（电气工程专业论文）北京地区配电自动化建设方案及策略研究.pdf

声明尸明 本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文北京地区配电自动化建设方 案及策略研究，是本人在华北电力大学攻读硕士学位期间，在导师指导下进行的 研究工作和取得的研究成果。据本人所知，除了文中特别加以标注和致谢之处外， 论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得华北电力大学 或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做 的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 关于学位论文使用授权的说明 本人完全了解华北电力大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权 保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件：学校可以采用影印、缩印或 其它复制手段复制并保存学位论文；学校可允许学位论文被查阅或借阅；学校 可以学术交流为目的，复制赠送和交换学位论文：同意学校可以用不同方式在不 同媒体上发表、传播学位论文的全部或部分内容。 ( 涉密的学位论文在解密后遵守此规定) 作者签名： 日期： -t_ 华北电力大学工程硕士专业学位论文 摘要 为找到适宜北京配电自动化建设的策略和方案，作者研究了配电自动化技术和 建设的发展历史，成功的经验和失败的教训；作者分析了北京配网的总体现状，分 析了各规划区域内配网的特点；作者分析了城区公司配电自动化的现状。经过分析， 作者提出了配电自动化建设的策略：坚强的配网网架结构是基础；要在配网网架稳 定、坚强的区域先进行配电自动化建设；要遵循经济、实用、简练、可靠的原则； 要在规划的引领下，分层次、分阶段、分步骤地实施；高级功能的应用要循序渐进。 作者提出了三种基本的建设模式：城市中心区适用的智能型，各城近郊区适用的实 用型，各远郊区县适用的简易型。 关键词：北京，配电自动化，方案，策略 a b s t r a c t t of i n do u tt h eb u i l d i n gs t r a t e g ya n dp r o je c to fd i s t r i b u t i o na u t o m a t i o n ( d a ) i n b e i j i n gr e g i o n ，t h ea u t h o rs t u d yt h eh i s t o r yo fd at e c h n i q u ea n dd ap r o je c t ，a n ds t u d y t h es u c c e s s f u le x p e r i e n c e sa n df a i l u r ep r e c e p t ；a n a l y z e dt h ep r e s e n tc o n d i t i o no fb e i j i n g d i s t r i b u t i o n s y s t e m ，a n da n a l y z e d e a c h p r o g r a m m i n gd i s t r i c t s c h a r a c t e r i s t i c so f d i s t r i b u t i o ns y s t e m ；t h ea u t h o ra n a l y z e dt h ep r e s e n tc o n d i t i o n so fd ai nu r b a na r e a e l e c t r i cc o m p a n y t h r o u g ht h ea n a l y s i s ，t h ea u t h o rb r i n g su pt h es t r a t e g yo fd a d e v e l o p m e n t ：t h es t r o n gc o n s t r u c t i o no fd i s t r i b u t i o ns y s t e mi saf o u n d a t i o n ；i ts h o u l d a c t e di nt h ed i s t r i b u t i o ns y s t e m sw i t c hh a v es t a b l ea n ds t r o n gc o n s t r u c t i o n ；i ts h o u l d f o l l o we c o n o m i c ，p r a c t i c a l ，s i m p l e ，s t a b i l i t ya n dd e p e n d a b l ep r i n c i p l e s ；i ts h o u l db e a c t e dw i t