农村配电自动化建设探讨

摘要：分析了农村配电自动化建设的前提条件，并且针对现在农村配电自动化和配电线路自动化的改造情况介绍了农村配电系统自动化控制的三种方式。

关键词：农村；农村配电自动化；配电线路自动化

随着我国现代化建设进程的不断加快，能源可持续利用已经成为了我国一个重要的研究问题，经济与环境的协调发展也成为了我国现代化建设的一个重要问题。众所周知，电能是人类目前为止利用最为广泛并且最为便利的能源，所产生的效益也是最高最环保的，所以提高电能的利用效率已经成为我国推动现代化建设以及可持续发展的一个重要保证。我国是一个农业大国，随着农业的不断发展以农村建设的不断加快，城乡之间的配电自动化水平差距不断地显现出来。提高农村配电自动化水平已经成为了我国一个重要的社会问题和民生问题。

一、农村配电自动化建设的前提条件

在农村配电自动化建设的过程中，要根据农村实际整体规划情况，分析现有的供电水平和电网结构，做好方案的设计和设备类型的选择。首先要对以下两个条件进行检查和满足：一是要具有环网联络以及不将控制的结果反馈回来影响当前控制的系统网络结构，同时，通讯系统必须要满足配电自动化运行的条件。二是具有配电线路终端模块，具有相对比较可靠的各种终端交换信息的模块。但是，在农村地区，还要符合以下几个特殊条件：

对于调度配电自动化系统，必须是通过了测试验收使用的系统，而且有着长期的运行经验。一些县城是不宜独立建设配电自动化系统的，主要是因为有些县城本身就没有建设调度自动化系统。虽然配电自动化系统中的SCADA功能与调度自动化中的SCADA运行功能基本上相似，但是没有调度SCADA的运行经验，独立建设配电自动化系统是难以运行的。

技术人员的缺乏也是制约农村配电网自动化建设的一个瓶颈，特别是在科学技术高速发展的今天，计算机的处理能力日益增强，配电网自动化所需的硬件和软件更新较快，对技术人员的要求很高。调度自动化以及配电自动化的数据采集、处理、查询、存储以及显示基本都是一致的，可以实现将调度以及配电和电量的计费等统一在软件平台上。将两者有机结合能显著降低工程的投资造价，方便以后的运行维护。因此，在新建或者改建的项目中，要考虑对配电自动化的需求，考虑进行一体化的设计。

在设计的过程中，一般要根据用电量的需求优先在城镇以及负荷相对比较大的地区以及对供电系统可靠性要求比较高的地区进行建设，同时还要在考察当地的配电自动化实施条件的基础上进行供电区域配电自动化的设计。

农村的配电自动化系统要分开步骤进行建设，首先，要针对配电自动化的基本功能进行建设，也就是要对配电的SCADA以及配电线路的自动化进行设计，而且还要确保通信条件满足要求，才能有效提高配电网供电的可靠性。其次，还要在具备条件的情况下做好图纸资料、地理信息系统、线损的管理，只有这样才能提高配电管理的自动化水平。

对于故障集中快速处理的要求。配网自动化运行中发生了故障，要具备快速处理的能力，尽快恢复区域供电。农村电网因为分布较广，若采用人工排查有一定的难度，因此，处理工作主要是由配电站以及配电的终端相互配合来完成，配电终端主要是完成检测，并且进行信息的发送和接受，配电站则需要进行全局考虑，实现对故障的定位，并且要进行故障的隔离和供电系统的恢复。

二、配电的自动化系统结构

在农村配电自动化系统建设过程中，对于新建的或者改造的县级调度自动化系统，除了要满足配电自动化功能的需求外，还得考虑满足调度自动化的需要，选择能实现配电调度自动化和配电自动化一体化的配电站系统。已经建好的调度自动化系统虽然满足了当地用电量的需要，但是并不具备配电自动化系统的功能，这时就可以考虑单独建一套配电自动化系统，实现调度自动化系统与配电自动化系统的一体化，实现数据的共享。对于一些还没有建立调度自动化系统的地方，暂时不宜建立配电自动化系统，因此，在系统的建设规模上主要有两个模式：一种是分立模式，一种是一体化模式。

