國(guó)網(wǎng)西咸供電公司、國(guó)網(wǎng)咸陽(yáng)供電公司的研究人員張帥、常娜娜，在2017年第7期《電氣技術(shù)》雜志上撰文指出，配電網(wǎng)是電力網(wǎng)絡(luò)中直接面向電力用戶(hù)的一個(gè)環(huán)節(jié)，是檢測(cè)供電可靠性的重要部分。

配電自動(dòng)化的廣泛應(yīng)用，為調(diào)度運(yùn)行控制能力、故障處理能力和配網(wǎng)檢修能力的提高奠定了基礎(chǔ)，也會(huì)對(duì)社會(huì)保電活動(dòng)等提供可信的技術(shù)手段和技術(shù)措施，大大減少停電次數(shù)和停電時(shí)間。本文結(jié)合西咸新區(qū)供電公司成立后的配電網(wǎng)規(guī)劃，對(duì)配電網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀、存在的問(wèn)題進(jìn)行分析，并從主站信息和饋電線(xiàn)路方面提出了切實(shí)有效的改進(jìn)方案。

配電網(wǎng)分布面廣，線(xiàn)路復(fù)雜，設(shè)備多，建設(shè)工地多，配網(wǎng)安全生產(chǎn)一直是電力安全生產(chǎn)的重頭。目前由于沒(méi)有配電自動(dòng)化系統(tǒng)，配電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)不能及時(shí)掌握，配網(wǎng)調(diào)控處于盲調(diào)狀態(tài)，存在很大的安全隱患。

配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用，使調(diào)控人員能實(shí)時(shí)掌握配電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)，通過(guò)配電調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的掛牌、刀閘和跌落保險(xiǎn)的人工置數(shù)等功能，可以做到調(diào)度畫(huà)面與現(xiàn)場(chǎng)一致，做到正確指揮，心中有數(shù)，極大的提高了供電可靠性[1,2]。

通過(guò)系統(tǒng)的設(shè)備異動(dòng)管理功能，調(diào)度能確切掌握最新的配網(wǎng)建設(shè)投運(yùn)情況，徹底改變配網(wǎng)資料落后的局面，為安全生產(chǎn)提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。實(shí)踐證明配電自動(dòng)化系統(tǒng)已成為國(guó)內(nèi)先進(jìn)供電公司必不可少的配網(wǎng)生產(chǎn)運(yùn)行工具，配電網(wǎng)的安全生產(chǎn)水平有了質(zhì)的提升[3-5]。

配電自動(dòng)化系統(tǒng)（DAS）的作用為方便配電企業(yè)可以在遠(yuǎn)方終端實(shí)時(shí)地監(jiān)視、分析和操控配電設(shè)備，該系統(tǒng)主要包括以下幾個(gè)部分：配電網(wǎng)數(shù)據(jù)信息采集與監(jiān)視（SCADA系統(tǒng)）、配電地理信息系統(tǒng)（GIS）、需求側(cè)管理（DSM）。配電自動(dòng)化系統(tǒng)是為城鄉(xiāng)配網(wǎng)的結(jié)構(gòu)改造而服務(wù)的重要技術(shù)，我國(guó)配電自動(dòng)化進(jìn)行了較多試點(diǎn)，一般結(jié)構(gòu)為配電主站、子站和饋線(xiàn)終端三層組成[6]。

配電自動(dòng)化系統(tǒng)主站作為配電網(wǎng)分析模型中心和運(yùn)行數(shù)據(jù)中心，是配電自動(dòng)化建設(shè)的重要組成部分，支撐著配電網(wǎng)調(diào)控運(yùn)行、生產(chǎn)運(yùn)維管理、狀態(tài)檢修、缺陷及隱患分析等業(yè)務(wù)開(kāi)展，并為配電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)提供數(shù)據(jù)支持[7]。

本文結(jié)合西咸新區(qū)供電公司的配電網(wǎng)建設(shè)，對(duì)配電網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀、存在的問(wèn)題和提出的改進(jìn)方案進(jìn)行了介紹和分析，建成西咸配電自動(dòng)化系統(tǒng)，必將對(duì)提高配電網(wǎng)供電可靠性、提高供電服務(wù)水平、提高運(yùn)行維護(hù)水平起到強(qiáng)大的推動(dòng)作用。

