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城市配網(wǎng)自動(dòng)化及其配網(wǎng)規(guī)劃的應(yīng)用

文檔作者：潘志強(qiáng) 文檔來(lái)源：廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司佛山南海供電局		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2022年03月31日
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ELECTRONICS WORLD?探索與觀察
城市配網(wǎng)自動(dòng)化及其配網(wǎng)規(guī)劃的應(yīng)用
廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司佛山南海供電局 潘志強(qiáng)
【摘要】在電力工程管理中，城市配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)是非常重要的內(nèi)容，并伴隨著社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展不斷進(jìn)步，而社會(huì)也對(duì)城市電力供應(yīng)的穩(wěn)
定性要求更高。本文分析我國(guó)當(dāng)前城市配網(wǎng)自動(dòng)化及規(guī)劃的應(yīng)用現(xiàn)狀，以供參考。
【關(guān)鍵詞】城市配網(wǎng)自動(dòng)化；配網(wǎng)規(guī)劃
配網(wǎng)自動(dòng)化及其配網(wǎng)規(guī)劃的日常運(yùn)行與管理通常是運(yùn)用于現(xiàn)代
化電子技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算機(jī)、通訊技術(shù)方面，配電過(guò)程通過(guò)實(shí)
時(shí)信息、離線信息、用戶地理信息整合而成，發(fā)展至今，其自動(dòng)化
體系得到了完善，并逐漸促進(jìn)配電的運(yùn)營(yíng)管理與發(fā)展。
1.城市配網(wǎng)自動(dòng)化研究
配網(wǎng)自動(dòng)化緊密聯(lián)系各個(gè)供電企業(yè)在供電質(zhì)量與效率方面的因
素，充分應(yīng)用自動(dòng)化控制技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行智能離線監(jiān)控的一種
配網(wǎng)方式，其自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)很好地解決了過(guò)去出現(xiàn)各種供電故障的問(wèn)
題，同時(shí)有效節(jié)約了人力和財(cái)力，很大程度地提高企業(yè)對(duì)城市用電
需求的滿足率與供電的效率，并在此基礎(chǔ)上獲取經(jīng)濟(jì)效益[1]。歸根到
底，城市配網(wǎng)自動(dòng)化應(yīng)用與實(shí)現(xiàn)就是通過(guò)自動(dòng)化在電力系統(tǒng)中的運(yùn)
作，從而以自動(dòng)方式實(shí)現(xiàn)電力的調(diào)度。在應(yīng)用的多種配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)
中，如自動(dòng)控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)、高新通訊技術(shù)等，都融于一體
服務(wù)于系統(tǒng)工作，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)自始至終的動(dòng)態(tài)監(jiān)控，保護(hù)運(yùn)作過(guò)
程，完成遠(yuǎn)程操作，確保電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定安全地運(yùn)行。
2.當(dāng)前城市配網(wǎng)自動(dòng)化發(fā)展現(xiàn)狀
2.1 我國(guó)當(dāng)前的配電設(shè)施及網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀分析
當(dāng)前，我國(guó)的大多數(shù)城市在配電網(wǎng)絡(luò)方面均處于良好的狀態(tài)，但
配電線路基本為架空或電纜地埋的方式實(shí)現(xiàn)，尤其是廣大的農(nóng)村地區(qū)架
空線路更多。但由于網(wǎng)絡(luò)設(shè)置的結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，層次較多，聯(lián)絡(luò)相對(duì)
混亂，采用多電源線路的分段方式配電使得一些地區(qū)的分段線路狀態(tài)不
佳，并且網(wǎng)絡(luò)的負(fù)荷在不斷增長(zhǎng)的同時(shí)無(wú)法滿足要求，出現(xiàn)了配網(wǎng)負(fù)荷
