配网自动化建设对供电可靠性的影响研究.pdf

2024 年第 2 期30中国高新科技能源电力|ENERGY&POWER配网自动化建设对供电可靠性的影响研究栾冰国网黑龙江省电力有限公司鹤岗市郊区供电分公司，黑龙江 鹤岗 154101摘要：配网自动化建设对供电可靠性的影响是一个备受关注的领域。文章旨在深入探讨配电网自动化技术的应用，以提高电力系统的可靠性和稳定性。配网自动化建设通过采用现代监控、控制和通信技术，有助于实时监测电网状态、迅速定位故障、降低停电风险，从而提高供电可靠性。研究结果表明，配网自动化建设不仅有助于减少供电中断，还能提高电网的韧性，降低电力系统的运行成本，为用户提供更加可靠的电力供应。关键词：配网自动化；建设；供电；可靠性；影响文献标识码：A中图分类号：TM76文章编号：2096-4137（2024）02-30-03DOI：10.13535/ki.10-1507/n.2024.02.06Research on the impact of distribution network automation construction on power supply reliabilityLUAN BingHegang Suburban Power Supply Branch,State Grid Heilongjiang Electric Power Co.,Ltd.,Hegang 154101,China Abstract:The research on the impact of distribution network automation construction on power supply reliability is a highly concerned field.This study aims to deeply explore the application of distribution network automation technology to improve the reliability and stability of power systems.By adopting modern monitoring,control,and communication technologies,automation construction helps to monitor the status of the power grid in real-time,quickly locate faults,reduce power outage risks,and thereby improve power supply reliability.The research results indicate that the construction of distribution network automation not only helps to reduce power supply interruptions,but also improves the resilience of the power grid,reduces the operating costs of the power system,and provides users with more reliable power supply.Keywords:distribution network automation;construction;power supply;reliability;influence供电可靠性一直是电力行业的重要关注点。随着电力需求的不断增长和电网复杂性的提高，配网自动化建设崭露头角。本文旨在研究配网自动化建设对供电可靠性的影响，强调该领域的重要性和内在价值。自动化技术的广泛应用能够更加有效地监测和控制电网，降低供电中断的风险，提高电力供应的可靠性。1配网自动化系统组成配网自动化系统由 3 个主要部分构成：智能分配、反馈体制及故障定位。配电主站被视为系统的核心，其主要任务是采集和监控配电网数据。此外，它还具备拓展功能，可以对电网数据进行分析和应用。配电终端是分布在中压配电网现场的远程监测和控制单元的总称。它包括 3 个主要部分：配电开关监控终端（FTU）：用于监控馈线的状态和数据。配电变压器监测终端（TTU）：用于监测配电变压器的状态和数据。开关站、公用及用户配电所的监控终端（DTU）：用于监控开关站和公用及用户配电所的状态和数据。配网自动化系统组成如图1 所示。