hd i f f e r e n ts t r u c t u r e s ，d i f f e r e n ts t a g e sa n dd i f f e r e n ts t e p sw i t ht h e g u i d i n go f p r o g r a m m i n g ；t h ea p p l i c a t i o no fa d v a n c e df u n c t i o n ss h o u l d b ea p p l i e dg r a d u a l l y t h r o u g ht h ea n a l y s i s ，t h ea u t h o rb r i n g su p t h r e em o d e so fd ad e v e l o p m e n t s ： i n t e l l i g e n c et y p e i nc i t y c e n t e ra r e a s ，p r a c t i c a lt y p e i nn e a rs u b u r b a na r e a s ， s i m p l et y p e ”i ns u b u r ba r e a s l i m i n g c h u n ( e l e c t r i cp o w e re n g i n e e r i n g ) d i r e c t e db yp r o f h u a n gw e i k e y w o r d s ：b e i j i n g ，d i s t r i b u t i o na u t o m a t i o n ，m o d e ，s t r a t e g y 华北电力大学工程硕士专业学位论文 目录 中文摘要 英文摘要 第一章引言1 1 1 研究背景及意义l 1 2 配电自动化的定义和主要应用需求1 1 2 1 定义1 1 2 2 主要应用需求2 1 3 国内外配电自动化发展情况3 1 3 1 国外发展情况3 1 3 1 国内发展情况4 1 4 本文的主要工作5 第二章北京配网现状情况7 2 1 配网的规划分区7 2 2 配网供电可靠性水平7 2 3 中压配电线路典型接线方式7 2 3 1 中压架空网典型接线方式7 2 3 2 中压电缆网典型接线图8 2 4 中压配网基本情况1 0 2 4 1 架空配电线路1 0 2 4 2 电缆配电线路1 0 2 4 3 开关站、配电室情况1 1 2 5 配电自动化现状。：1 1 第三章北京配电自动化建设策略探讨：1 3 3 1 应避免的误区1 3 3 1 1 认识不到位1 3 3 1 2 没有统一的规划作指导1 4 3 1 3 没有建立必要的体制与机制1 4 3 2 建议采取的建设策略1 5 3 2 1 统一认识1 5 3 2 2 统一规划1 6 3 2 3 建立长效的体制与机制1 6 3 2 4 制定并坚持基本的原则1 8 ，ll 华北电力大学工程硕士专业学位论文 第四章北京配电自动化建设方案探讨2 1 4 1 北京馈线自动化实现模式2 1 4 1 1 核心区、市区架空混合网实现模式2 l 4 1 2 远郊区架空网实现模式2 1 4 2 北京配电自动化的实现模式2 2 4 2 1 简易型建设方案二2 2 4 2 2 实用型建设方案2 4 4 2 3 智能型建设方案2 6 第五章总结3 0 参考文献3 1 致谢3 3 在学期间发表的学术论文和参加科研情况3 4 华北电力大学工程硕士专业学位论文 1 1 研究背景及意义 第一章引言 鉴于莫斯科大停电后给予的警示和教训，以及北京2 0 0 8 年奥运会和2 0 0 9 年六 十年大庆对供电能力及可靠性的需求，自2 0 0 6 年以来，在地方政府的大力支持下， 北京市电力公司以“主网稳定、配网可靠 为指导思想，大力进行电网的建设与 改造工作。经过几年的建设与改造，北京地区的供电能力得到大力提升，主配网网 架结构更加合理、坚强，电网的装备水平得到了质的飞跃，供电可靠性大幅提升。 在此情况下，再单纯依靠电网硬件的建设与改造来提升配网供电可靠性已经变得非 常困难，而经济代价也非常高昂，因此，需要寻找更加有效的手段。 与此同时，地区经济社会也快速发展，对供电可靠性要求越来，对停电的容忍 度越来越小，即使是因气候环境等因素造成的中低压停电事故也会招致企业及居民 的不满，而有时媒体不专业、不恰当的报导更会放大这种负面效应，这使公司面临 巨大的压力。因此，既要履行好企业社会责任，提高供电可靠性，又要兼顾企业自 身的承受能力，这也要求我们思考配网下一步的发展建设方向、方式。 2 0 0 9 年以来，国家电网公司大力提倡建设智能电网，实现电网发展方式的大转 变、大跨越。并逐步形成了上至特高压电网、下至分布式电源接入甚至智能电表等 一系列的发展建设思路、规划、标准等，而各种试点工作也逐步进行，北京市电力 公司也及时制定了电网智能化规划报告乜1 ，开始按国网公司统一安排进行试点建设 工作。 