式,不仅不会让建设成本显著增加,还能保证电网运行的可靠性,带来明显的社会效益与经济利益。

3 新电力配网工程建设模式分析

3.1 新电力配网模式的优点

与旧三层电力配网模式相比,新电力配网模式添加了遥点延伸层,该层的添加,让电力配网的建设模式更为合理化,其优点主要表现在下列方面:一是电力配网加大了故障的判读指示密度,能有效提高故障定位精度,降低维修人员劳动强度;二是延伸层的增加,提高了定位精度,减少了故障查线时间,可迅速找出故障维修区段,并尽快恢复供电,以减少停电的时间,增强供电的可靠性;三是在电力配网终端下,接入遥点设备,可实现电力配网信息延伸,让数据更完整,准确指示故障馈线位置,将信息传送至主站,让电力部门迅速判断出故障的位置,对故障位置进行及时处理,尽快恢复供电,提高电网的整体运行效率。

3.2 新电力配网模式结构

在电力配网自动化建设下,电力配网的自动化方案不断增多,我国已有效实现了配电网控制与监视的自动化,并具有了馈线自动化、SCADA、应用系统互连与电网分析应用等功能。现代电力配网自动化依然实施的是旧主站、子站与终端模式,可称之为三层模式,在此模式下,电力配网自动化功能也可实现,不过因终端设备的价格较为昂贵,并非适合每个线杆或者开关的安装,仅是选择重要环网柜、开闭所及开关等场所进行安装,在这种情况下,终端指示故障线路较长,范围广,线路故障位置确定的耗费时间约占据故障处理时间2/3左右,所以,加强故障位置精确判断是必要的。

新电力配网结构主要包含配网的自动系统本体、配网信息延伸与电力配网自动数据等部分,其中,自动化本体为3层结构,第1层为配网的自动管理系统,主要包含GIS、SCADA/EMS与DAS等;第2层为电力配网的子站,主要包含FA与电力配网终端等;第3层为馈线的自动化终端,主要包含TTU、DTU与FTU等,该3层所强调的是数据精准完整与通信可靠。将原来的3层模式转变为主站、子站、终端与遥点的四层模式,把故障指示器等遥点归入电力配网的自动化系统,赋予新内涵,这是个很实用的电力配网建设模式。并且遥点设备的价格比较便宜,可多部署,尤其是辐射线路上,能较准确判断故障点位置。把故障点定位于两线杆间,一旦主干线路出现故障,将主干及分支线路间的开关断开,就能有效实现故障隔离,缩小断电的范围。

3.3 新电力配网模式实施过程

在新电力配网模式下,当线路出现故障时,电力配网的终端会采集相关信息,对馈线进行故障判断,同时,还会接收来自遥点设备方面的故障信息,故障信息的传送过程如图1所示。当配网终端把故障信息与一遥点的故障信息传送至子站,子站会接收故障信息,转发至主站中。而主站接收子站转发的终端故障信息之后,会依据故障信息对故障进行定位,尤其是两台终端间的故障定位,并采取保护与隔离动作等,以缩小故障停电的范围。同时,主站还会依据一遥点设备所发出的故障信息,对两一遥点设备间的故障进行定位,缩小故障定位范围,将故障位置显示在GIS系统上,便于相关人员的维护检修,从而完成一次故障的处理。

4 新旧电力配网工程有效衔接建设的注意事项

4.1 合理选择电源点,遵守馈线规划原则

在电力配网工程建设中,电源点分布规划是非常重要的,应从网损减少,经济效益增加角度出发,对电源点进行合理规划,降低线路建设投入,从而减少网损。对挡墙城市电源点分布不足与容量有限等问题,应采取合理措施进行解决,避免依靠其他电源点给予补救措施的出现,在科学发展观下,扭转这种局面,合理安排电源点。为了提高电力配网运行的可靠性与灵活性,对电源点出现进行规划的时候,应统筹考虑,遵循出线方向与环网联络原则。在出线原则下,对同一变电站的不同主变出线进行区域交叉,也就是某用电区域馈线应来自不同的主变,单台主变的话,应考虑把不同母线出线进行区域交叉,以两台主变与8条出现为例。F1与F2为不同主变,但同时出向同一供电区域,F7与F8、F5与F6、F3与F4也均是这样的道理,根据此原则出现,能保证每用电区域中,均有来自不同的主变电源,某主变故障或母线失压的时候,应由本站中的另一主变进行供电。除此之外,馈线还应遵循环网联络原则,让馈线运行方式更为灵活,以满足不同状况下的转电需求。