2配网自动化建设对供电可靠性的影响2.1缩小故障范围配网自动化建设可对供电可靠性产生显著的积极影响。通过智能分配和反馈体制，系统能够实时监测电网的状态和性能，快速识别潜在故障和异常情况。这有助于提前预防问题的发生，减少停电事件的发生频率。当故障发生时，自动化系统能够快速定位故障点，精确定位问题所在，从而缩小故障范围，减少受影响的用户数量。这不仅有助于提高供电可靠性，而且能缩短故障修复时间，减少停电时间，减轻用户的不便。缩小故障范围是提高供电可靠性的重要手段。当电网出现故障时，较小的故障范围意味着仅有少数用户受到影响，而大部分用户可以继续获得正常供电。这有助于降低供电中断的社会经济成本，减少企业和个人的损失。此外，缩小故障范围还提高了电网的韧性，能够更好地应对突发事件，如图1配网自动化系统组成示意图2024 年第 2 期31中国高新科技ENERGY&POWER|能源电力自然灾害或恶劣天气条件下的电网受损情况。通过现代化的自动化系统，能够更迅速地隔离故障区域，确保供电可靠性在受到冲击时能够更快地恢复正常。2.2提高故障处理效率配网自动化建设在提高故障处理效率方面发挥着关键作用。通过自动化系统，可实时监测电网的状态和性能，及时识别故障和异常情况。一旦故障发生，系统能够自动化地快速定位故障点，不需要人工巡检，从而缩短了故障定位的时间。此外，系统还能实施自动化的隔离措施，将故障区域与正常区域隔离开来，以防止故障蔓延。这减少了停电的范围，仅影响受故障区域内的用户，而其他用户能够继续获得正常供电，提高了整体供电可靠性。总之，配网自动化建设通过减少故障处理时间和范围，大大提高了故障处理的效率，减轻了用户的不便。自动化故障定位和修复的优点显而易见。可以减少故障处理的人力和时间成本。传统的故障定位通常需要人工巡检和测试，耗时耗力，而自动化系统能够在瞬间定位问题所在，大大加快了故障处理速度。自动化系统可以减少故障处理过程中的错误和失误，因为依靠精确的数据和算法进行操作，减少了人为因素的干扰。此外，自动化系统能够提供实时的故障信息，使电网管理者能够更快地采取措施来减少停电时间。2.3实时控制配网自动化建设对供电可靠性的影响在实时控制方面尤为显著。通过实时监测电网状态和性能，自动化系统能够迅速捕捉电网中的异常情况和潜在问题。这使得电网管理者能够及时采取措施来应对潜在的故障或问题，从而避免了潜在的停电事件。实时控制还包括对电网设备和操作的实时调整，以确保电网在各种条件下都能维持正常运行。例如，当电网负荷突然增加或设备出现故障时，自动化系统可实时调整电网参数，以确保供电的稳定性。此外，实时控制还有助于电网管理者更加灵活地应对不同情况。他们可以根据实时数据来制定决策，例如调整电网拓扑结构或供电路径，以应对突发事件或维护工作。这种实时决策的灵活性有助于最大程度地减少停电时间，提高供电可靠性，满足用户对稳定电力供应的需求。2.4优化运维数据优化运维数据是提高电力系统管理效率和供电可靠性的重要举措。通过收集、分析和应用各种运维数据，能够更好地了解电网的状态、性能及潜在的问题。这使得电网管理者能够制定更有针对性的维护和修复计划，减少停电事件的发生频率和维修时间。优化运维数据还有助于实现预防性维护，即在设备或电网出现故障之前，通过分析数据来发现潜在问题并采取措施。这降低了紧急维修的需求，减少了供电中断的可能性。此外，通过实时监测和分析数据，电网管理者能够更好地调整电网参数，以应对不同负荷情况和应急情况，从而提高电网的韧性。3提高供电可靠性措施及实践应用3.1提高供电可靠性措施3.1.1规划方案制定在配网规划中，需要遵循可靠性和分散性原则，以确保电力供应的稳定性和可靠性。为此，技术人员构建了一个配电网网架结构规划模型，以系统年综合最小成本为目标函数，该目标函数的表达式如下：minF1FinvF2FlossFoperl式中，F1是系统年综合成本；Finv表示建设网架投资费用等年值；Foperl表示年配电网运行总维护费用；Floss表示年网损费用；F2表示下层模型目标函数。在配电网协同规划中，需要考虑以下约束和规范以确保系统的可靠性和有效性。连通性约束，确保负荷节点与源节点及其他负荷节点保持连通，以避免形成配电孤岛；接线方式的约束，规划应考虑开环运行和闭环设计，采用单联络网络界限的约束；每个变电站的总负荷必须控制在最大负载限制内；负荷节点的电压和负载率必须保持在规定的范围内，不得超出规定的数值。这些规定和约束确保了协同规划的电网结构满足要求，提高了系统的可靠性和性能。3.1.2技术优化在电力配网规划中，供电方式应根据网架、线路开关和电源点的配置来确定。