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

文檔作者：潘志強文檔來源：廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司佛山南海供電局		點擊數(shù)：	更新時間： 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
【摘要】在電力工程管理中，城市配網(wǎng)自動化建設(shè)是非常重要的內(nèi)容，并伴隨著社會生產(chǎn)力的發(fā)展不斷進步，而社會也對城市電力供應(yīng)的穩(wěn)
定性要求更高。本文分析我國當(dāng)前城市配網(wǎng)自動化及規(guī)劃的應(yīng)用現(xiàn)狀，以供參考。
【關(guān)鍵詞】城市配網(wǎng)自動化；配網(wǎng)規(guī)劃
配網(wǎng)自動化及其配網(wǎng)規(guī)劃的日常運行與管理通常是運用于現(xiàn)代
化電子技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計算機、通訊技術(shù)方面，配電過程通過實
時信息、離線信息、用戶地理信息整合而成，發(fā)展至今，其自動化
體系得到了完善，并逐漸促進配電的運營管理與發(fā)展。
1.城市配網(wǎng)自動化研究
配網(wǎng)自動化緊密聯(lián)系各個供電企業(yè)在供電質(zhì)量與效率方面的因
素，充分應(yīng)用自動化控制技術(shù)和計算機技術(shù)進行智能離線監(jiān)控的一種
配網(wǎng)方式，其自動化的實現(xiàn)很好地解決了過去出現(xiàn)各種供電故障的問
題，同時有效節(jié)約了人力和財力，很大程度地提高企業(yè)對城市用電
需求的滿足率與供電的效率，并在此基礎(chǔ)上獲取經(jīng)濟效益[1]。歸根到
底，城市配網(wǎng)自動化應(yīng)用與實現(xiàn)就是通過自動化在電力系統(tǒng)中的運
作，從而以自動方式實現(xiàn)電力的調(diào)度。在應(yīng)用的多種配網(wǎng)自動化技術(shù)
中，如自動控制技術(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，實現(xiàn)對整個系統(tǒng)自始至終的動態(tài)監(jiān)控，保護運作過
程，完成遠程操作，確保電力系統(tǒng)實現(xiàn)穩(wěn)定安全地運行。
2.當(dāng)前城市配網(wǎng)自動化發(fā)展現(xiàn)狀
2.1 我國當(dāng)前的配電設(shè)施及網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀分析
當(dāng)前，我國的大多數(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)相對復(fù)雜，層次較多，聯(lián)絡(luò)相對
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)的負荷在不斷增長的同時無法滿足要求，出現(xiàn)了配網(wǎng)負荷
大大超過提供能力的情況。因此也不難發(fā)現(xiàn)，近些年來，很多供電企業(yè)
已經(jīng)逐漸從網(wǎng)架結(jié)構(gòu)方面進行了調(diào)整與改造工作，持續(xù)加大供備線路的
比重，盡可能地滿足負荷要求。配電自動化的總段與設(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)制定實施了大幅度修改陳舊設(shè)
施，轉(zhuǎn)變?yōu)樽詣踊涌谠O(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 我國城市配電信息化系統(tǒng)的構(gòu)建
配電地理信息體系通過充分應(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)促進配電管理計算機系統(tǒng)的實現(xiàn)，目的在于
針對設(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)
雜的信息變化進行調(diào)整。其中，GIS系統(tǒng)對供電企業(yè)在配電生產(chǎn)運
作和管理工作上發(fā)揮了重要作用，但具體到實際的運用過程，依舊
存在很多不足。首先，這個系統(tǒng)本身是采用外包的方式實現(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有對其具體的經(jīng)營管理與
服務(wù)要求有足夠的認識，這也必然導(dǎo)致配網(wǎng)規(guī)劃的最終設(shè)計方案無
法實現(xiàn)全面覆蓋與深度滲透，并且還有可能面臨實用性不強的問
題[2]。其次，在一體化數(shù)據(jù)圖模的處理上也難以完好，無法實現(xiàn)與
MIS自動化系統(tǒng)和SCADA數(shù)據(jù)的共享，導(dǎo)致后期的維護工作量大
增，并且還會受到使用過程中的各種制約。
2.3 我國城市配電自動化系統(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)合的方式運行，隨著城市化進程的推進，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，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)留了另一個自動化設(shè)備接口，確保
了自動化系統(tǒng)安全性。
2.3.2 配電自動化體系
城市配網(wǎng)自動化體系通常先利用自動化設(shè)備與開關(guān)的配合，
通過子站、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配電終
端與子站中去，從而達到將終端設(shè)備運行數(shù)據(jù)反饋到終端主站的目
標(biāo)。在建設(shè)系統(tǒng)主站時，首先必須考慮主站建設(shè)實用性與靈活性的
問題，其次要求配網(wǎng)線路改線率高，針對監(jiān)控點隨時更換的情況改
變監(jiān)控信息，相關(guān)部門必須將改變的數(shù)據(jù)信息及時反饋到配網(wǎng)自動
化系統(tǒng)中去，確保主站得到的信息與線路運行情況一致。一旦子站
監(jiān)控點信息改變沒有及時同步到自動化系統(tǒng)中，那么哦誒網(wǎng)線路實
際運行情況就會出現(xiàn)于主站顯示信息不對稱，也就影響了城市配網(wǎng)
自動化系統(tǒng)可靠性，系統(tǒng)的價值將失去。
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 我國城市配電自動化的通信模式應(yīng)用
配電自動化系統(tǒng)的實現(xiàn)離不開合理的通信方式，將實現(xiàn)對配電
網(wǎng)主站系統(tǒng)控制的命令準(zhǔn)確傳達到遠程的配電終端，就能及時正確
地反映遠程配電終端各項設(shè)施運作的情況，其對應(yīng)的數(shù)據(jù)信息也將
能及時發(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，以保證配電自動化的安全穩(wěn)定運行。
分散多點通信方式是配電網(wǎng)監(jiān)控的關(guān)鍵技術(shù)，與配電自動化的
要求相符，無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
后針對當(dāng)?shù)氐那闆r以及相關(guān)因素進行綜合的技術(shù)與經(jīng)濟比較，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)定與高效運行，
同時要對其進行計劃性維修，預(yù)防過多的緊急檢修事件。對城網(wǎng)自動
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，縮短故障時間。針對非重要的分支
線與用戶配電房，尤其是與監(jiān)控中心較遠的負荷點，則要租用市話網(wǎng)
的通訊線路?？傊?，對整個配電自動化通信而言，需要根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?
