解析智能化监控技术在农村配网中的应用

摘要：随着经济的快速发展，城市化步伐逐渐加快，新兴城市越来越多，电源电网建设也得到了飞速发展。智能化监控技术在农村配网中起到关键的作用，本文阐述了智能化监控技术在农村配网中的应用。

关键词：智能化，监控，农村配网

中图分类号： TM7 文献标识码： A

引言：

随着经济社会的发展变化，电网的建设和供电状况的发生改变，当前农村电网与县域经济发展不相适应，农村电网建设及设计标准低，电网结构和潜在的电网安全运行环节薄弱，农村供电可靠性差（包括供电能力、供电质量、安全状况等），企业经营效益受电网建设滞后的制约，已难以支撑农村经济发展要求，原来的电网已经不能完全适应经济的发展要求，需要采用先进的设备和技术提升配网的智能化水平。

1、农村配网智能化监控技术

在城市化建设过程中，农网体系是重要的组成部分。农村配网是农网体系中一个核心环节，它是输电网与用电网之间的纽带，也是整个电力系统中线路最多、网络拓扑最为复杂、网架最为脆弱的一个环节。所以在农网智能化中智能配电网的工作是重中之重。农村配网智能化监控技术研究的目标是采用更加可靠先进的传感、通信和控制终端技术，实现对配电网运行状态、资产设备状态和供电可靠状况的实时、全面和详细的监视，提高电网的可观测性。研究智能配电网控制理论和方法，实现电网自愈控制。研究分布式电源并入配电网运行控制与保护技术，优化发、输、配、用各环节的协调调度。研究利用电力电子技术，实现电能质量控制和电能的灵活分配，降低损耗、提高供电可靠性和电能质量，最终形成技术领先、切实可行、认识一致的智能配电网整体解决方案、系统及设备，为全面建设农网智能化奠定坚实基础。

2、智能化监控技术在农村配网中的应用

随着通信技术、计算机技术、微电子技术和新材料科学等迅猛发展，建立智能化配网所需的相当一部分关键技术已经逐步成熟，并且在农村配网智能化监控系统中越来越多地得到应用。

2.1 配电线路故障在线监测技术

目前故障在线监测系统主要通过挂装在配网线路需要监测的位置上的故障检测终端，实时监测线路运行情况，在电力线路出现短路故障、接地故障、过流、停送电等情况下，将采集的特征数据传送到监控中心。由监控中心的系统软件结合线路拓扑结构对这些信息进行分析，确定出精确的故障位置。

针对农村配网线路长、分支多、电网运行方式变化大、负荷率低等特点，对线路故障（如短路、接地和过流）采用延时电流突变量作为主要故障电流判据，降低故障判断对电流检测精度的要求，另外对接地故障采用电容电流作为判据，其准确性依据线路的总长度，而不依赖负荷变化和大小，所以适用于农村配网线路。某供电公司于2009年9月建立并运行了一套故障在线监测系统，覆盖了广南线、马海线、马郎线、马小线和马中线。截止到目前，该系统取得了良好的实际应用效果，故障的平均查找时间由原来的至少2个小时缩短为低于30 s，平均单次故障引起的停电时间由原来的6～8小时缩短为1～2小时，极大地提高了供电可靠率。

2.2 馈线自动化技术

馈线自动化技术是农网智能化监控技术一种重要的技术。目前馈线自动化系统大致可分为三类：基于具有就地控制功能的线路自动重合器或分段器的馈线自动化系统；基于馈线FTU和通信网络的馈线自动化系统；集中控制＋就地智能的馈线自动化系统。针对农网馈线自动化系统，应该根据网络的实际情况进行方案选择，并需要考虑以下问题：评价架空网、配电网自动化供电方案优劣的首要依据是供电可靠性，包括故障停电范围、停电次数、停电时间、恢复供电时间。在架空线网中，重合器方案具有现实的和技术的优点：架空线路故障的80％是瞬间故障，采用重合器隔离瞬间故障，能大幅度提高供电可靠性；由于强电的危险性，线路发生故障时，希望现场问题就地解决，不宜扩大，减少人为复杂化；重合器的智能化程度高，使供电网络能独立运行，不依赖于通信系统、主站系统，同时可以统一规划，分步实施；由于故障多发生在分支线低压台区，支线可以采用智能分段器与干线重合器保护配合的方式。县级城市配电网的特点是架空线网、供电半径在5 km以内，推荐双电源环网供电，并采用三开关四分段重合器方案。无论是依靠智能开关设备保护配合隔离故障还是通过通信、主站软件隔离故障，均希望简化电网联结的复杂性对一般的城区和农网，采用双电源环网供电，完全能满足客户的用电可靠性要求。分支线在配电网中占很大比重，又是事故多发区，因此对分支线路故障检测、判别、隔离应该作馈线自动化的重点。

