引言

　　解決具有點多面廣特點的配電網問題宜盡量采取簡單的方法，因為簡單才能可靠、可靠才能實用。

　　我們追求配電網問題的“簡單”，是指建設簡單、運行簡單和維護簡單，但是如何做到上述簡單，實際上并不容易，需要對具體問題進行深入的研究，而且還需要克服好大喜功、盲目追求先進、為了炫耀而非應用等錯誤的思想觀念。

　　20世紀末我國開展的那一輪大規模配電自動化建設高潮最后以失敗告終的主要教訓之一就在于將原本應當簡單化的問題復雜化，盲目追求一步到位、大而全造成攤子鋪得過大而后期運行、維護不夠。

　　當前，在國家下決心投入巨資促進配電網建設的形勢下，為了避免在建設中再走類似的彎路造成巨額浪費也錯失發展良機，特撰寫此系列論文闡明使配電網的問題簡單化的主要途徑。

　　1、規模小的系統更加簡單

　　相比規模大的系統而言，規模小的系統中配置的裝置數量少，不僅投資和建設工作量少而且維護工作量小，因此更加簡單。

　　小規模系統中的裝置數量少，使適當加大每臺裝置的資金投入以盡量提高其性能和耐久性成為可能，投運后的故障率和維護工作量都可大幅降低。

　　固然，采用的裝置越多，所得到的性能改進越大，但是如果許多裝置故障而得不到及時修復，造成系統帶“病”運行則其可靠性難以保證，會嚴重影響其效果的發揮，何況隨著裝置數量的增加，性能的進一步改善程度也越來越不顯著。

　　因此，降低規模是一個重要的簡化途徑。但是，相比不分青紅皂白的大規模資源配置方案(如在配電自動化建設中，見開關就裝終端、凡終端都實現“三遙”的錯誤做法)而言，怎樣才能以較小的規模滿足性能要求，即如何優化所必須的資源的配置，并不是一件容易的事，需要具體問題具體深入分析和研究。

　　2、維護少的系統更加簡單

　　相比系統的建設過程而言，對系統中各類裝置的維護工作貫穿系統的整個運行壽命周期，是一個更加長期的過程，而維護工作量被低估則是行業的常見誤區之一。

　　如果維護工作量過大，往往造成缺陷不能及時消除，嚴重影響系統的運行，因此維護工作量小的系統更加簡單。

　　在配電網建設與改造中，將資金主要花費在購置更加可靠和耐久的電氣設備上比將資金過多花費在為了減少電氣設備失效所帶來問題的自動化裝置和通信手段上的做法更加可取。

　　對于確有必要建設自動化系統的情形，也應采用可靠和維護工作量少的裝置與技術。

　　比如，過去在配電自動化系統中常用蓄電池作為儲能元件，而蓄電池的維護工作量大而且需要經常更換。采用超級電容器替代蓄電池作為儲能元件，可以大大降低維護工作量和延長儲能元件工作壽命。

　　再比如，許多人喜歡要求裝置帶有液晶顯示器以便于本地操作和維護，但是液晶顯示器的故障率比較高(尤其是應用于戶外惡劣環境時)，顯著增加了維護工作量。其實配置短距離無線通信手段，通過手持機進行操作和維護而避免配置液晶顯示器，就能有效降低終端故障率和維護工作量。

　　再比如，許多配電自動化終端通過線圈式TV取電，而TV的故障率比較高。對于架空線路可以采用電容分壓取能裝置代替線圈式TV，它不僅具有體積小、重量輕和現場安裝方便的優點，而且比較可靠，尤其適合于采用GPRS通信的“兩遙”配電自動化終端。

　　可以帶電安裝和拆卸的裝置更加便于維護，因此比需要停電作業的裝置更加簡單。比如，故障指示器可以帶電裝拆，因此比FTU和DTU更加簡單易行，此優點在很大程度上減輕了其需要定期更換儲能電池的不便。

　　具有自恢復和自診斷功能的裝置比需要人工檢測與重新啟動的裝置的維護工作量小，因此更加簡單。比如，在許多自動化裝置中都設有多級軟件和硬件“看門狗”，當受到干擾導致程序“跑飛”時可以自動將其“拉回”正常運行程序，較好地保障了裝置連續運行的需要。但是，一定要小心避免因為裝置重啟導致的錯誤信息上報。例如，配電終端或子站重啟有時往往會造成批量遙信誤報，原因在于當配電終端或子站重啟時，在完成一輪狀態量采集之前，在響應配電自動化系統主站召喚數據時，往往會將初始化時內存中的默認值上報，往往與所反映的狀態量的實際狀態不相符，造成大批量遙信誤報。解決這個問題的方法是：科學設計配電子站和配電終端的程序，令其在重啟或復位后，在還未完成一輪狀態量采集之前，不要響應配電自動化系統主站的數據召喚即可。