根据实际情况，主站的配电可以下设一定数量的配电子站，县级主站的配电自动化系统一般设置在现场供电局的内部，完成配电网的监视以及管理工作，主站的服务器以及网络采取的应该是冗余配置，但是在经济不发达的地方可以采取单服务器或者单网络进行配置，以减少投资。子站多用于某一个特定范围内的配电网络管理，一站设置在变电站的内部。配电自动化系统所采取的硬件以及软件应能满足系统要求，经济许可的条件下尽可能选择中高档的服务器，操作系统可以选择比较常见的windows系统。

三、农村配电系统的自动化控制方式

农村的电网电缆线路以及架空线路往往都是环网状或是辐射状，可以采用多种多样的方式进行故障的诊断、定位和自动隔离等，对于方式的选择主要取决于配电自动化装置本身的技术特点，还有整体的方案，一般主要有集中智能与分散智能两种形式。对于分散智能，主要是以通讯系统之间的整定值配合方式实现，在不依赖主控制中心以及通讯系统的条件下自动判断并且可以对故障进行隔离。

1.常用交流高压自动重合器的控制方式

这种控制方式主要采取开关与开断短路电流能力相对比较强的交流高压自动重合器，通过交流高压自动重合器以计算机的时序关系为依据来设计外部定时机构，以满足计算机的时序要求来对本地的故障隔离以及恢复进行控制。通过这种组网方式实现配电网的自动化控制，主要是为了避免某一个地方出现故障后，导致线路出现停电，从而采用交流高压自动化重启器来切断故障电流，实现故障本地隔离。而且采用交流高压自动重合器组网的方式来实现配电网的自动化控制能在一定程度上减少自动开关的工作次数，而且还不需要通讯手段。但这种方式还是存在一定的缺点：在环路上出现的分段越多，交流高压自动重合器之间的保护就越难以配合。为了确保保护装置的功能，变电站的主要出线断路器是最后的限时速断保护，分段的交流高压自动重合器越多，其出现的开关时限速断保护延时就会越长，这样对配电系统的影响也会越大。

2.智能化交流高压自动重合器的控制方式

典型的配电网手拉手环网结构是实现配电线路自动化的基础性结构，如图1所示，在开关S5处于常开状态的时候，由变电站A和变电站B分别实现供电。当在开关S1和开关S2的部分发现故障的时候，线路的出口保护就会使B1进行动作，这样就会将出现故障的线路进行隔离，传统的故障隔离方式主要是通过交流自动重合器以及分段开关进行配合来实现故障的隔离，恢复供电也是采用同样的方式。这种多次的重合对配电系统中的设备和线路系统本身提出了更高的要求，甚至是不能接受的。为了实现更加优越的配电线路自动化建设，这就需要引入智能化的配电自动化系统建设，将带有GPRS功能的通信设置和带有继电保护功能的装置引入到智能化交流高压自动重合器的设计中，这样就使得在配电系统中出现故障时能够避免多次冲击的影响，当上下级之间的短路电流进行配合时还可以选择阶段性的配合方式。

3.集中智能化的控制方式

集中智能化的控制方式主要是通过主电站和子电站的控制系统、控制终端以及通信系统之间相互作用、相互配合的一种控制方式。集中智能化的控制方式作用原理主要是利用终端设备检测故障信号和开关情况，按照配电调度系统中预先进行设置的电网拓扑分析判断出出现故障的区域，经过远处的操作来实现故障区域的分离和供电恢复的控制。从一定程度上来讲，智能机的控制方式是配电自动化的最优化实现方案。

当然，这三种方式集中代表了配电自动化控制的三个重要发展阶段。从自动化的程度上来讲，这三种方式的自动化程度是逐渐加强的。由于传统的方式对设备的自动化程度要求不高，并且由于普及的时间相对比较长，在长时间使用过程中所积累的经验比较多，所使用的资金也比较少，其应用是相对比较普遍的。具体应该使用什么样的操作方式还是要依靠项目本身的要求和实际情况来进行确定。

四、结束语

农村配电自动化的建设是一项艰巨的工作，只有了解当前农村配电自动化的发展现状和农村配电网的特点，才能选择满足自身条件的配电自动化控制方式。随着科学技术的发展，农村配电自动化的控制方式会越来越先进，只要不断摸索和敢于创新就能更加推动我国农村配电自动化建设的发展。

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