國網(wǎng)西咸供電公司、國網(wǎng)咸陽供電公司的研究人員張帥、常娜娜，在2017年第7期《電氣技術(shù)》雜志上撰文指出，配電網(wǎng)是電力網(wǎng)絡(luò)中直接面向電力用戶的一個環(huán)節(jié)，是檢測供電可靠性的重要部分。

配電自動化的廣泛應(yīng)用，為調(diào)度運行控制能力、故障處理能力和配網(wǎng)檢修能力的提高奠定了基礎(chǔ)，也會對社會保電活動等提供可信的技術(shù)手段和技術(shù)措施，大大減少停電次數(shù)和停電時間。本文結(jié)合西咸新區(qū)供電公司成立后的配電網(wǎng)規(guī)劃，對配電網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀、存在的問題進(jìn)行分析，并從主站信息和饋電線路方面提出了切實有效的改進(jìn)方案。

配電網(wǎng)分布面廣，線路復(fù)雜，設(shè)備多，建設(shè)工地多，配網(wǎng)安全生產(chǎn)一直是電力安全生產(chǎn)的重頭。目前由于沒有配電自動化系統(tǒng)，配電網(wǎng)實際運行狀態(tài)不能及時掌握，配網(wǎng)調(diào)控處于盲調(diào)狀態(tài)，存在很大的安全隱患。

配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)的應(yīng)用，使調(diào)控人員能實時掌握配電網(wǎng)運行狀態(tài)，通過配電調(diào)度自動化系統(tǒng)的掛牌、刀閘和跌落保險的人工置數(shù)等功能，可以做到調(diào)度畫面與現(xiàn)場一致，做到正確指揮，心中有數(shù)，極大的提高了供電可靠性[1,2]。

通過系統(tǒng)的設(shè)備異動管理功能，調(diào)度能確切掌握最新的配網(wǎng)建設(shè)投運情況，徹底改變配網(wǎng)資料落后的局面，為安全生產(chǎn)提供堅實的基礎(chǔ)。實踐證明配電自動化系統(tǒng)已成為國內(nèi)先進(jìn)供電公司必不可少的配網(wǎng)生產(chǎn)運行工具，配電網(wǎng)的安全生產(chǎn)水平有了質(zhì)的提升[3-5]。

配電自動化系統(tǒng)（DAS）的作用為方便配電企業(yè)可以在遠(yuǎn)方終端實時地監(jiān)視、分析和操控配電設(shè)備，該系統(tǒng)主要包括以下幾個部分：配電網(wǎng)數(shù)據(jù)信息采集與監(jiān)視（SCADA系統(tǒng)）、配電地理信息系統(tǒng)（GIS）、需求側(cè)管理（DSM）。配電自動化系統(tǒng)是為城鄉(xiāng)配網(wǎng)的結(jié)構(gòu)改造而服務(wù)的重要技術(shù)，我國配電自動化進(jìn)行了較多試點，一般結(jié)構(gòu)為配電主站、子站和饋線終端三層組成[6]。

配電自動化系統(tǒng)主站作為配電網(wǎng)分析模型中心和運行數(shù)據(jù)中心，是配電自動化建設(shè)的重要組成部分，支撐著配電網(wǎng)調(diào)控運行、生產(chǎn)運維管理、狀態(tài)檢修、缺陷及隱患分析等業(yè)務(wù)開展，并為配電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)提供數(shù)據(jù)支持[7]。

本文結(jié)合西咸新區(qū)供電公司的配電網(wǎng)建設(shè)，對配電網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀、存在的問題和提出的改進(jìn)方案進(jìn)行了介紹和分析，建成西咸配電自動化系統(tǒng)，必將對提高配電網(wǎng)供電可靠性、提高供電服務(wù)水平、提高運行維護(hù)水平起到強大的推動作用。

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1 配電網(wǎng)現(xiàn)狀和存在問題

1.1 配電網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀

國網(wǎng)西咸供電公司于2015年年底組建成立，生產(chǎn)、運行和營銷部門的多種應(yīng)用系統(tǒng)還在完善中，地區(qū)調(diào)度自動化系統(tǒng)也處在建設(shè)階段。但由于各系統(tǒng)的建設(shè)都是獨立運行，各系統(tǒng)之間缺乏數(shù)據(jù)交互，一些綜合性應(yīng)用無法實現(xiàn)，信息“孤島效應(yīng)”嚴(yán)重。因此，在系統(tǒng)建設(shè)的同時解決配電網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)之間的信息交互，實現(xiàn)各應(yīng)用系統(tǒng)的集成，搭建好基礎(chǔ)信息平臺勢在必行。