配電現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)安全手冊(cè)(3D彩圖版)(配電線(xiàn)路及設(shè)備運(yùn)維) ￥20.1 購(gòu)買(mǎi)

1 配電網(wǎng)現(xiàn)狀和存在問(wèn)題

1.1 配電網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀

國(guó)網(wǎng)西咸供電公司于2015年年底組建成立，生產(chǎn)、運(yùn)行和營(yíng)銷(xiāo)部門(mén)的多種應(yīng)用系統(tǒng)還在完善中，地區(qū)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)也處在建設(shè)階段。但由于各系統(tǒng)的建設(shè)都是獨(dú)立運(yùn)行，各系統(tǒng)之間缺乏數(shù)據(jù)交互，一些綜合性應(yīng)用無(wú)法實(shí)現(xiàn)，信息“孤島效應(yīng)”嚴(yán)重。因此，在系統(tǒng)建設(shè)的同時(shí)解決配電網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)之間的信息交互，實(shí)現(xiàn)各應(yīng)用系統(tǒng)的集成，搭建好基礎(chǔ)信息平臺(tái)勢(shì)在必行。

由于地調(diào)系統(tǒng)沒(méi)有配套建設(shè)配電自動(dòng)化終端和通信系統(tǒng)，所以不能實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化系統(tǒng)功能，配網(wǎng)調(diào)度人員只能通過(guò)地調(diào)系統(tǒng)的工作站對(duì)配網(wǎng)10kV出線(xiàn)進(jìn)行調(diào)控運(yùn)行，開(kāi)關(guān)站、環(huán)網(wǎng)柜及柱上開(kāi)關(guān)均沒(méi)有監(jiān)控手段。D5000調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)具有配置遙測(cè)遙信信息按IEC60870-5-101\104標(biāo)準(zhǔn)通信規(guī)約進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)的功能[8]?？梢越邮张潆娬{(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的遙控命令，遙控指定開(kāi)關(guān)，并具有限定轉(zhuǎn)發(fā)遙控控制范圍的安全控制功能，確保遙控轉(zhuǎn)發(fā)命令安全。

1.2 配電網(wǎng)自動(dòng)化存在的問(wèn)題

1.2.1 10kV設(shè)備健康水平較差

10kV設(shè)備的狀態(tài)檢修工作開(kāi)展較為滯后。部分?jǐn)嗦菲?、配電變壓器運(yùn)行年代久遠(yuǎn)，運(yùn)行的配變中高損配變?nèi)哉加邢喈?dāng)大比重；存在開(kāi)關(guān)操作機(jī)構(gòu)銹蝕、分合指示不清晰、配變漏油、絲具老舊、刀閘銹蝕拉合困難等現(xiàn)象；10kV設(shè)備類(lèi)型、生產(chǎn)廠家雜多，沒(méi)有形成成熟、統(tǒng)一的技術(shù)選型標(biāo)準(zhǔn)，隱患缺陷多，信息采集難，不利于配電網(wǎng)智能化的改造。

1.2.2 10kV線(xiàn)路運(yùn)行環(huán)境較差

區(qū)域內(nèi)各類(lèi)市政、路橋、產(chǎn)業(yè)園區(qū)以及舊城改造項(xiàng)目多，配電設(shè)施遭受外力破壞的情況頻繁發(fā)生，加之西咸新區(qū)內(nèi)城鄉(xiāng)結(jié)合部的區(qū)域面積較大，大量存在的城中村內(nèi)違章建筑多，房、樹(shù)、線(xiàn)的矛盾比較突出，10kV線(xiàn)路安全隱患較大。由于受技術(shù)、資金和生活環(huán)境等多方面的影響，以前城市的配電網(wǎng)規(guī)劃、建設(shè)和發(fā)展過(guò)程中，10kV線(xiàn)路多是采用架空線(xiàn)路來(lái)進(jìn)行鋪設(shè)，線(xiàn)路電纜化率處于較低的水平。