大大超過(guò)提供能力的情況。因此也不難發(fā)現(xiàn)，近些年來(lái)，很多供電企業(yè)
已經(jīng)逐漸從網(wǎng)架結(jié)構(gòu)方面進(jìn)行了調(diào)整與改造工作，持續(xù)加大供備線路的
比重，盡可能地滿足負(fù)荷要求。配電自動(dòng)化的總段與設(shè)施開關(guān)息息相
關(guān)，其終端采集的數(shù)據(jù)以及對(duì)具體控制的需求也都與設(shè)施的開關(guān)接口相
匹配，一些供電企業(yè)在比較早以前就已經(jīng)制定實(shí)施了大幅度修改陳舊設(shè)
施，轉(zhuǎn)變?yōu)樽詣?dòng)化接口設(shè)施的方法，調(diào)節(jié)了改造的難度，于是也開發(fā)出
一種主要工作重心為改造，其次以更換輔助改造的新模式。
2.2 我國(guó)城市配電信息化系統(tǒng)的構(gòu)建
配電地理信息體系通過(guò)充分應(yīng)用當(dāng)?shù)氐牡乩硇畔⒓夹g(shù)以及電
網(wǎng)規(guī)劃技術(shù)、管理技術(shù)促進(jìn)配電管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，目的在于
針對(duì)設(shè)施種類多、數(shù)量大、范圍廣、信息密集性高且配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)
雜的信息變化進(jìn)行調(diào)整。其中，GIS系統(tǒng)對(duì)供電企業(yè)在配電生產(chǎn)運(yùn)
作和管理工作上發(fā)揮了重要作用，但具體到實(shí)際的運(yùn)用過(guò)程，依舊
存在很多不足。首先，這個(gè)系統(tǒng)本身是采用外包的方式實(shí)現(xiàn)開發(fā)與
應(yīng)用，導(dǎo)致企業(yè)管理者甚至工作人員并沒(méi)有對(duì)其具體的經(jīng)營(yíng)管理與
服務(wù)要求有足夠的認(rèn)識(shí)，這也必然導(dǎo)致配網(wǎng)規(guī)劃的最終設(shè)計(jì)方案無(wú)
法實(shí)現(xiàn)全面覆蓋與深度滲透，并且還有可能面臨實(shí)用性不強(qiáng)的問(wèn)
題[2]。其次，在一體化數(shù)據(jù)圖模的處理上也難以完好，無(wú)法實(shí)現(xiàn)與
MIS自動(dòng)化系統(tǒng)和SCADA數(shù)據(jù)的共享，導(dǎo)致后期的維護(hù)工作量大
增，并且還會(huì)受到使用過(guò)程中的各種制約。
2.3 我國(guó)城市配電自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用
2.3.1 配電網(wǎng)架設(shè)備
通常情況下城市的供電網(wǎng)線路為10kV左右，配網(wǎng)主干線很多
采用電纜鋪設(shè)與架空結(jié)合的方式運(yùn)行，隨著城市化進(jìn)程的推進(jìn)，城
市建筑風(fēng)格的復(fù)雜，傳統(tǒng)配網(wǎng)架空方式搭建電網(wǎng)難度增大，因此更
多高負(fù)荷能力的導(dǎo)線與設(shè)備開始應(yīng)用，以滿足城市需要。與此同
時(shí)，終端設(shè)備開關(guān)與系統(tǒng)終端的端口相匹配，為了預(yù)防出現(xiàn)故障，
城市的很多供電企業(yè)在終端上預(yù)留了另一個(gè)自動(dòng)化設(shè)備接口，確保
了自動(dòng)化系統(tǒng)安全性。
2.3.2 配電自動(dòng)化體系
城市配網(wǎng)自動(dòng)化體系通常先利用自動(dòng)化設(shè)備與開關(guān)的配合，
通過(guò)子站、主站以及終端形成雙層數(shù)據(jù)收集與監(jiān)控部分來(lái)監(jiān)控配電
網(wǎng)絡(luò)，確保配電網(wǎng)主站指令可以以最快的速度傳遞到每一個(gè)配電終
端與子站中去，從而達(dá)到將終端設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)反饋到終端主站的目
標(biāo)。在建設(shè)系統(tǒng)主站時(shí)，首先必須考慮主站建設(shè)實(shí)用性與靈活性的
問(wèn)題，其次要求配網(wǎng)線路改線率高，針對(duì)監(jiān)控點(diǎn)隨時(shí)更換的情況改
變監(jiān)控信息，相關(guān)部門必須將改變的數(shù)據(jù)信息及時(shí)反饋到配網(wǎng)自動(dòng)
化系統(tǒng)中去，確保主站得到的信息與線路運(yùn)行情況一致。一旦子站
監(jiān)控點(diǎn)信息改變沒(méi)有及時(shí)同步到自動(dòng)化系統(tǒng)中，那么哦誒網(wǎng)線路實(shí)
際運(yùn)行情況就會(huì)出現(xiàn)于主站顯示信息不對(duì)稱，也就影響了城市配網(wǎng)
自動(dòng)化系統(tǒng)可靠性，系統(tǒng)的價(jià)值將失去。