由于地調(diào)系統(tǒng)沒有配套建設(shè)配電自動化終端和通信系統(tǒng)，所以不能實現(xiàn)配電自動化系統(tǒng)功能，配網(wǎng)調(diào)度人員只能通過地調(diào)系統(tǒng)的工作站對配網(wǎng)10kV出線進(jìn)行調(diào)控運行，開關(guān)站、環(huán)網(wǎng)柜及柱上開關(guān)均沒有監(jiān)控手段。D5000調(diào)度自動化系統(tǒng)具有配置遙測遙信信息按IEC60870-5-101\104標(biāo)準(zhǔn)通信規(guī)約進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)的功能[8]。可以接收配電調(diào)度自動化系統(tǒng)的遙控命令，遙控指定開關(guān)，并具有限定轉(zhuǎn)發(fā)遙控控制范圍的安全控制功能，確保遙控轉(zhuǎn)發(fā)命令安全。

1.2 配電網(wǎng)自動化存在的問題

1.2.1 10kV設(shè)備健康水平較差

10kV設(shè)備的狀態(tài)檢修工作開展較為滯后。部分?jǐn)嗦菲鳌⑴潆娮儔浩鬟\行年代久遠(yuǎn)，運行的配變中高損配變?nèi)哉加邢喈?dāng)大比重；存在開關(guān)操作機構(gòu)銹蝕、分合指示不清晰、配變漏油、絲具老舊、刀閘銹蝕拉合困難等現(xiàn)象；10kV設(shè)備類型、生產(chǎn)廠家雜多，沒有形成成熟、統(tǒng)一的技術(shù)選型標(biāo)準(zhǔn)，隱患缺陷多，信息采集難，不利于配電網(wǎng)智能化的改造。

1.2.2 10kV線路運行環(huán)境較差

區(qū)域內(nèi)各類市政、路橋、產(chǎn)業(yè)園區(qū)以及舊城改造項目多，配電設(shè)施遭受外力破壞的情況頻繁發(fā)生，加之西咸新區(qū)內(nèi)城鄉(xiāng)結(jié)合部的區(qū)域面積較大，大量存在的城中村內(nèi)違章建筑多，房、樹、線的矛盾比較突出，10kV線路安全隱患較大。由于受技術(shù)、資金和生活環(huán)境等多方面的影響，以前城市的配電網(wǎng)規(guī)劃、建設(shè)和發(fā)展過程中，10kV線路多是采用架空線路來進(jìn)行鋪設(shè)，線路電纜化率處于較低的水平。

1.2.3 10kV線路改造滯后

區(qū)域內(nèi)配網(wǎng)線路主干線部分基本實現(xiàn)了全絕緣化改造，但支線仍存在裸導(dǎo)線的情況，還有部分支線采用截面積為25-35mm2的小線號，無法滿足日益增長的負(fù)荷需求；部分線路改造時，僅進(jìn)行了導(dǎo)線和金具的更換，電桿沒有更換，部分電桿老舊、裂紋嚴(yán)重、吃力大，改造工作滯后。

總之，西咸新區(qū)配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)不合理，存在問題需網(wǎng)架結(jié)構(gòu)調(diào)整解決；非電纜線路、裸導(dǎo)線線路、老舊設(shè)備多，需設(shè)備改造；設(shè)備自動化建設(shè)落后，需配電自動化改造；設(shè)備運行環(huán)境較差，需運維人員加強維護(hù)。

2 改進(jìn)方案

考慮到配電網(wǎng)發(fā)展中存在的各種問題，下文從主站信息系統(tǒng)的安全防護(hù)和饋電線路的保護(hù)配合方面進(jìn)行了分析并提出了改進(jìn)方案，對提高配電網(wǎng)的安全運行和可靠供電起到了重要的作用。

2.1 主站信息的安全防護(hù)改進(jìn)

在管理信息大區(qū)，配電自動化主站與配電終端通信可采用“硬件防火墻+安全接入平臺+配電加密認(rèn)證裝置”的安全防護(hù)方案，如圖1所示。

圖1 “硬件防火墻+安全接入平臺+配電加密認(rèn)證裝置”方案

硬件防火墻采取訪問控制措施，對應(yīng)用層數(shù)據(jù)流進(jìn)行有效的監(jiān)視和控制。

安全接入平臺主要包括安全接入網(wǎng)關(guān)和數(shù)據(jù)隔離組件，對外統(tǒng)一提供“安全通道、身份認(rèn)證、安全接入、訪問控制、數(shù)據(jù)交換”等核心功能。安全接入網(wǎng)關(guān)與配電終端采用基于數(shù)字證書的雙向認(rèn)證、密鑰協(xié)商，基于國產(chǎn)商用密碼算法建立與配電終端之間的雙向加密隧道，實現(xiàn)與無線網(wǎng)絡(luò)其他業(yè)務(wù)間的邏輯隔離，保障通信鏈路及傳輸數(shù)據(jù)的安全性；數(shù)據(jù)隔離組件提供雙向訪問控制、網(wǎng)絡(luò)安全隔離、內(nèi)網(wǎng)資源保護(hù)、數(shù)據(jù)交換管理、數(shù)據(jù)內(nèi)容過濾等功能，實現(xiàn)邊界安全隔離，防止不正當(dāng)鏈接進(jìn)入內(nèi)網(wǎng)系統(tǒng)直接進(jìn)行訪問。