正是在配网基础条件得以改善、地区经济社会存在切实的需求以及国家电网公 司提出新的电网发展理念等主客观条件下，在北京地区大力开展配电自动化建设也 提上了议事日程，成了公司配网建设与发展的一项重要工作。 而如何统筹各方面情况，根据北京地区不同区域的配网现状特点，确定配电自 动化的建设策略和基本方案，充分挖掘电网供电能力，大力提升供电可靠性，这已 经成了配电自动化建设要解决的关键问题，也是本文的目的。 1 2 配电自动化的定义和主要应用需求 1 2 1 定义 配电自动化的定义也经历了一个发展的过程。d l t 8 1 4 - 2 0 0 2 配电自动化系统 功能规范口1 ，将配电自动化系统定义为：“应用现代电子技术、通信技术、计算机 1 华北电力大学工程硕士专业学位论文 及网络技术，将配网实时信息、离线信息、用户信息、电网结构参数、地理信息进 行安全集成，构成完整的自动化及管理系统，实现配网正常运行及事故情况下的监 测、保护、控制和配电管理 。 2 0 0 9 年，国网公司发布q g d w 3 8 2 2 0 0 9 配电自动化技术导则h 1 ，其定义为： 配电自动化以一次网架和设备为基础，以配电自动化系统为核心，综合利用多种通 信方式，实现对配电系统的监测与控制，并通过与相关应用系统的信息集成，实现 配电系统的科学管理。并进一步定义配电自动化系统：实现配电网的运行监视和控 制的自动化系统，具备配电s c a d a 、馈线自动化、电网分析应用及与相关应用系统 互连等功能，主要由配电主站、配电终端、配电子站( 可选) 和通信通道等部分组 成。 1 2 2 主要应用需求 随着配网的发展和负荷的快速增长以及分布式电源技术的发展，对采用自动化 技术扩大配网的供电能力、提高供电可靠性、供电经济性和供电质量、解决配网调 度的“盲调 和避免灾害性事故造成长时间大面积停电的需求越来越大。主要有以 下几方面。 ( 1 ) 正常情况下配网优化运行 一方面，在配网架不合理时，配电自动化系统难以发挥应有的作用；另一方面， 在合理的网格化的优良配网架条件下，如果没有配电自动化系统，也难以发挥其应 有的作用。 ( 2 ) 故障情况下的快速处理 采用配电自动化技术迅速判断出故障区域、将故障隔离在最小范围内并最大限 度地恢复受故障影响的健全区域供电，缩短停电时间、减小停电面积，从而提高供 电可靠性。 。 ( 3 ) 紧急情况下的应急处理 在主变电站因各种原因造成一段母线失压，引起大量馈线失去电源，或者由于 自然灾害、人为破坏等原因造成一座甚至多座主变电站失去电源并且在高压侧无法 完全恢复的情形下，通过中压配网将受影响的负荷转移到其他正常电源点。只有采 用配电自动化技术才能在较短的时间内完成大量开关的切换操作，从而避免长时间 大面积停电。 ( 4 ) 单相接地的定位 由于我国高压和中压配网采取中性点不直接接地方式， 特征不够明显，给单相接地定位带来很大的困难。该问题至 ( 5 ) 暂时性故障和永久故障的区分 2 华北电力大学工程硕士专业学位论文 采用裸线的架空配网的故障中，暂时性故障的比例超过半，这类故障经过快 速重合闸后一般可以迅速恢复供电。但是，若重合到永久故障点，则会导致重合失 败而再次跳闸，对系统造成比较大的冲击。若能根据故障时表现的特征区分出暂时 性故障和永久故障，仅在暂时性故障情况下进行重合闸就能解决上述问题。 ( 6 ) 分布式电源的接入和应用。， 分布式电源是提升配网应急处理能力的重要手段，为了确保分布式电源的安 全，在紧急情况下，需要借助配电自动化技术将配网分割成若干合适的微网，才能 投入相应的分布式电源作为应急电源。 ( 7 ) 与其它信息系统的互联互通 配电自动化主站系统与其他相关系统的接口问题十分突出。如果按照传统的做 法，各系统之间需要做一对一的接口，不但数据流纵横交错，而且造成工作量巨大 且维护十分困难。如果对相关系统和信息的整合和关联缺乏整体的考虑，尤其是对 g i s 和s c a d a 之间的模型、图形和接口等没有细致周密的设计和切实可行的解决方 案，直接导致了后期的应用无法实用化。因此，配电自动化系统和g i s 应用系统的 接口尤为重要。此外，与生产管理系统( p m s ) 、营销管理系统( c i s ) 、调度自动化 系统( s c a d a ) 等的互联应遵循i e c 6 1 9 6 8 标准，采取规范的方式进行。 1 3 国内外配电自动化发展情况 1 3 1 国外发展情况 国际上现流行的配电自动化主要是针对中低压系统而言的，国外配电自动化也 往往称为馈线自动化嘲。其发展过程大致可以分为：“就地 配电自动化、配电监 控自动化和综合配电自动化三个阶段哺1 。 第一阶段为“就地 配电自动化阶段。2 0 世纪5 0 年代初期，在英，美，日等 发达国家，开始使用时限顺序送电装置。该装置能自动隔离故障区间，加快查找馈 线故障地点。7 0 8 0 年代，应用电子及自动控制技术，开发出自动重合器、自动分 段器及故障指示器，实现故障点自动隔离及非故障线路的恢复供电。这种自动化方 式，没有远程实时监控功能，仅限于局部馈线故障的自动处理，因而称这一时期为 搿就地配电自动化阶段。该阶段主要的目标是在重要的线段进行故障自动隔离。 第二阶段为配电监控自动化阶段。