　　3、先進的技術未必更簡單

　　先進的技術未必能使問題的解決變得更加簡單。

　　比如，為了利用自動化技術解決電容器動態投切的問題，需要為電容器組配置具有電動操動機構的開關、需要加裝互感器、需要配置自動化監控終端、需要建設通信通道(為了能進行遙控往往還需要滿足一定的加密要求)、需要建設一個指揮控制平臺(即主站)等。在配置的同時，所有這些設施都需要維護，而且涉及一次、二次、通信、計算機、信息化等多個專業，帶來很大的維護工作量。而在掌握了負荷和電壓規律的基礎上(可以從用電信息采集信息中獲取)，不難發現其實每天僅有極少次電容器投切操作的必要(有時只需早、晚各操作一次，有時甚至根本不需要投切操作)，采用人工操作的方式看起來似乎很落后，但是卻省去了大量需要增添的設備和設施，而且只涉及配電網運行維護一個專業，大大節省了建設費用和運維工作量，實際上是一種明智的選擇。

　　再比如，被高度重視的春節期間農村過負荷問題，曾帶動了“有載調容變壓器”的研究、開發和應用，但是實際上與之類似的農村季節性灌溉負荷問題早就有成熟和簡單的解決方案，那就是采用“母子”變壓器的解決方案，雖然看起來落后，但是實際上簡單和可靠。

　　再比如，許多人認為給配電電氣設備安裝一些在線監測裝置和傳感器，對于實時監視配電電氣設備的狀況實現狀態檢修會有較大的作用。但是考慮到配電電氣設備數量眾多，安裝在線監測裝置不僅費用巨大，而且這些監測裝置自身的故障率甚至比其監測對象還要高，為保證信息的可用性必須投入巨大的涉及眾多專業的維護資源，并且有時還需要停電修復，實際上既復雜又得不償失。安排人員進行定期巡檢的做法看起來落后，但是考慮到紅外、紫外等非接觸式檢測技術的方便性，以及巡檢人員長年積累的經驗的發揮(一些有經驗的工程師有時根據聽到的振動噪聲就能大致定性設備的狀況、根據聞到的氣味就能大致定性設備的缺陷)，這種做法實際上是一種簡單和經濟的做法。

　　再比如，許多建設者投入大量資金建設了非常先進的自動化系統，但是因為配電網的規模實在是太大了，這種先進但卻豪華的技術很難大面積推廣，往往只能在極小的范圍內建成所謂“示范工程”，無論對于管理提升還是對于應用效果都不突出。而采用非常簡單但是廉價的技術實現大面積推廣甚至全覆蓋，則可從根本上推動管理水平提升獲得明顯的規模效益。

　　4、規劃設計中不刻意追求細節更簡單

　　在配電網規劃設計中容易犯的一類錯誤是對一些候選方案的指標進行過于精細的分析計算和比較，并從中選取數值上最優的方案作為最終的規劃結果。

　　實際上這些分析計算所依據的數據的準確性并不很高，因為規劃中用到的數據往往都來源于對未來趨勢的預測，其中必然存在不確定性。

　　考慮到這些預測數據的不確定性及其組合后，一些指標相差不是很大的方案其實都具有大致相同的優劣性，這實際上增加了選擇的自由度，使綜合考慮更多的其他因素成為可能，因此是為規劃設計者提供了方便。上述分析也表明，在規劃設計中沒有必要在并不十分確切的數據基礎上進行過度的計算。

　　許多人認為過去根據一些導則進行的規劃設計已經落后了，現代規劃設計應當借助計算機在大量分析計算的基礎上進行。這種觀點存在一定的誤區，因為支撐分析計算的數據中存在大量不確定性，而這些不確定性往往不便于定量描述。而導則是經驗的結晶，往往對于不確定性有較強的抵御能力，因此可以更好地保障規劃設計方案的魯棒性。而且，規劃設計是科學和藝術的結合物，而其藝術性則更多地需要發揮規劃設計人員的豐富經驗和創造力。就如同機器人永遠不能代替人類一樣，計算機永遠不能取代有經驗的工程師去開展規劃設計。并且，在規劃設計中，人的創造力所發揮的作用是主要的，是系統性、戰略性和框架性的，而計算分析僅僅是參考性或局部性的。