1.2.3 10kV線(xiàn)路改造滯后

區(qū)域內(nèi)配網(wǎng)線(xiàn)路主干線(xiàn)部分基本實(shí)現(xiàn)了全絕緣化改造，但支線(xiàn)仍存在裸導(dǎo)線(xiàn)的情況，還有部分支線(xiàn)采用截面積為25-35mm2的小線(xiàn)號(hào)，無(wú)法滿(mǎn)足日益增長(zhǎng)的負(fù)荷需求；部分線(xiàn)路改造時(shí)，僅進(jìn)行了導(dǎo)線(xiàn)和金具的更換，電桿沒(méi)有更換，部分電桿老舊、裂紋嚴(yán)重、吃力大，改造工作滯后。

總之，西咸新區(qū)配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)不合理，存在問(wèn)題需網(wǎng)架結(jié)構(gòu)調(diào)整解決；非電纜線(xiàn)路、裸導(dǎo)線(xiàn)線(xiàn)路、老舊設(shè)備多，需設(shè)備改造；設(shè)備自動(dòng)化建設(shè)落后，需配電自動(dòng)化改造；設(shè)備運(yùn)行環(huán)境較差，需運(yùn)維人員加強(qiáng)維護(hù)。

2 改進(jìn)方案

考慮到配電網(wǎng)發(fā)展中存在的各種問(wèn)題，下文從主站信息系統(tǒng)的安全防護(hù)和饋電線(xiàn)路的保護(hù)配合方面進(jìn)行了分析并提出了改進(jìn)方案，對(duì)提高配電網(wǎng)的安全運(yùn)行和可靠供電起到了重要的作用。

2.1 主站信息的安全防護(hù)改進(jìn)

在管理信息大區(qū)，配電自動(dòng)化主站與配電終端通信可采用“硬件防火墻+安全接入平臺(tái)+配電加密認(rèn)證裝置”的安全防護(hù)方案，如圖1所示。

圖1 “硬件防火墻+安全接入平臺(tái)+配電加密認(rèn)證裝置”方案

硬件防火墻采取訪問(wèn)控制措施，對(duì)應(yīng)用層數(shù)據(jù)流進(jìn)行有效的監(jiān)視和控制。

安全接入平臺(tái)主要包括安全接入網(wǎng)關(guān)和數(shù)據(jù)隔離組件，對(duì)外統(tǒng)一提供“安全通道、身份認(rèn)證、安全接入、訪問(wèn)控制、數(shù)據(jù)交換”等核心功能。安全接入網(wǎng)關(guān)與配電終端采用基于數(shù)字證書(shū)的雙向認(rèn)證、密鑰協(xié)商，基于國(guó)產(chǎn)商用密碼算法建立與配電終端之間的雙向加密隧道，實(shí)現(xiàn)與無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)其他業(yè)務(wù)間的邏輯隔離，保障通信鏈路及傳輸數(shù)據(jù)的安全性；數(shù)據(jù)隔離組件提供雙向訪問(wèn)控制、網(wǎng)絡(luò)安全隔離、內(nèi)網(wǎng)資源保護(hù)、數(shù)據(jù)交換管理、數(shù)據(jù)內(nèi)容過(guò)濾等功能，實(shí)現(xiàn)邊界安全隔離，防止不正當(dāng)鏈接進(jìn)入內(nèi)網(wǎng)系統(tǒng)直接進(jìn)行訪問(wèn)。

配電加密認(rèn)證裝置對(duì)遠(yuǎn)程參數(shù)設(shè)置、遠(yuǎn)程升級(jí)等信息采用國(guó)產(chǎn)商用非對(duì)稱(chēng)密碼算法進(jìn)行簽名操作，實(shí)現(xiàn)配電終端對(duì)配電主站的身份辨別與報(bào)文完整性的保衛(wèi)工作；對(duì)配電主站與配電終端之間的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)采用國(guó)家商用對(duì)稱(chēng)密碼算法進(jìn)行加解密操作，保障業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的安全性。

2.2 配網(wǎng)饋電線(xiàn)路保護(hù)配合方案

結(jié)合配電自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2所示，從以下3個(gè)方面給出線(xiàn)路保護(hù)配合方案。