2 0 世纪8 0 年代，随着计算机及通信技术的 发展，配电自动化系统开始大量投入，形成了包括远程监控、故障自动隔离及恢复 供电、电压调控、负荷管理等实时功能在内的配电自动化技术n 1 。1 9 8 8 年，美国电 气电子工程师协会( i e e e ) 编辑出版了配电自动化教程阳3 ，标志着配电自动化趋 于成熟，已发展成为一项独立的电力自动化技术。该阶段的主要目的是针对保证配 3 华北电力大学工程硕士专业学位论文 网供电可靠性而进行的配电自动化。 第三阶段为综合配电自动化阶段。从2 0 世纪8 0 年代后期到9 0 年代初期，地 理信息系统( g i s ) 技术有了很大的发展，并开始应用于配网的管理，形成了离线的 自动绘图及设备管理( a m f m ) 系统，停电管理系统等，逐步解决了管理的离线信息 与实时s c a d a d a 系统的集成，进入了配网监控与管理综合自动化发展阶段。该阶 段实现了配电建设、运行、管理、维护的全面综合自动化，提高了配网运行管理水 平。 目前，三个阶段的配电自动化系统目前在国外依然同时存在。其中日本、韩国 侧重全面以就地控制为主的馈线自动化；而欧美的配电自动化除了在一些重点区域 实现馈线自动化之外，更加侧重于建设功能强大的d m s 系统，在主站端具备较多的 高级应用和管理功能；最近几年东南亚国家( 如新加坡、泰国、马来西亚等国) 以 及我国香港、台湾地区新建的配电自动化系统，基本上也是走的欧美模式。 在配电通信方面，光纤通信是最理想的配电自动化通信方式；其次，配电线路 载波通信和利用无线公网通信也是比较广泛采用的通信手段。欧美比较偏重光纤和 无线通信；而日本曾偏重采用载波通信方式；韩国曾偏重租赁公共通信资源，但后 来它们都改为电力通信专网与各种通信方式的综合使用凹。从目前的技术条件看， 没有一种单一的通信方式能够全面满足各种规模的配电自动化的需要。因此，多种 通信方式的混合使用是国外配电自动化系统中的普遍做法。 国外配电自动化的建设非常注重实用性和经济效益，一般需要经历规划、建设 和完善三个阶段，是一个分步实施，逐渐完善的过程1 。在一个地区或城市，并不 是并且不盲目追求设备的豪华、功能的齐全和指标的先进，而是根据地区和负荷的 差异，选择不同档次和配置的配电自动化技术分阶段逐步实施。另外，国外的电力 公司还特别注重配电自动化使用培训和设备维护管理，备有相当严格的制度，明确 规定了对配电自动化系统进行日常检修、定期检修、临时检修、巡视和数据检查的 工作内容、实施人员和实施频率。这些经验很值得借鉴。 1 3 1 国内发展情况 我国配电自动化的技术研究起步于2 0 世纪9 0 年代初，而真正开展试点项目和 较大范围内的工程化实施是从9 0 年代中后期开始至今，期间，可以粗略地分为两 个阶段。 第一阶段从2 0 世纪9 0 年代初至2 0 0 4 年前后，主要进行配电自动化的技术研 究、设备引进及消化吸收，并开始了初步的试点和尝试。 此阶段代表性项目有：1 9 9 6 年，上海浦东金藤工业区建成了基于全电 馈线自动化系统，可作为国内第一套投入实际运行的配电自动化系统n 副； 4 华北电力大学工程硕士专业学位论文 在江苏镇江和浙江绍兴试点以架空和电缆混合线路为主的配电自动化系统，作为蓝 本，制定了我国第一个配电自动化系统功能规范；2 0 0 3 年，青岛配电自动化系统作 为当时国内规模最大的配电自动化应用项目通过了国家电力公司验收。除上述典型 项目外，在1 9 9 8 年之后，随着大范围城乡电网建设与改造工作的开展，从东到西、 从南到北，很多省市自治区都开展了各式各样的配电自动化技术试点和应用工作 n 3 儿1 。1 9 9 7 年，北京供电公司也在天安门广场周边地区进行了配电自动化的试点， 建设了自动化监控系统。 然而，由于当时对配电自动化的认识不足、相关系统和设备的技术不成熟、配 网网架的基础比较薄弱、一次配电设备存在缺陷、通信手段不完备、缺乏维护资源 等原因。很多系统被闲置或废弃了，没有收到预期的效果。整体看，取得了一定的 经验，但更多的是留下了很多教训。 为此，从2 0 0 4 年开始，国网公司、各科研院所及设备制造企业都对前一阶段 的配电自动化工作进行反思，慎重地对待配电自动化工作的开展，显现出理性的工 作态度和务实的建设思路，配电自动化建设与发展的第二阶段逐步展开。 第二阶段从2 0 0 4 年左右至今，此阶段重视对上一阶段经验、教训总结，更注 重配电理论研究、技术标准的统一及技术装备的开发应用，并随着电网的建设和改 造进行了逐步开展了初步的试点建设工作，现仍在不断发展建设中。 羚 2 0 0 5 年开始，国网公司先后委托上海市电力公司牵头研究适合于城市配电自动 化的建设模式和企业标准，委托中国电科院农电所牵头研究适合于县城配电自动化 的建设模式；南京电力自动化研究院( 现国网电科院) 牵头进行了i e c6 1 9 6 8 n5 】的 翻译和相应行业标准d l t1 0 8 0 的制订，规范配电自动化系统与其他应用系统间的 接口和信息集成方式；此外，很多科研院所、行业专家也进行了大量的研究论证工 作和科研探索，配网分析与优化理论研究取得了长足的进展。 