夏启东

泗洪县供电公司，江苏 宿迁 223900

0 引言

城市配电网络是现代化城市建设中的重要基础设施，主要作用是分配电能，被称为配电网，按照电压高低可分为高等级压力、中等级压力与低等级压力。在中小型城市中，中等级压力与低等级压力配电网建设时一般没有在专业的计划下紧密部署，导致性能不足、线路老化等问题的发生概率较高。纵观过去几十年配电网络发展历程，在初期阶段由于资金短缺的问题，主要将重心放在发电厂的建设上，一定程度上忽视了基础配电网的建设，我国的配电网络一直处于投资不足的状态之中，发电配电比例相比欧美发达国家仍有较大进步空间。目前，配电网主要存在的问题可大致归类为备用系统能力不足、电压质量低、新引进设备数量过少、技术水准有待提高，想要解决以上问题，必须加强自动化的运用，针对城市地形、线路可利用空间狭窄等特征设计一种切实可行的城市配电框架，既满足现有配电方面的需求，也能够承载未来高负荷的配电强度[1-3]。

1 城市配电规划内容

城市配电规划主要内容是对电网结构与电力分布情况进行数据分析，确定各个时期要完成的目标及配电标准化建设，估算投入资金、设备设施、人员物资等硬件条件，绘制末期规划接线图，编制规划说明手册。为此，应立足先进的自动化等工业技术，拟用智能配电网络，摒弃传统的配电思路及配电布局，建立实时监控系统，开发多种配电自动化实现模式。

2 国内外城市配电规划差异

受限于时间因素，我国配电网发展相比发达国家仍有较大差距。起步较晚及经济技术条件的限制都间接导致配电网自动化发展迟缓，存在功能单一、结构设计失衡、行业标准不规范等问题。国外城市在配电规划上具有大量值得借鉴的地方，例如，日本供电性能位居世界领先地位，其着重强调系统闭环应用，多措并举以减少故障停电频率。国外城市配电整体规划思路的立体性、供电水平的稳定性都可以归功于配电网自动化的大规模应用。为此，我国应着手于当前遇到的问题，加强自动化应用的施行，为广大用户提供更高效稳定的电力能源。

3 配电网自动化发展趋势

配电网自动化技术的发展主要可以分为3个阶段：（1）馈线自动化系统在开关设备之间的相互配合；（2）自动化系统；（3）人工智能化配电网。馈线自动化即对线路状态进行运行监控检测，故障发生后能快速定位故障点，并隔离故障区域，分为主站集中型和就地型。自动化系统则由主站点、子站点和馈线终端组成，主站在监控管理方面具有重要的作用，又被称为配电网管理中心，可进行实时数据分析，与其他交互系统进行信息共享，高精度计算并参与电力分配。当前在主站与子站间一般采用光纤作为通信传输介质，光在光纤中全反射传输速度较快。集成化的配电网自动化系统利用先进的通信技术，实现了包括监控、采集、配电管理、日常维护等其他各类系统的全面集成。人工智能配电网自动化依靠传感技术、人工智能大数据理论分析对配电设备的状态进行监测，信息整合能力是人工智能系统的一大优势，其依托高效智能算法有别于传统交互反馈，可以优化分配现存资源。电网的核心即控制，人工智能可以更好地解决控制问题。动态的网络变化对电网结构具有较大的影响，人工智能可以实时测量系统状态，发挥系统之间的协同作用，深入挖掘现有系统的潜在价值，从而实现系统能力跃变。

4 城市配电网自动化运用

做好配电网架的规划与建设是实现配电自动化及管理系统的关键。配电网架接线形可呈树形状、网形状和环形网状，其中使用次数最多的形状为环形网状接线。城市中通常将配电网环形网化，合理分控10 kV馈线，以保证在非常规情况下，110 kV变电容量、10 kV主要干线与10 kV馈线有足够的转移负荷能力[4-5]。