　　5、減少尚不明確的預留資源更簡單

　　許多人在規劃和建設中配置了過多的資源，目的在于滿足未來可能發生的需要，但是這些需要因不是當前所需，所以對它們的認識往往并不十分明確，那么為了保險起見就干脆配置更多的資源以備使用，由于各種可能性都不確定，相互交織起來構成的有可能發生的場景就非常之多，每種可能的場景都需要留有相應的資源，最終導致遠遠超過實際需要的大量資源被配置，使工程的規模顯著增大。

　　上述做法是不明智的，因為不僅浪費了資源，而且一旦某種需求真的變為現實的時候，往往發現曾經為這種需求留有的資源其實根本不夠用而需要“推倒重建”。太多尚不明確的預留資源還增大了維護工作量，而這些維護往往因對需求的認識不十分清楚而很不到位。并且對于當前并沒有使用的資源，不僅缺乏認真維護和及時消缺的積極性，而且對維護的效果也較難檢驗和考核，隨著時間的推移，會造成這些資源疏于維護、年久失修和廣泛破損的局面。

　　實際上，將關注點從過度超前配置資源轉移到注重系統的可擴展性和開放性，等到某種需求明朗化之后，再根據需要恰當地增配相應的資源，是更加明智的做法。

　　6、遵循公共標準和避免專門定制更簡單

　　在配電網及其自動化領域，已經頒布了大量標準，涵蓋了工程建設的大部分需求。所謂標準即是“共識”，遵循這些共識會帶來許多方便，但是許多規劃和建設人員卻喜歡標新立異采用專門特殊定制的做法。

　　遵循共識可以采購到更加成熟可靠的設備，減少故障率和維護工作量;而專門定制的設備往往比原理樣機強不了多少，需要在運行中加以檢驗，風險和維護工作量都會增大。

　　選購符合標準的型號系列的設備，因制造商可以實現批量生產，其造價往往比專門特殊定制的設備低許多，而且供貨周期也短得多，需要時可以較快地供出備品和備件。

　　遵循共識可以使對設備制造商的選擇更加豐富，經過長期的市場競爭，各個廠家生產的標準設備的價格往往相差不大，因此可以將服務質量作為關注點從而刪選出服務質量更好的廠家。

　　遵循標準還可以增強設備的互換性，并使對設備的配套設施的設計考慮和建設施工更加簡單;而采用專門定制的設備，往往帶來與之配套的一切都必須專門定制的麻煩。

　　遵循標準還可以使對設備間的電氣連接以及信息交互的設計和實現更加簡單，從而使系統更加具有開放性，也為今后可能發生的進一步擴充提供了方便;而對電氣接口以及信息交互協議的專門定制不僅增大了與相關制造企業之間的協調工作量，而且系統聯調的工作量也很大，并且專門定制的格式、協議、規約等往往考慮的遠沒有像經過反復推敲和醞釀才最終頒布的公共標準那樣周密。

　　因此，應盡可能地遵循公共標準是一種明智的做法，只有在萬不得已的情況下才有必要考慮專門定制的方式，這樣做是使問題簡單化的有效途徑之一，但是卻往往沒有被給予足夠的重視，原因之一是許多規劃和建設人員并不了解領域內究竟有哪些標準以及這些標準都規定了些什么內容。盲目追求創新的錯誤心態也是原因之一。

　　7、其他簡化途徑

　　能使配電網的問題簡單化的途徑還包括：

　　1)能利用自然適應性解決的就不進行控制;

　　2)能通過本地控制解決的就不進行廣域協調控制;

　　3)非進行廣域控制不可的也應盡量減少控制對象數量和控制頻繁程度;

　　4)將一些指標限值作為資源;

　　5)不必刻意追求完美;

　　6)利用數據冗余提高容錯性降低對數據可靠性的要求。

　　8、結語

　　解決具有點多面廣特點的配電網問題宜盡量采取簡單的方法，但是要做到簡單化并不容易，下列為實現簡單化的主要途徑：

　　1)降低系統規模。

　　2)免維護或減少維護工作量。

　　3)避免刻意追求先進性而使問題復雜化。

　　4)避免在規劃設計中刻意追求細節。

　　5)減少尚不明確的預留資源。

　　6)遵循公共標準和避免專門定制。

　　7)充分利用自然適應性。

　　8)充分發揮本地控制的作用。

　　9)減少協調控制對象和次數。

　　10)將一些指標作為資源。

　　11)避免刻意追求完美。

　　12)降低對數據可靠性的要求。