上述工作的开展和取得的成果为配电自动化的建设提供了很好的指导，奠定了 良好的理论基础。与此同时，配电一次设备、配电自动化终端和配电自动化主站系 统及通信设备的制造水平也在快速提高，为配电自动化的建设奠定了良好的设备硬 件基础。 从2 0 0 9 年开始，国网公司大力倡导智能电网建设，给配电自动化注入了新的 内涵，提出更高的要求，相关理论研究、技术定位、装备开发及试点建设等工作开 始逐步推进。 1 4 本文的主要工作 通过对国内外配电自动化发展历程的简要回顾，本着吸取国内外配电自动化发 展建设的成功经验、尽量避免各种失败教i j r i 的初衷，借着北京市电力公司配电自动 5 华北电力大学工程硕士专业学位论文 化建设试点的契机，以自己及我公司多年电网建设的经验积累为基础n 们，尝试研究 探讨北京地区配电自动化发展建设的策略和方案。本文的主要工作有。 ( 1 ) 简要回顾国内外配电自动化的发展历程； ( 2 ) 理解并掌握配电自动化的作用即应用需求； ( 3 ) 简要总结介绍北京配网及配电自动化的现状； ( 4 ) 尝试提出北京配电自动化发展建设的策略； ( 5 ) 尝试提出北京配电自动化发展建设的模式。 6 华北电力大学工程硕士专业学位论文 第二章北京配网现状情况 2 1 配网的规划分区 依据城市经济与社会发展规划、用户对供电可靠性和服务质量的要求，当地配 网结构与改造能力等因素，北京中低压电网规划设计实施细则n 刀将北京市区域 内的配网原则上划分为4 个规划区域。 一类区域：市中心区( 东城、西城、崇文、宣武等重要区域) ； 二类区域：市区( 朝阳、海淀、丰台、石景山、亦庄及各新城区、功能区) ； 三类区域：各区县的城镇中心； 四类区域：农村地区。 其中，一类区域主要包括东城、西城、崇文、宣武4 个行政区域，均属城区供 电公司供电范围内；亦庄经济技术开发区归为二类区域；其它1 4 个供电公司的供 电范围内均涵盖了二、三、四共三类区域。 2 2 配网供电可靠性水平 截至2 0 0 7 年底n 引，北京市电力公司城市中压用户数达到5 6 6 2 万户，城市平 均供电可靠率( r s - 1 ) 9 9 9 3 8 2 $ ，同比2 0 0 6 年提高0 0 3 4 5 个百分点，用户平均停 电次数( a i t c - 1 ) 1 6 2 9 次户，同比2 0 0 6 年减少1 4 3 2 次户：扣除系统电源不足 限电因素，完成平均供电可靠率( r s 一3 ) 9 9 9 3 8 2 ，同比2 0 0 6 年提高0 0 3 4 5 个百 分点，用户平均停电次数( a i t c - 3 ) 1 6 2 9 次户，同比2 0 0 6 年减少1 4 3 2 次户。 北京城近郊地区中压用户数合计达到3 5 4 1 4 户，占公司城市中压用户总数的 6 8 。城近郊供电可靠率( r s - 3 ) 为9 9 9 5 1 2 ，比公司平均值高0 0 1 3 个百分点； 用户年平均停电时间( a i h c - 3 ) 平均值为4 2 7 2 7 小时户，比公司系统平均值低 l ：1 3 9 3 小时户。市中心6 个地市级公司城市供电可靠率( r s 一3 ) 超过了9 9 9 。 2 3 中压配电线路典型接线方式 2 3 1 中压架空网典型接线方式 l o k v 架空线路宜环网布置开环运行n 引，一般采用柱上负荷开关将线路多分段、 7 华北电力大学工程硕士专业学位论文 变电站 母线 图2 - 1l o k v 架空线路多分段、多联系接线图 以上典型接线方式主要应用于城近郊区及远郊区县的城市中心区。对于远郊区 县的农村地区、边远山区，因上级电源点的密度不足，1 0 k v 架空线路实现了多分段 的结构，却没有实现多联络。多数线路在变电站出线端保持相互联络，部分线路在 中段、末段与相邻线路保持联络，也有部分线路还呈放射状、没有与其他线路建立 联络。 2 3 2 中压电缆网典型接线图 ( 1 ) 双射接线方式啪3 自一个变电站、或一个开关站的不同中压母线引出双回线路，形成双射接线方 式；或自同一供电区域的不同变电站引出双回线路，形成双射接线方式，见图2 - 2 。 有条件、必要时，可过渡到双环网接线方式，见图2 4 。 变电站 张 变蚺 张 图2 - 2 双射网接线图 ( 2 ) 单环网接线方式 自同一供电区域的两个变电站的中压母线( 或一个变电站的不同中压母线) 、 或两个开关站的中压母线( 或一个开关站的不同中压母线) 馈出单回线路构成单环 8 f 华北电力大学工程硕士专业学位论文 网，开环运行，见图2 3 。 变电站 母线 图2 - 3 单环网接线图 变电站 张 ( 3 ) 双环网接线方式 自同一供电区域的两个变电站( 或两个开关站) 的不同中压母线各引出一回线 路，构成双环网的接线方式，见图2 - 4 。 变电站 母曼 变电站 母袭 破电站 母生 歧电站 髓 图2 - 4 双环网接线图 ( 4 ) 对射线接线方式 自不同方向电源的两个变电站( 或两个开关站) 的中压母线馈出单回线路组成 对射网接线方式，一般由改造形成。见图2 5 。 9 华北电力大学工程硕士专业学位论文 变e 站 张 。