圖2 配電自動(dòng)化結(jié)構(gòu)示意圖

1）架空線(xiàn)路主干線(xiàn)開(kāi)關(guān)采用負(fù)荷開(kāi)關(guān)工作方式，主回路相間短路故障由變電站出線(xiàn)開(kāi)關(guān)切除，并重合一次切除瞬時(shí)故障，永久故障由主站系統(tǒng)集中判斷故障區(qū)段，主站下令進(jìn)行故障隔離，并恢復(fù)健全區(qū)域供電。分支開(kāi)關(guān)可采用斷路器，和變電站出線(xiàn)開(kāi)關(guān)保護(hù)配合（速斷保護(hù)延時(shí)0.3秒），實(shí)現(xiàn)故障快速隔離。

2）電纜線(xiàn)路環(huán)網(wǎng)柜主回路進(jìn)出線(xiàn)開(kāi)關(guān)采用負(fù)荷開(kāi)關(guān)工作方式，主回路相間短路故障由變電站出線(xiàn)開(kāi)關(guān)切除，由主站系統(tǒng)集中判斷故障區(qū)段，主站下令進(jìn)行故障隔離，并恢復(fù)健全區(qū)域供電。負(fù)荷側(cè)開(kāi)關(guān)采用“負(fù)荷開(kāi)關(guān)+熔斷器”方案，熔斷器狀態(tài)遙信上傳主站。

3）開(kāi)關(guān)站進(jìn)線(xiàn)功能開(kāi)關(guān)不投保護(hù)，由變電站出線(xiàn)開(kāi)關(guān)負(fù)責(zé)切除故障。開(kāi)關(guān)站出線(xiàn)采用真空斷路器并和變電站出線(xiàn)保護(hù)能夠配合的，開(kāi)關(guān)站出線(xiàn)配置保護(hù)裝置，相間短路時(shí)快速隔離線(xiàn)路故障。

2.3 改進(jìn)成效

通過(guò)改進(jìn)方案的實(shí)施，對(duì)配電自動(dòng)化覆蓋區(qū)域的供電可靠性將會(huì)有明顯的提升，表1給出了工程實(shí)施前后各區(qū)域配電網(wǎng)數(shù)據(jù)指標(biāo)對(duì)比。改造后，A類(lèi)供電區(qū)域供電可靠性完全達(dá)到99.98％以上，滿(mǎn)足國(guó)網(wǎng)要求，故障隔離時(shí)間由原來(lái)的1小時(shí)下降到20分鐘，配電自動(dòng)化覆蓋率達(dá)到100%，N-1校核通過(guò)率達(dá)到100%。B類(lèi)供電區(qū)域供電可靠性完全達(dá)到99.98％以上，滿(mǎn)足國(guó)網(wǎng)要求，故障隔離時(shí)間由原來(lái)的1小時(shí)下降到20分鐘，配電自動(dòng)化覆蓋率達(dá)到95%。C類(lèi)供電區(qū)域供電可靠性完全達(dá)到99.98％以上，滿(mǎn)足國(guó)網(wǎng)要求，故障隔離時(shí)間由原來(lái)的1小時(shí)下降到30分鐘，配電自動(dòng)化覆蓋率達(dá)到95%[9]。

表1 工程實(shí)施前后各區(qū)域配電網(wǎng)數(shù)據(jù)指標(biāo)對(duì)比

3 結(jié)論

實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化后，配網(wǎng)調(diào)度在第一時(shí)刻發(fā)現(xiàn)故障信息后將其進(jìn)行綜合分析，先采取切除故障線(xiàn)路等方式將故障隔離，并及時(shí)通報(bào)搶修人員，幫助判斷故障點(diǎn)，有效減少設(shè)備巡查時(shí)間，盡快恢復(fù)供電，減少停電面積并縮減停電時(shí)間。

配電自動(dòng)化工程建成后，故障處理服務(wù)由被動(dòng)變主動(dòng)，對(duì)社會(huì)保電活動(dòng)等提供可信的技術(shù)手段和技術(shù)措施，大大減少停電次數(shù)和停電時(shí)間。通過(guò)大面積斷電快速恢復(fù)等功能，可在主電源變電站斷電時(shí)短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)供電，提升人民生活水平，不僅提高政府滿(mǎn)意度，為社會(huì)經(jīng)濟(jì)保駕護(hù)航，有效升供電服務(wù)水平，社會(huì)效益明顯。