2.3 农网SCADA可视化技术

随着电力电子技术的发展，目前各种针对配电线路和设备的终端监测装置已经得到了广泛的应用，完全可以实现配电网的实时全景信息的采集。但是农村配网由于结构复杂，线路和设备众多，所采集的数据量非常大，很难准确快速地从海量数据中提取有效数据进行分析。因此可以利用SCADA数据平台和计算机图形化技术对各类数据进行处理和分析后，以动态图形方式进行展示，实现网络运行状况的可视化。采用这种方式，管理人员只需要看几幅图片，就可以知道农村配网运行健康状况，极大地减轻了工作强度，提高了工作效率和管理水平。例如，以图形和数字相结合的方式显示每条线路主干、分支、客户终端线路的电流和功率；以图形和数字相结合的方式显示配电变压器的功率和剩余可用容量；以动画形式显示线路开关状态和动作过程；以动画形式展示环网供电线路功率流向；利用等高线的图形显示方式，反应区域的电压大小等。

2.4 无功优化与补偿技术

随着电网规模日益增大及复杂，传统无功优化方法的不足日益突出。尤其表现在无功补偿虽然达到局部最优，但是很多地方电压无功质量却上不去，从全网角度而言，降损效果不明显。因此亟须提出一种有效降低全网网损的无功优化方法，根据电网结构、负荷性质、运行参数等因素进行科学合理的无功优化补偿配置，使得农村配网无功在分层、分区就地平衡的基础上，达到全网指标最优，有效提高农村配网运行的安全性、经济性和可靠性。

农村配网自动化发展迅速，使得实现全网无功优化成为可能。各补偿点信息通过农村配网自动化系统通信通道交流汇总于控制中心，通过无功优化系统实现全网无功优化计算和优化补偿：根据全网无功优化计算结果，调节有载调压变压器分接头，投切静止补偿器和并联电容器，实现跟踪负荷变化的电压和无功动态调节，满足电网安全、经济运行目标。农网全网无功优化补偿策略主要体现在：高压网以变电站集中补偿为重点，中压网以10 kV线路补偿和配电变压器低压侧集中补偿为重点，低压网及以下以用电客户侧分散补偿为重点。高压配电网无功补偿在变压器低压母线上进行补偿，补偿容量可按主变容量的10%～30%（或更灵活）进行配置，推荐两种类型补偿设备：一是能够实现平滑调节的补偿设备；另一种是一组固定容量加若干分组可自动投切容量的补偿设备，固定容量用以补偿变压器空载损耗。对于谐波污染较严重地区，可加装无源滤波综合治理装置。在运行阶段可验证补偿容量设置是否合理、分组容量是否恰当，补偿中以整个高压配电网为对象进行优化计算，确定各个补偿点的投切容量和变压器分接头档位。

3 结束语

随着电网统一坚强智能电网建设的逐步推进和发展，以及智能化监控技术的研究突破和工程应用，具备全景化预警控制，可视化多维监视，智能化故障处理，一体化运维支撑等特征的智能化监控系统将成为今后农村配网改造不可或缺的重要组成部分，将为社会主义新农村建设提供更好服务和更先进的技术。

参考文献

[1] 钟军，徐辉.农村配网智能化管理系统建设.大众用电 .2013(05).

[2] 李万东.浅谈农村配电网的管理.科技致富向导 .2010(12).