一专 r , 4 -o 卜 - - i 士1 、 、 百 、 2 4 中压配网基本情况 2 4 1 架空配电线路 图2 - 5 对射线接线图 咬电簟 张 截至2 0 0 8 年底心，北京市电力公司共有l o k v 架空配电线路2 0 5 1 条，总长度 1 9 5 1 4 k m 。其中，城近郊区共有l o k v 架空配电线路7 9 5 条、总长度3 8 5 4 k m ；远郊区 县共有l o k v 架空配电线路1 2 5 6 条、1 5 6 6 0 k m 。城近郊区架空线路主要以架空混合 网为主，远郊县区主要以架空线为主。 l o k v 架空线路手拉手率为9 5 ，平均供电半径为6 3 k m ，最大供电半径为 4 6 2 k m ；l o k v 架空绝缘线路有1 0 4 2 5 k m 、绝缘化率为5 3 4 ，目前裸导线线路还有 9 0 8 8 k m 。 l o k v 柱上开关有8 0 4 4 台，东芝型真空负荷开关6 5 0 8 台，普通真空开关6 1 1 台， 油及其他类型负荷开关9 2 5 台，开关无油化率为8 8 5 。随着公司近年来v s p 5 东芝 型真空负荷开关和用户分界负荷开关( f f k ) 的不断推广应用，公司l o k v 柱上开关 无油化率得到了很大的提高，但仍有大量柱上油开关在网运行。油开关一是设备老 旧，超过了运行年限，二是油开关的允许电流为4 0 0 a ，在电网大负荷冲击下容易劣 化出现故障，每年都有油开关故障发生，需要尽快予以改造心2 1 。 2 4 2 电缆配电线路 截至2 0 0 8 年底，l o k v 电缆共计1 6 1 4 1 公里，4 2 8 0 6 条；交联聚乙烯绝缘电缆 共计1 4 7 3 9 公里，3 9 9 9 1 条，占总长度的9 1 ；油浸纸绝缘电缆共计1 4 0 2 公里， 2 8 1 5 条，占总长度的9 。电缆化率为4 5 。 0 3 8 0 2 2 k v 低压电缆共计6 4 4 8 1 条、8 5 4 4 公里。交联聚乙烯绝缘电缆共计 4 9 2 0 4 条，6 9 0 0 公里，占总长度的8 1 ；聚氯乙烯绝缘电缆共计1 5 2 7 7 条，1 6 4 4 公 里，占总长度的1 9 。 l o k v 电缆网中共有电缆分界室3 9 9 1 座，开关柜2 6 3 3 6 面。其中s f 6 绝缘环网 1 0 广1 ， 华北电力大学工程硕士专业学位论文 负荷开关的电缆分界室共3 4 2 5 座，占8 6 ，开关柜2 2 7 1 0 面；空气绝缘负荷开关、 隔离开关式的电缆分界室共5 6 6 座，占1 4 ；开关柜3 6 2 6 面。 l o k v 架空电缆混网中开闭器共3 6 3 5 台，电缆分支箱1 1 6 3 台，电缆分界箱5 7 5 厶 口。 电缆管井长度4 5 5 7 公里，工作井5 1 2 7 5 座，隧道1 0 8 8 公里。 2 4 3 开关站、配电室情况 截止到2 0 0 8 年底，公司所辖开关站6 2 5 座，其中城近郊区4 4 1 座，占总量的 7 1 ；配电室3 6 1 3 座，其中城近郊区3 0 3 6 座，占总量的8 4 ：箱式变4 4 1 1 台，其 中城近郊区2 2 3 3 台，占总量的5 1 。2 0 0 8 年新建开关站8 2 座，增长率1 5 ；新建 配电室8 9 8 座，增长率3 3 。 2 5 配电自动化现状 北京地区配电自动化最早于1 9 9 7 年开始在天安门广场地区实施；结合农网改 造工程，昌平、延庆尝试建设了县域配电自动化系统；结合配网消隐工程工程建设， 为确保奥运期间的监控需要，朝阳、海淀、丰台、石景山均对重要开关站进行了配 电自动化建设，以上建设均为阶段性试点项目。成规模的配电自动化建设主要在城 区供电公司范围内开展，涵盖东城、西城、崇文、宣武4 个行政区域，以下是其基 本情况。鼓 城区配电自动化一期工程于2 0 0 5 年通过验收；2 0 0 7 年底，启动了配电自动化 二期工程建设，主要是增加终端站点的覆盖面，并对主站系统进行软硬件升级改造； 2 0 0 9 年底，按照国网公司智能电网试点工程建设的统一安排，开始着手实施城区配 电自动化系统的完善改造工作。 经过一、二期工程的建设，当前城区配电自动化系统具有以下主要功能和特点。 ( 1 ) 具备信息采集控制( s c a d a ) 功能与馈线自动化( f a ) 功能； ( 2 ) 能够与上级调度自动化系统和配电地理信息系统( g i s ) 实现信息互联； ( 3 ) 具备完整的配网模型，支持基于全网拓扑的配电应用功能； ( 4 ) 系统为配网调度服务，正式作为配调控一体的技术支撑手段； ( 5 ) 自动化终端设备全部按照“三遥模式配置，支撑远方控制： ( 6 ) 电缆网站点以光纤通信方式为主，架空网采用无线通信方式。 北京城区配电自动化系统现阶段体系架构如下图所示。 主 站 层 传 输 层 终 端 层 华北电力大学工程硕士专业学位论文 图2 6 城区配电自动化系统现状 1 2 华北电力大学工程硕士专业学位论文 第三章北京配电自动化建设策略探讨 策略是一个含义丰富的词汇，很大程度上和原则、方向、路线有较大的同义性。 