2.3.3 配網(wǎng)GIS系統(tǒng)
地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用能夠收集、儲(chǔ)存和分析輸出的地理空間定
位數(shù)據(jù)，主要包括了系統(tǒng)層、數(shù)據(jù)層以及業(yè)務(wù)邏輯層，在城市配電
網(wǎng)自動(dòng)化的應(yīng)用中有以下三方面的表現(xiàn)，分別為輸配電線路管理、
配電網(wǎng)設(shè)施管理以及終端消耗管理。具體結(jié)構(gòu)圖示如下。
圖1 配電網(wǎng)GIS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖示
2.4 我國(guó)城市配電自動(dòng)化的通信模式應(yīng)用
配電自動(dòng)化系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)離不開合理的通信方式，將實(shí)現(xiàn)對(duì)配電
網(wǎng)主站系統(tǒng)控制的命令準(zhǔn)確傳達(dá)到遠(yuǎn)程的配電終端，就能及時(shí)正確
地反映遠(yuǎn)程配電終端各項(xiàng)設(shè)施運(yùn)作的情況，其對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)信息也將
能及時(shí)發(fā)送至控制中心。當(dāng)前的應(yīng)用現(xiàn)狀中，由于很多地區(qū)的通信
設(shè)施環(huán)境較為惡劣，分布范圍非常廣，數(shù)量眾多，系統(tǒng)復(fù)雜，所以
在通信方法使用方面的安全性、管理性等均難以得到保障。在實(shí)際
的操作當(dāng)中，必須根據(jù)不同城市地區(qū)的發(fā)展情況，因地制宜，采用
最合理的通信方法，以保證配電自動(dòng)化的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
分散多點(diǎn)通信方式是配電網(wǎng)監(jiān)控的關(guān)鍵技術(shù)，與配電自動(dòng)化的
要求相符，無(wú)論選擇哪一種通信形式都要在確定配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)模式以
后針對(duì)當(dāng)?shù)氐那闆r以及相關(guān)因素進(jìn)行綜合的技術(shù)與經(jīng)濟(jì)比較，比如分
別應(yīng)用于城市中心地區(qū)、郊區(qū)，或是地下電纜配電等。在考慮建設(shè)配
電自動(dòng)化通訊網(wǎng)以后，要采用與當(dāng)?shù)仉娏Σ块T成功使用的技術(shù)與組網(wǎng)
形式，盡可能一步到位，少走彎路，保持通訊網(wǎng)的穩(wěn)定與高效運(yùn)行，
同時(shí)要對(duì)其進(jìn)行計(jì)劃性維修，預(yù)防過(guò)多的緊急檢修事件。對(duì)城網(wǎng)自動(dòng)
化的通信主干網(wǎng)，則要采用專用網(wǎng)，如使用導(dǎo)引電纜、光纖或配電載
波等，確保對(duì)配電網(wǎng)干線重要開關(guān)站以及環(huán)網(wǎng)開關(guān)柜的支線線路的監(jiān)
控，有助于提高城網(wǎng)供電可靠性，縮短故障時(shí)間。針對(duì)非重要的分支
線與用戶配電房，尤其是與監(jiān)控中心較遠(yuǎn)的負(fù)荷點(diǎn)，則要租用市話網(wǎng)
的通訊線路?？傊?，對(duì)整個(gè)配電自動(dòng)化通信而言，需要根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)
際情況采用多種通信方式的組合，同時(shí)有主備通道，確保通信網(wǎng)絡(luò)暢
通，才能確保配電網(wǎng)在通訊模式上的自動(dòng)化應(yīng)用[3]。
3.城市配網(wǎng)的規(guī)劃與應(yīng)用措施探討
3.1 確保主干網(wǎng)線的穩(wěn)定運(yùn)作
配網(wǎng)規(guī)劃必須以具體的負(fù)荷控制要求為標(biāo)準(zhǔn)，注重對(duì)主干線網(wǎng)
絡(luò)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)負(fù)荷電流的控制，如控制單環(huán)網(wǎng)饋線不超過(guò)250A，
多環(huán)網(wǎng)饋線不超過(guò)300A，輻射線不超過(guò)400A等等，一旦負(fù)荷電流
超出范圍，就要從增加線路等方面考慮以實(shí)現(xiàn)分割負(fù)荷的目標(biāo)，從
而轉(zhuǎn)供負(fù)荷，下圖2表示配電網(wǎng)絡(luò)饋線情況。
圖2 配電網(wǎng)絡(luò)饋線具體安排
3.2 注重變電站的聯(lián)絡(luò)饋線安排
在規(guī)劃配電聯(lián)絡(luò)時(shí)，工作人員還要注重對(duì)變電站聯(lián)絡(luò)用線的安
（下轉(zhuǎn)第55頁(yè)）
萬(wàn)方數(shù)據(jù)
? 55 ?