配電加密認(rèn)證裝置對遠(yuǎn)程參數(shù)設(shè)置、遠(yuǎn)程升級等信息采用國產(chǎn)商用非對稱密碼算法進(jìn)行簽名操作，實現(xiàn)配電終端對配電主站的身份辨別與報文完整性的保衛(wèi)工作；對配電主站與配電終端之間的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)采用國家商用對稱密碼算法進(jìn)行加解密操作，保障業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的安全性。

2.2 配網(wǎng)饋電線路保護(hù)配合方案

結(jié)合配電自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2所示，從以下3個方面給出線路保護(hù)配合方案。

圖2 配電自動化結(jié)構(gòu)示意圖

1）架空線路主干線開關(guān)采用負(fù)荷開關(guān)工作方式，主回路相間短路故障由變電站出線開關(guān)切除，并重合一次切除瞬時故障，永久故障由主站系統(tǒng)集中判斷故障區(qū)段，主站下令進(jìn)行故障隔離，并恢復(fù)健全區(qū)域供電。分支開關(guān)可采用斷路器，和變電站出線開關(guān)保護(hù)配合（速斷保護(hù)延時0.3秒），實現(xiàn)故障快速隔離。

2）電纜線路環(huán)網(wǎng)柜主回路進(jìn)出線開關(guān)采用負(fù)荷開關(guān)工作方式，主回路相間短路故障由變電站出線開關(guān)切除，由主站系統(tǒng)集中判斷故障區(qū)段，主站下令進(jìn)行故障隔離，并恢復(fù)健全區(qū)域供電。負(fù)荷側(cè)開關(guān)采用“負(fù)荷開關(guān)+熔斷器”方案，熔斷器狀態(tài)遙信上傳主站。

3）開關(guān)站進(jìn)線功能開關(guān)不投保護(hù)，由變電站出線開關(guān)負(fù)責(zé)切除故障。開關(guān)站出線采用真空斷路器并和變電站出線保護(hù)能夠配合的，開關(guān)站出線配置保護(hù)裝置，相間短路時快速隔離線路故障。

2.3 改進(jìn)成效

通過改進(jìn)方案的實施，對配電自動化覆蓋區(qū)域的供電可靠性將會有明顯的提升，表1給出了工程實施前后各區(qū)域配電網(wǎng)數(shù)據(jù)指標(biāo)對比。改造后，A類供電區(qū)域供電可靠性完全達(dá)到99.98％以上，滿足國網(wǎng)要求，故障隔離時間由原來的1小時下降到20分鐘，配電自動化覆蓋率達(dá)到100%，N-1校核通過率達(dá)到100%。B類供電區(qū)域供電可靠性完全達(dá)到99.98％以上，滿足國網(wǎng)要求，故障隔離時間由原來的1小時下降到20分鐘，配電自動化覆蓋率達(dá)到95%。C類供電區(qū)域供電可靠性完全達(dá)到99.98％以上，滿足國網(wǎng)要求，故障隔離時間由原來的1小時下降到30分鐘，配電自動化覆蓋率達(dá)到95%[9]。

表1 工程實施前后各區(qū)域配電網(wǎng)數(shù)據(jù)指標(biāo)對比

3 結(jié)論

實現(xiàn)配電自動化后，配網(wǎng)調(diào)度在第一時刻發(fā)現(xiàn)故障信息后將其進(jìn)行綜合分析，先采取切除故障線路等方式將故障隔離，并及時通報搶修人員，幫助判斷故障點，有效減少設(shè)備巡查時間，盡快恢復(fù)供電，減少停電面積并縮減停電時間。

配電自動化工程建成后，故障處理服務(wù)由被動變主動，對社會保電活動等提供可信的技術(shù)手段和技術(shù)措施，大大減少停電次數(shù)和停電時間。通過大面積斷電快速恢復(fù)等功能，可在主電源變電站斷電時短時間內(nèi)恢復(fù)供電，提升人民生活水平，不僅提高政府滿意度，為社會經(jīng)濟(jì)保駕護(hù)航，有效升供電服務(wù)水平，社會效益明顯。