供电方式通常根据电源数量、线路开关的功能和网架形状来划分。例如，根据电源数量可分为多电源供电、双电源供电和单电源供电；根据线路开关的功能，可分为环网柜配电线路、重合器、负荷开关和断路器等；根据网架的形状，可分为网格供电、环网供电和辐射供电等。在运动系统和二次设备的选择方面，通常使用 TTU（变压器监测终端）和 FTU（馈线终端）等远程监控设备来实现对配电变压器和线路开关的远程监控。这有助于保护系统，同时实现环网的远程控制。开关设备通常包括分段开关、出线开关、用户分界开关和联络开关。其中，出线开关通常无需配置自动化终端，而用户分界开关的自动化设备配置应根据用户的重要负荷程度来进行。为了建立终端配置模型，可以最小化自动化终端年费与停电损失的总和为目标函数。该目标函数可表述为：2024 年第 2 期32中国高新科技能源电力|ENERGY&POWERminF2FwFsFoper2式中，Fs表示安装配电自动化终端的年度投资费用，Fw表示年度停电损失费用，Foper2表示维护配电自动化终端的费用。根据具体情况，可选择适当的开关设备、终端设备及控制模式。对于二次设备，需要根据地区情况来选择合适的传输协议和归约方式。这些选择有助于提高电网的可靠性和经济性。该模型的目标是通过合理配置自动化终端，减少停电损失和自动化终端的年费用，以提高供电可靠性和经济效益。3.1.3控制装置更新为提高供电可靠性，电力系统采取了一系列措施和实践应用。其中之一是控制装置的更新。在电力系统中，控制装置起到关键作用，确保设备的正常运行和电力供应的稳定性。然而，变压器的安装受到多方面因素的影响，如变压器的消耗、型号选择及电密度增长率等，可能导致后期的超负荷运行，从而影响设备的功能。为应对这一挑战，电力系统需选择适当的电控设备，并及时更新控制装置，以监督配电网的供电情况，确保变压器的稳定运行，以满足不断增长的电力负荷要求。控制装置的更新是确保电力系统可靠性的关键步骤。它允许电网管理者采取及时措施来监测和管理电力设备，特别是变压器。通过选择适当的电控设备，可以实现对变压器的远程监控和操作，确保其在正常工作范围内运行。监督配网供电情况，包括电压、电流和温度等参数的监测，有助于及时发现潜在问题，如过载或过热。通过数据分析和远程操作，能够调整电压、负荷分布和运行模式，以降低设备的负荷并减少超负荷运行的风险。这一实践应用有助于提高供电可靠性，延长设备寿命，以满足不断增长的电力需求，确保电力系统的稳定供应。3.2配网自动化建设对供电可靠性的影响实践以某地区的配网自动化建设项目为例，通过该项目的实施，成功实现了 N-1 通过率达到 100%的目标，进一步增强了该地区的配电网架构。该自动化建设项目的完成显著提高了供电可靠性。目前，该地区的年售电量约为 10 亿 kWh。在不考虑负荷增加的情况下，自动化改造后，预计年售电量将额外增加90 万 kWh。根据当前电价为 0.7 元/kWh 的情况，将直接减少因供电不可靠性引起的经济损失，为该地区带来 63 万元的节省。此外，该地区的线损率也因配网自动化项目的实施而得以显著提升。配网自动化项目的建设前后性能指标对比如表 1 所示。通过这一示例可以看出，配网自动化建设对提高供电可靠性和降低经济损失具有显著的积极影响。4结语综上所述，配网自动化建设在提高供电可靠性方面具有显著潜力。通过自动化技术的应用，电力系统的监测、控制和维护变得更加高效和精确。这有助于减少电力中断事件的发生，提高电力供应的可靠性，同时降低维护成本。供电可靠性的提升对于满足日益增长的电力需求，以及保障各行各业的正常运行至关重要。因此，继续深入研究和推动配网自动化建设可为电力行业带来实质性的收益，确保用户获得可靠且稳定的电力供应。作者简介：栾冰（1983-），男，黑龙江鹤岗人，国网黑龙江省电力有限公司鹤岗市郊区供电分公司工程师，研究方向：输配电及用电工程。参考文献1 戴凡超.配网自动化模式对供电可靠性的影响研究J.光源与照明，2021（11）：123-125.2 曾兆星.配网自动化开关对供电可靠性的影响研究J.机电信息，2020（23）：13，15.3 单玉涵.配网自动化建设对供电可靠性的影响及问题解决策略探析 J.通信电源技术，2020，37（11）：245-247.4 王红燕.探究配网自动化建设对供电可靠性的影响J.通信电源技术，2020，37（10）：255-257.（责任编辑：葛佳）表1配网自动化项目建设前后性能指标的对比项目线损率绝缘化率供电可靠性N-1通过率电压合格率建设前3.2%60.3%99.9%71.5%99.05%建设后2.9%99.8%99.99%100%99.99%