際情況采用多種通信方式的組合，同時有主備通道，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)定運作
配網(wǎng)規(guī)劃必須以具體的負荷控制要求為標(biāo)準(zhǔn)，注重對主干線網(wǎng)
絡(luò)穩(wěn)定運轉(zhuǎn)時負荷電流的控制，如控制單環(huán)網(wǎng)饋線不超過250A，
多環(huán)網(wǎng)饋線不超過300A，輻射線不超過400A等等，一旦負荷電流
超出范圍，就要從增加線路等方面考慮以實現(xiàn)分割負荷的目標(biāo)，從
而轉(zhuǎn)供負荷，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，工作人員還要注重對變電站聯(lián)絡(luò)用線的安
（下轉(zhuǎn)第55頁）
萬方數(shù)據(jù)
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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)有一個非零向量， 為
的線性結(jié)構(gòu)。
證明：
（1）由和定理1，可知。對于一個非
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，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，即。如
果滿足或時，則F(x)為APN函數(shù)。因
為，當(dāng)時，對任意的，有，即
是平衡的多輸出布爾函數(shù)，因為F(x)是的多輸出
布爾函數(shù)，也就是對任意的，都有一個x和一一對
應(yīng)。也就是置換函數(shù)。根據(jù)APN函數(shù)的定義，
由于當(dāng)是的一個解時， 也是
的一個解。如果是APN函數(shù)，一定滿足，也就是對
任意的，都有一個x和一一對應(yīng)。故， 滿足
或時，F(xiàn)(x)為APN函數(shù)。
3 結(jié)束語
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)以及兩個新的指標(biāo)，給出了兩
個指標(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)是達到這兩個指標(biāo)最下界的函數(shù)。
然而如何構(gòu)造函數(shù)使得這兩個指標(biāo)達到最優(yōu)仍有待進一步研究。
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（上接第39頁）
出帶電作業(yè)中可能出現(xiàn)的問題，因此，足以見得，加強對帶電作業(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)部門從一下幾個方
面做起：一是，定期對帶電作業(yè)工作人員展開培訓(xùn)，并定期進行考核，
考核成績作為升職加薪的重要參考依據(jù)；二是，定期評選“先進作業(yè)人
員”在工作人員群體中樹立起榜樣帶動作用；三是對于新入職的人員必
須要經(jīng)過培訓(xùn)方可上崗，注重對作業(yè)人員實踐能力的培訓(xùn)；四是定期在
工作人員中召開交流會，作業(yè)人員多多交流自身在作業(yè)過程中出現(xiàn)的問
題，互通有無，有助于傳作業(yè)經(jīng)驗，實現(xiàn)自身技能的迅速提高。
4 結(jié)語
10kV配電線路作業(yè)對于安全要素提出了很高的要求和標(biāo)準(zhǔn)，
只有保證各個環(huán)節(jié)的安全可靠性，才能夠讓整個作業(yè)得以順利進
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）
排，如10kV饋線需要至少4條以上，而負荷則不能超過導(dǎo)線安全截
流量的一半，才能確保符合變電站負荷轉(zhuǎn)移的要求。對電纜管道的
規(guī)劃也要考慮實際的情況，要求終期同時完成，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
綜上所述，城市配網(wǎng)自動化及其配網(wǎng)規(guī)劃的應(yīng)用與電網(wǎng)安全穩(wěn)
定的運行有著密切的關(guān)系，企業(yè)必須保證使用的配電自動化技術(shù)科
學(xué)合理的前提下，不斷強化技術(shù)的改進與研發(fā)，提高配網(wǎng)自動化水
平，確保供電企業(yè)配網(wǎng)的發(fā)展與相應(yīng)的設(shè)施、運作發(fā)展同步，從而
在信息技術(shù)、運作方法等方面實現(xiàn)城市配網(wǎng)自動化規(guī)劃應(yīng)用效率的
提高，全面提升其應(yīng)用的實用性和安全穩(wěn)定性，最終保障我國供電
企業(yè)的經(jīng)濟效益與社會效益，實現(xiàn)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。
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