在特大城市的配电自动化系统中设立中心站点，主要负责核心数据信息的监视与管控，特大城市的电力部门可根据自身实际情况，考量是否设置中心站点。自动化配电系统的基础功能包括SCADA、负荷分配、故障管控、绘图自动及可视地形信息系统和高级别的应用。SCADA作为城市配电自动化的地基，主要为DA/DMS提供初始数据，但不能认为仅配备SCADA的三遥功能即为配电自动化系统，应在此基础上加入馈线自动化功能，以精准捕捉故障时的馈线状态，既满足人工远程控制的需求，又可自动化控制馈线设备，完全实现故障的自主隔离与恢复。

5 配电网自动化方案

5.1 自动重合器自动化方案

该方案将两组电源相结合处分散，重合器装载在分散部分的两端，当电力故障发生时，两端的重合器可迅速脱开，达到隔离故障的目的，防止故障的进一步扩散。每个部分的重合器自行判断脱开时机，在整个方案设计上优先断开变电站内的断路开关，优先级最低的为站内的短路开关，保证向电源侧向负荷稳定送电。该方案不仅可以实现配电自动化，还可以较好地隔离故障[6-7]。

5.2 配电网通信技术应用方案

该方案大范围使用现代通信技术，在断电情况下也不影响配电控制，可使用的通信技术如下：无线网技术带来速度的飞跃提升，依托GPRS无线技术达成外围设施数据传送，宽带的普及降低了GPRS的数据成本。光纤通信技术作为一项较为成熟的技术，通过光源为载体实现电信号到光信号的转换，使通信更加清晰可靠。载波通信技术通过特殊耦合器连接，实现大额电压下的用电安全，载波通信范围覆盖宽广，设备兼容性良好，可以满足高频运转的强度需求。

5.3 环形开关柜与开闭所方案

城市密布空间内用电户分布集中，在环形网的架构基础上增加开关柜，是较好的自动化设计举措。体积小巧的开关柜在行人道、停车场等公共场地便于安装。当开关柜的进出线回路过多时，可将其转变为开闭所，一般配合负荷开关与熔断器使用，当故障出现在电源端的一侧时，另一侧迅速响应并切转至母线，使供电恢复正常。开闭所具有运作环境好、工作不易受外部因素干扰等优点，是城市主线的完美设计设施[8-10]。

5.4 馈线自动化技术方案

在用户与变电站之间安装馈线自动化，可以自动监测用户实际用电量，在线路不正常运行时监测故障，安全平稳地提供电力。馈线自动化一般划分为电流型自动化和电压型自动化，前者线路控制的原理为电流控制，后者控制配电线路采用电压控制。电压型自动化控制的基本特点是及时做到故障隔离，短暂受到故障影响。电流型自动化控制的基本特点是支线上故障发生时波及幅动较弱。两种控制方式各具优缺点，需按照实际需求灵活运用。例如，将电流型自动化应用于支线，将电压型自动化应用于配电主干线，以发挥其最大优势。

6 结束语

综上所述，城市配电自动化在一定程度上对电网已经实现全幅监控，使故障在允许裕度内被及时发现并反馈，其安全保障能力也具有显著的提高。随着城市现代化建设的不断推进，城市结构布局也不再那么单一，配电网自动化带来了很多亟待解决的问题。为此，需要将城市经济水平、市民用电需求、企业发展愿景等因素纳入规划思路，可在小范围内先行试用新型技术，待实际验证效果良好再进一步大范围推广，以增强信息交互性与智能技术应用，再搭配不同先进技术，从而提供安全可靠的电力输送。同时，加大技术投入力度，合理配备配电网站点，根据未来发展计划及使用电量统计情况进行科学统筹规划，在达到城市配电使用需求下尽可能节约空间与资源，改善传输技术，加大对从业人员培训力度，从根源上解决设计思路受限的弊端，投入更多人力物力，将城市配电水准提升到一个新的高度，深化自动化在配电网络中的意义与作用。