说到路线，在世界范围内，人们一般以左、中、右来划分，也称为左的路线、中间 路线、右的路线，或者称为左倾路线、中间路线、右倾路线。因此，谈到策略，既 要说正确策略的同时，也不能忽视错误的策略。本文在探讨北京地区配电自动化建 设策略的时候，也想先探讨应避免的误区，再探讨应采取的策略。 3 1 应避免的误区 人有逻辑思维和判断能力，主观上，人总是想在恰当的时间地点，按正确的方 法，做正确的事情，得到期望的效果；不会主动地在不恰当的时间地点，按错误的 方法，做错误的事情，得到令人失望的效果。因此，如果发生后一种情况，并不是 没有逻辑思维和判断能力，多半是因为在认识上产生了偏差，甚至是产生了错误的 认识，走入了误区。 对事务的认识，人不是生而就有的，主要来自于以往实践的总结提炼。按照一 般的规律，通过对国内外( 主要是国内) 和北京地区配电自动化建设实践、配网建 设实践的回顾总结，在区域配电自动化的发展建设时，要避免以下误区。 3 1 1 认识不到位 经过国内外几十年的发展建设，配电自动化的概念非常宽泛，内涵丰富，实现 方式多样。小范围内若干馈线间的自动故障隔离可以称为配电自动化，局部区域配 电信息的采集、监视和控制可以称为配电自动化旺引；而不但实现了f a 等基本功能， 还完成了与配电地理信息( g i s ) 、需求侧负荷管理( d s m ) 、调度员仿真调度( d t s ) 、 用户服务( t c ) 和工作票管理( w m s ) 等系统融合，能够实现整个区域配网的运行管理 的综合系统；也可以称为配电自动化系统髓引。此外，随着新理论、新技术、新业务 的不断研究、开发和应用，配电自动化的内涵还在不断丰富之中，如分布式电源的 接入和管理、与用户的互动技术和需求等。 回顾国内第一阶段的配电自动化建设实践可以发现，对配电自动化的认识不到 位主要体现在以下几个方面。 一是对配网网架结构、装备水平是配电自动化实施的基础认识不足。在配网馈 线数量、分段、联络、容量不足的薄弱网架结构及设备可靠性水平低的情况下，勉 强实施的配电自动化甚至难于实现其馈线自动化的基本需求。 1 3 华北电力大学工程硕士专业学位论文 二是对配电自动化终端设备的认识不足。在终端设备没有经过一定时间运行检 验的情况下就大量配置，导致后期运行维护资金及工作量太大，失去了减轻运行管 理压力、提高运行可靠性的根本作用，如终端电池的维护。 三是功能定位不明确。多数试点系统只重视故障处理方面的作用，而忽视了在 扩大供电能力和经济运行等方面的作用，更很少将其作为配网运行管理的有效手 段，从而没有很好地对配电自动化的功能进行准确设计，造成功能天生不足。 四是应用主体不明确。在实施过程中抓亮点、促建设、轻应用，对配电自动化 的定位不清楚，没有明确应用主体，没有将系统纳入常规配网管理业务中，导致建 完的系统没有相应的部门可以真正使用起来。 五是轻视工程实体建设。在完成建设方案的论证等工作后，对工程实体建设的 重要性和难度关注不够，没有执行严格的调试、验收等工作，造成实体建设局部方 案变化、部分站点未实施、通信及调试工作不到位等现象的存在，影响了系统方案 和功能的实现。 3 1 2 没有统一的规划作指导 “凡事预则立、不预则废 ，配电自动化的建设没有规划做指导，难于在长时 间的建设、运行维护与应用中做到有始有终、不偏不向、持续改进。 国内第一阶段的配电自动化试点建设，缺乏统一的规划也是一大失误，并带来 了不良的后果。 一是对配网基础建设与改造缺乏统一规划，造成配电自动化所依附的既有的配 网结构频繁改变，配网备频繁更换，同时也导致配电自动化终端、通讯终端、后台 软件等无法及时修改对应。 二是缺乏规划指导，配电自动化建设只是成了试点而已，既没有对配网存量的 持续改造，也没有对配网增量的控制或功能预留。自动化终端站点的数量太少无法 发挥配电自动化作为配网运行管理手段的作用。 三是在缺少统一细致的整体规划，配电自动化本省的建设目标和功能定位不明 确。项目建设所涉及的部门存在“盲人摸象 的现象，提不出完整而准确的需求： 一方面容易追求过高的技术指标，大而全的应用功能，导致摊子铺的过大；另一方 面没有以实用化为导向、因地制宜地选择符合本地区实际情况的建设模式，系统功 能与管理模式不相适应，导致系统不能全面发挥作用。 3 1 3 没有建立必要的体制与机制 受认识等因素制约，早期配电自动化的建设试点单位普遍没有建立配套的体制 与机制，造成工作没有持久性，无法形成良性循环，导致了试点的阶段性、系统寿 1 4 华北电力大学工程硕士专业学位论文 命的短期性。甚至当前阶段，一些应有的体制、机制仍没有形成。 在外，主要是行业指导不足，表现为缺乏专门的技术研究推广机构和机制，没 有就配电自动化的发展规划、应用需求、技术路线、设备研发制造等形成统一标准 或意见。如此，造成各科研院所、设备制造供应商、设备代理商、供电企业等行为 主体在技术理论研究、设备制造、设备引进、试点实施等领域内各抒己见、各显其 能，其间再参杂商业利益等，造成了较为盲目、混乱的局面。 