对10kV配网自动化设计问题的几点探讨

摘 要：文章对10kV配网自动化的设计问题进行了一些有意义的探讨，希望通过文章的分析和研究，对配网设计工作能够有所借鉴。

关键词：10kV配网；配网自动化系统；设计

1 当前10kV配网规划设计中存在的问题

通过对全国各地的10kV配网自动化系统（如图1所示）进行深入分析后发现，无论是刚刚投建运行的系统，还是已经运行过相当长一段时间的系统，在系统设计层面都存在一些不足之处，具体表现在以下几个方面：

1.1 片面追求技术的先进性

对于10kV配网而言，在进行配网自动化系统的设计时存在着片面追求技术先进性的误区，例如运用最先进的配电自动化技术和设备，而忽视了所选技术和设备与原有配网之间的兼容性。这不仅可能导致配网自动化的优势不能得到有效发挥，反而还可能造成配网运行的不稳定。

1.2 通信通道容量受限

对于配网自动化系统而言，通信系统是其中非常重要的一个组成部分，是实现配网自动化功能的关键。然而现实却是很多地区的配网自动化系统在设计时容易忽视这一问题，造成通信通道的容量不能满足配网自动化系统运行的需要，进而使控制端与终端之间的通信受阻。

1.3 系统功能结构单一，且对可扩展接口预留不足

很多地区在进行配网自动化系统设计时都存在开放性和扩展性不足的问题，没有给未来配网自动化的改造以及自动化系统功能的扩充留下足够的空间。

2 配网自动化的设计原则

2.1 网络分布与分层模块设计相结合

配网自动化系统对组成模块的功能独立性要求较高，应该可以根据实际配网的结构特点和功能需求，通过模块化的设计方式构建适应性较高的自动化系统。

2.2 配电网络完整模型设计

配网自动化的建设意义是为了提高配网运行的可靠性，即在正常工作中通过收集、分析配网的运行数据来给运行优化提供建议，而在配网发生故障时可以快速对故障位置进行隔离，并对故障作出快速诊断和处理。而要实现这一点的一个前提条件就是拥有完整的配电网络模型，模型中应详细包含10kV配网的各条线路、设备，并将它们按照实际的关联关系连接成配电网络图，此时就需要用到专用的建模工具来对配网进行建模。

2.3 系统开放性和扩展性

对于当前的10kV配网来说，因为配电技术不断在发展和进步，所以配网的建设也应该是一个持续不断的过程，而这就要求在进行配网设计时一定要坚持开放性和扩展性原则，给未来配网的改造和自动化系统功能模块的扩展留下充足空间。

3 完善10kV配网自动化设计的措施

3.1 主站的设计

对于10kV配网自动化系统来说，其结构层次至少应包含基础平台层和应用模块层，这样设计的好处是便于未来的系统扩展和配网自动化改造。通过预留模块接口，只需要进行简单的模块叠加就可以实现对系统平台层的修改，同时又不会对当前配网自动化系统的运行造成干扰，从而使配网自动化系统的运行可靠性得到极大提升。总之，10kV配网自动化系统的主站除了需要采取模块化的设计方式外，为了确保系统硬件方面的安全，还应该采取双网操作以达到备份安全的目的。

3.2 一次设备的选型

对于配网自动化系统来说，一次设备承担着各种计算策略，是保障系统最终功能实现的关键。因此，必须提高对一次设备选型的重视。从总体上说，我国的10kV配网主要分为城市配网和农村配网两类。对于城市10kV配网而言，其线路主要以电缆为主，而且网络结构以环网为主；对于农村10kV配网而言，其线路多为架空线路，且“手拉手”程度较低。因为城市10kV配网和农村10kV配网在网络结构特点上面的差异，造成其“自动化潜能”也存在不同，应该针对这种不同选用最合适的一次设备。考虑到当前城市10kV配网中有大量的环网，所以连接电缆的设备也宜选择各种环网柜。同时，为了提高对环网柜的远程操控能力，其操作机构应该选用电动机构，并且配置相应的低压箱、分合闸线圈以及辅助接点等。农村10kV配网又可以分为以下两种情况：第一种是偏远地区的单电源辐射式线路。这种配电网络发生故障的几率较高，而且多为瞬时性故障，所以在实践中推荐选用重合器作为一次设备。在采用重合器的情况下，一旦配网发生瞬时故障，就可以对故障进行及时的隔离，这利于快速恢复供电。同时，采用重合器对通信系统的依赖程度较低，这也符合偏远地区配网通信能力较弱的现状，在确保供电可靠性提升的同时，也不会带来较多的建设费用。第二种是拥有“手拉手”能力的线路。对于此类农村配网，因为其供电半径大多控制在5km的范围内，所以为了保障供电的可靠性，通常会将主干线路进行三开关四分段的设置，并且在分支线路上配置重合器。这样做的优点是可以实现远程集控和就地控制的融合，提升了供电的可靠性。

3.3 通信系统的设计

10kV配网的通信系统对其实现自动化具有不可替代的作用，必须提高对其设计质量的重视。具体而言，需要做到以下几个方面：（1）通信系统要具有较高的稳定性，即使发生故障也应具有一定的恢复能力；（2）通信系统的组网方式应该保障灵活，能够根据配网自动化建设的需求进行灵活扩展；（3）配网自动化系统的功能定位就决定了其通信系统必须具备双向通信的能力，既要满足终端给控制端发送监测数据的需求，还要满足控制端给终端发送指令的需求；（4）安全性和实时性好。就目前的通信方式来看，最满足上述要求的无疑是光纤通信，它不仅通信容量大，而且具有较高的抗干扰能力，将其作为10kV配网自动化系统的通信主网是未来配网通信系统发展的一个主流趋势。

4 10kV配网自动化设计的发展建议

4.1 提升对优化运行决策支持系统的重视

在进行10kV配网自动化设计的过程中，一定要提升对优化运行决策支持系统的重视。配网自动化的一个最主要的实施目的就是提升供电质量和供电可靠性，而优化运行决策支持系统可以通过综合分析监测到的各种配网运行数据来生存优化模型，并同步计算出优化模型运行后的各类经济指标、安全指标，甚至得到其模拟运行后的效果，这就为配网的运行管理提供了决策依据。

4.2 实施信息一体化和大平台集成系统

配网自动化系统不是一个孤立的系统，而是应该能和供电企业当前的各种管理系统进行有效集成，并且可以实现对各种配网运行数据的充分共享。在未来的10kV配网自动化系统中，需要加强在信息一体化进和功能集成化方面的设计，通过引入公共信息模型来实现配网运行信息在电力部门内部各个系统间的有效共享，在全面提升供电企业对配网运行管理水平的同时，也同步提升配网自动化系统的运行效率。

5 结束语

总而言之，10kV配网在整个电网系统中起着“承上启下”的作用，提升10kV配网自动化的设计水平，对提升供电质量和可靠性具有重要意义，必须引起充分的重视。

参考文献

[1]谢玉远.10kV配网自动化建设的规划与设计[J].技术与市场，2015

（1）：15-16.

[2]许均锡.浅谈10kV配网的自动化设计[J].科技与创新，2014（24）：144-145.