4.2 注意新电力配网工程中的故障线路报警系统

在电力配网工程当中,应建立故障线路的报警装置,报警系统通常由开关站内报警装置与微机监控中心所组成的。一是要建立监控中心,对全网各报警单元进行全面管理,应该对各级故障信息给予接收记录与分析报警,向下级进行工作命令或参数更改的命令发送,从而及时调整系统;二是开关站中的报警装置应该实施智能单元,对此部分故障信息进行采集整理,并将有关信息发送到调度中心。

4.3 远程控制与地理信息系统

远程控制系统是由计算机与远动技术组成的,能够实现遥控、遥信与遥测这三遥,为电力配网工程建设提供重要技术支持,所以,在应用系统中,运用远动装置,对厂站运行设备进行测读,强化系统硬件联系,将相关信息经远动通道传送至调度室中,以强化调度室的协调功能,其具体工作流程如图2所示。在电力配网建设当中,地理信息系统可称为硬线的监控系统,与模拟机协调功能是相结合应用的,通过此技术对电力配网进行有效监管,以确保电力配网工程中的有效管理,地理信息系统建设时,需要注意下列几点:一是注意配电自动系统的构建,把城乡街道地理的背景图,按照一定比例进行馈线接线图绘制,并在图中标注架空线、断路器、配电变压器与电缆等设备的规格型号,对全部电力设备给予统计、查询与维护;二是地理信息系统要和监控系统相结合应用,合理分析每条反馈线路信息,利用理论网损与短路电流进行计算处理,以增强电力配电工程新模式建设的管理水平。

4.4 注意交流输电系统与负荷预测系统的建设

要有效衔接新旧电力配网工程,还需要注意交流输电及负荷预测系统的建设,交流输电系统通常是在电力技术及控制技术下,对交流输电系统中的电压、阻抗与相位进行灵活调速,对电力潮流进行大幅度地灵活控制,增强现有输电线路中的输电容量,让线路更加稳定。交流输电系统的完善,可增强联络线输电力,减少系统事故的影响,避免连锁反应与阻尼系统的震荡等现象发生。除此之外,还应确保供电质量优良,对用户用电要求进行满足,其公式表达为:

公式中的与所表示的是电厂发送有功功率与j用户以及线路所消耗的有功率,而与所表示的是电厂发送无功率与j用户以及线路所消耗的无功率。在交流输电系统当中,要确保系统频率及各母线电压均保持于额定值周围,以确保电能质量的优良性。加强负荷预测系统构建,对电力配网运行的经济性与安全性是非常重要的,不仅能实现地区间的负荷预测,还能实现对网络状态的估计,对电力配网建设中的数据误差进行及时调整,强化数据实时的控制,以优化电力系统的各项配置。

5 结语

电力配网建设管理所涉及内容较多,要确保电力配网运行的安全可靠性,应加强旧电力配电建设模式的转变,实现电力配网的自动化,并在工程建设当中,注意新旧电力配电模式的有效衔接,根据电力配网建设的实际状况与用户需求,加强输电网、配网与发电网的有效结合,构成综合性的智能网,提高电力配网运行的可靠性,在三层模式基础上,加上一遥点的延伸层,增强线路故障的精准定位性,从而促进我国电力配网工程的持续发展。

参考文献:

[1]陈晓曦.探析电力配网工程建设及管理[J].才智,2012(3).

[2]刘云峰.探析电力配网工程建设及管理[J].中小企业管理与科技,2012(27).

[3]林广用.电力配网改造分析[J].硅谷,2012(7).