在内，电力企业没有建立专门的管理机构，没有配置专门的管理人员，无法形 成统一的指导，配电自动化建设的规划、计划、项目管理、验收、应用、运行维护 等各项工作分散、依附在现有的管理机构内。如此，带来了职责不清、界面不明、 工作缺位、规章制度不健全、运行维护不及时、人员培训不足水平不足等一系列的 问题。 3 2 建议采取的建设策略 配电自动化建设是一项复杂的、动态的系统工程，它在技术上涉及多个专业领 域，在管理上涉及多个层级，在应用上涉及多个领域，在时间上甚至可以跨跃一个 世纪；同时，以上所有的因素又处于动态变化之中。因此，它既要遵循统一的标准、 原则，也要有一定的灵活性，能够符合动态的变化。要协调做好上述工作，：研究制 定相应的策略是非常重要的。对此，我的初步探讨如下。 3 2 1 统一认识 没有统一的认识就没有统一的行为，没有统一的行为就没有成功的可能。配电 自动化建设是一项系统工程，要想取得取得成功、获得实际应用效果，首先必须统 一认识。 为统一认识，建议在全公司范围内发动一场有关配电自动化的大讨论、大辩论， 动员各层次、各级别、各业务领域的人员积极参与，让各种观点充分展现、交锋、 融合。要讨论配电自动化发展应用历史、成功的经验、失败的教训；要讨论配电自 动化软硬件系统的功能，终端设备的技术性能、可靠性；还要讨论电网网架、电网 设备、电网可靠性的现状和发展，提升电网管理水平的方向、手段、目标；更要讨 论配电自动化建设的意义、条件、模式、代价及应用前景：等等。 从国外经济发达国家的应用情况看，配电自动化具有提升供电可靠性、优化电 网运行、节能减排等一系列作用，是配网运行管理的有效手段。有理由相信，经过 层次的讨论和辩论后，公司各业务领域的各级人员对配电自动化会有更 确的认识，将配电自动化作为配网管理的有效手段，协助协助业务的开 华北电力大学工程硕士专业学位论文 展。 3 2 2 统一规划 规划是龙头，具有引领作用，对此，人们豪不怀疑。没有规划作指导，就没有 了方向，就像人被蒙上了眼睛，看不清前进的方向，所谓“盲人骑瞎马、夜半临深 池 。为什么国内配电自动化经过了二十余年的发展建设，现在还处于初级阶段， 还处于试点阶段? 我认为，规划缺失、规划不到位，导致了盲目建设、重复建设， 导致了只重建设、不重应用，这是最主要的原因。 在北京，电网的建设主要有三种模式，一是北京市电力公司自筹资金建设，二 是用户( 包括地方政府) 自筹资金建设，三是按协商比例由双方共同建设。 对于统一规划，我认为是个三位一体的事情。一是电网的发展规划，内容上包 括电网的建设规划与改造规划，层次上包括主网发展规划和配网发展规划：二是配 电自动化的发展规划；三是配电自动化的应用规划。换言之，统一规划要重点解决 两个问题：“怎么建、怎么用 ? “怎么改、怎么控一? 怎么建：一是要做好主网、配网新建规划，做好配电自动化的新建规划；二是 要做好公司自建、用户自建、双方共建三种不同建设模式下的协调统一；三是要做 好建设模式的选择、建设进度控制。 怎么用：主要解决配电自动化的应用规划问题，包括业务应用类型、应用部门、 应用人员、启动应用的年限等。 怎么改：一是要解决现状电网结构的优化调整，设备的更换改造，配电自动化 系统软硬件的升级完善，配电自动化终端设备的改造维护；二是要结合应用规划， 解决分布在各个业务部门的现状应用系统的整合。 怎么控：主要是解决“增量 问题，对于不符合规划要求的电网结构调整、电 网设备投入、配电自动化软硬件系统的投入、配电自动化终端站点及设备的投入、 新业务应用系统的开发等，要严格禁止! 确有实际需求的，必须做好与规划、与现 状设备或系统的衔接或接口，但不可发生冲突，留下隐患。 规划是一门专门的学科，需要专业人员依据科学的方法加以制定。规划制定之 后，一是必须保证规划的严肃性，在规划期内严格执行规划，凡与规划冲突的均严 格禁止；二是遇有与规划存在偏差的，必须征得规划部门的同意，并相应采取应对 措施；三是依照自身规律和发展需要，在规划要到期前，广泛征求意见，及时、科 学地滚动修编。 3 2 3 建立长效的体制与机制 电网首先是一张网，牵一发动全身，任何站点、线路甚至设备的调整变化都可 1 6 华北电力大学工程硕士专业学位论文 会对网络有大小不同的影响。电网是配电自动化的基础，配电自动化依附于电网， 为提高电网的运行管理水平服务。因此，配电自动化的建设、应用不是单个部门或 单位的业务，而是一项事关全局的事情，需要以现状体制机制为基础和参考，进行 必要的体制机制创新，确保其发展的持续性、有效性。 ( 1 ) 关于建立长效体制 配电自动化建设及应用业务的开展涉及公司内部很多职能部门、二级单位和人 员，专门成立从上到下、涵盖各种职能和业务的体系是不现实的，也是不必要的； 将各项工作纳入现有的体制中，并进行局部的体制建设，这是本文的基本想法。 一是将配电自动化的规划、计划、工程项目管理、建设实施、验收投产、运行 维护、业务应用等各方面的工作分别纳入当前的职能部门和二级单位，如将规划、 计划工作纳入公司发策部，建立系统完整的组织结构。 二是在承担了配电自动化工作的各职能部门、处室、工区、班组配置专门的管 理人员，承担相应的工作，建立系统完整的人员结构，形成统一的业务链条