ELECTRONICS WORLD?探索與觀察
定理3設(shè)，則：
（1）當(dāng)，當(dāng)且僅當(dāng)F(x)為多輸出Bent函數(shù)；
（2） 當(dāng)且僅當(dāng)F(x)有一個(gè)非零向量， 為
的線性結(jié)構(gòu)。
證明：
（1）由和定理1，可知。對(duì)于一個(gè)非
零向量，
由多輸出Bent函數(shù)在第二類廣義自相關(guān)函數(shù)值下的充分必要條
件，可知滿足的F(x)為多輸出Bent函數(shù)。
（2）當(dāng)時(shí)，由定理1中的（2），易得結(jié)論。證畢。
特別地，當(dāng)F(x)是的多輸出布爾函數(shù)時(shí)，即。如
果滿足或時(shí)，則F(x)為APN函數(shù)。因
為，當(dāng)時(shí)，對(duì)任意的，有，即
是平衡的多輸出布爾函數(shù)，因?yàn)镕(x)是的多輸出
布爾函數(shù)，也就是對(duì)任意的，都有一個(gè)x和一一對(duì)
應(yīng)。也就是置換函數(shù)。根據(jù)APN函數(shù)的定義，
由于當(dāng)是的一個(gè)解時(shí)， 也是
的一個(gè)解。如果是APN函數(shù)，一定滿足，也就是對(duì)
任意的，都有一個(gè)x和一一對(duì)應(yīng)。故， 滿足
或時(shí)，F(xiàn)(x)為APN函數(shù)。
3 結(jié)束語(yǔ)
本文根據(jù)GAC的概念，將其拓展到多輸出布爾函數(shù)上，引入了第
二類多輸出布爾函數(shù)的廣義自相關(guān)函數(shù)以及兩個(gè)新的指標(biāo)，給出了兩
個(gè)指標(biāo)的上下界。不難看出，如果和的值越小，F(xiàn)(x)的GAC性質(zhì)越
好，多輸出Bent函數(shù)和APN函數(shù)是達(dá)到這兩個(gè)指標(biāo)最下界的函數(shù)。
然而如何構(gòu)造函數(shù)使得這兩個(gè)指標(biāo)達(dá)到最優(yōu)仍有待進(jìn)一步研究。
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（上接第39頁(yè)）
出帶電作業(yè)中可能出現(xiàn)的問(wèn)題，因此，足以見得，加強(qiáng)對(duì)帶電作業(yè)工作
人員的培訓(xùn)彌足重要。為此，筆者建議相關(guān)電力企業(yè)部門從一下幾個(gè)方
面做起：一是，定期對(duì)帶電作業(yè)工作人員展開培訓(xùn)，并定期進(jìn)行考核，
考核成績(jī)作為升職加薪的重要參考依據(jù)；二是，定期評(píng)選“先進(jìn)作業(yè)人
員”在工作人員群體中樹立起榜樣帶動(dòng)作用；三是對(duì)于新入職的人員必
須要經(jīng)過(guò)培訓(xùn)方可上崗，注重對(duì)作業(yè)人員實(shí)踐能力的培訓(xùn)；四是定期在
工作人員中召開交流會(huì)，作業(yè)人員多多交流自身在作業(yè)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)
題，互通有無(wú)，有助于傳作業(yè)經(jīng)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)自身技能的迅速提高。
4 結(jié)語(yǔ)
10kV配電線路作業(yè)對(duì)于安全要素提出了很高的要求和標(biāo)準(zhǔn)，
只有保證各個(gè)環(huán)節(jié)的安全可靠性，才能夠讓整個(gè)作業(yè)得以順利進(jìn)
行，才能夠讓人們的生命安全得到保障。相關(guān)人員還要在現(xiàn)有基礎(chǔ)
上進(jìn)行深入研究和探索，優(yōu)化其作業(yè)的安全措施，讓10kV配電線
路帶電作業(yè)的完成更加順利，安全性得到保障。
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（上接第40頁(yè)）
排，如10kV饋線需要至少4條以上，而負(fù)荷則不能超過(guò)導(dǎo)線安全截
流量的一半，才能確保符合變電站負(fù)荷轉(zhuǎn)移的要求。對(duì)電纜管道的
規(guī)劃也要考慮實(shí)際的情況，要求終期同時(shí)完成，而電氣建設(shè)可分期
完成等。下圖3表示配電網(wǎng)絡(luò)饋線出線的安排。
圖3 配電網(wǎng)絡(luò)饋線出線安排
4.結(jié)束語(yǔ)
綜上所述，城市配網(wǎng)自動(dòng)化及其配網(wǎng)規(guī)劃的應(yīng)用與電網(wǎng)安全穩(wěn)
定的運(yùn)行有著密切的關(guān)系，企業(yè)必須保證使用的配電自動(dòng)化技術(shù)科
學(xué)合理的前提下，不斷強(qiáng)化技術(shù)的改進(jìn)與研發(fā)，提高配網(wǎng)自動(dòng)化水
平，確保供電企業(yè)配網(wǎng)的發(fā)展與相應(yīng)的設(shè)施、運(yùn)作發(fā)展同步，從而
在信息技術(shù)、運(yùn)作方法等方面實(shí)現(xiàn)城市配網(wǎng)自動(dòng)化規(guī)劃應(yīng)用效率的
提高，全面提升其應(yīng)用的實(shí)用性和安全穩(wěn)定性，最終保障我國(guó)供電
企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益，實(shí)現(xiàn)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。
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