引言

　　解决具有点多面广特点的配电网问题宜尽量采取简单的方法，因为简单才能可靠、可靠才能实用。

　　我们追求配电网问题的“简单”，是指建设简单、运行简单和维护简单，但是如何做到上述简单，实际上并不容易，需要对具体问题进行深入的研究，而且还需要克服好大喜功、盲目追求先进、为了炫耀而非应用等错误的思想观念。

　　20世纪末我国开展的那一轮大规模配电自动化建设高潮最后以失败告终的主要教训之一就在于将原本应当简单化的问题复杂化，盲目追求一步到位、大而全造成摊子铺得过大而后期运行、维护不够。

　　当前，在国家下决心投入巨资促进配电网建设的形势下，为了避免在建设中再走类似的弯路造成巨额浪费也错失发展良机，特撰写此系列论文阐明使配电网的问题简单化的主要途径。

　　1、规模小的系统更加简单

　　相比规模大的系统而言，规模小的系统中配置的装置数量少，不仅投资和建设工作量少而且维护工作量小，因此更加简单。

　　小规模系统中的装置数量少，使适当加大每台装置的资金投入以尽量提高其性能和耐久性成为可能，投运后的故障率和维护工作量都可大幅降低。

　　固然，采用的装置越多，所得到的性能改进越大，但是如果许多装置故障而得不到及时修复，造成系统带“病”运行则其可靠性难以保证，会严重影响其效果的发挥，何况随着装置数量的增加，性能的进一步改善程度也越来越不显著。

　　因此，降低规模是一个重要的简化途径。但是，相比不分青红皂白的大规模资源配置方案(如在配电自动化建设中，见开关就装终端、凡终端都实现“三遥”的错误做法)而言，怎样才能以较小的规模满足性能要求，即如何优化所必须的资源的配置，并不是一件容易的事，需要具体问题具体深入分析和研究。

　　2、维护少的系统更加简单

　　相比系统的建设过程而言，对系统中各类装置的维护工作贯穿系统的整个运行寿命周期，是一个更加长期的过程，而维护工作量被低估则是行业的常见误区之一。

　　如果维护工作量过大，往往造成缺陷不能及时消除，严重影响系统的运行，因此维护工作量小的系统更加简单。

　　在配电网建设与改造中，将资金主要花费在购置更加可靠和耐久的电气设备上比将资金过多花费在为了减少电气设备失效所带来问题的自动化装置和通信手段上的做法更加可取。

　　对于确有必要建设自动化系统的情形，也应采用可靠和维护工作量少的装置与技术。

　　比如，过去在配电自动化系统中常用蓄电池作为储能元件，而蓄电池的维护工作量大而且需要经常更换。采用超级电容器替代蓄电池作为储能元件，可以大大降低维护工作量和延长储能元件工作寿命。

　　再比如，许多人喜欢要求装置带有液晶显示器以便于本地操作和维护，但是液晶显示器的故障率比较高(尤其是应用于户外恶劣环境时)，显著增加了维护工作量。其实配置短距离无线通信手段，通过手持机进行操作和维护而避免配置液晶显示器，就能有效降低终端故障率和维护工作量。

　　再比如，许多配电自动化终端通过线圈式TV取电，而TV的故障率比较高。对于架空线路可以采用电容分压取能装置代替线圈式TV，它不仅具有体积小、重量轻和现场安装方便的优点，而且比较可靠，尤其适合于采用GPRS通信的“两遥”配电自动化终端。

　　可以带电安装和拆卸的装置更加便于维护，因此比需要停电作业的装置更加简单。比如，故障指示器可以带电装拆，因此比FTU和DTU更加简单易行，此优点在很大程度上减轻了其需要定期更换储能电池的不便。

　　具有自恢复和自诊断功能的装置比需要人工检测与重新启动的装置的维护工作量小，因此更加简单。比如，在许多自动化装置中都设有多级软件和硬件“看门狗”，当受到干扰导致程序“跑飞”时可以自动将其“拉回”正常运行程序，较好地保障了装置连续运行的需要。但是，一定要小心避免因为装置重启导致的错误信息上报。例如，配电终端或子站重启有时往往会造成批量遥信误报，原因在于当配电终端或子站重启时，在完成一轮状态量采集之前，在响应配电自动化系统主站召唤数据时，往往会将初始化时内存中的默认值上报，往往与所反映的状态量的实际状态不相符，造成大批量遥信误报。解决这个问题的方法是：科学设计配电子站和配电终端的程序，令其在重启或复位后，在还未完成一轮状态量采集之前，不要响应配电自动化系统主站的数据召唤即可。

　　3、先进的技术未必更简单

　　先进的技术未必能使问题的解决变得更加简单。

　　比如，为了利用自动化技术解决电容器动态投切的问题，需要为电容器组配置具有电动操动机构的开关、需要加装互感器、需要配置自动化监控终端、需要建设通信通道(为了能进行遥控往往还需要满足一定的加密要求)、需要建设一个指挥控制平台(即主站)等。在配置的同时，所有这些设施都需要维护，而且涉及一次、二次、通信、计算机、信息化等多个专业，带来很大的维护工作量。而在掌握了负荷和电压规律的基础上(可以从用电信息采集信息中获取)，不难发现其实每天仅有极少次电容器投切操作的必要(有时只需早、晚各操作一次，有时甚至根本不需要投切操作)，采用人工操作的方式看起来似乎很落后，但是却省去了大量需要增添的设备和设施，而且只涉及配电网运行维护一个专业，大大节省了建设费用和运维工作量，实际上是一种明智的选择。

　　再比如，被高度重视的春节期间农村过负荷问题，曾带动了“有载调容变压器”的研究、开发和应用，但是实际上与之类似的农村季节性灌溉负荷问题早就有成熟和简单的解决方案，那就是采用“母子”变压器的解决方案，虽然看起来落后，但是实际上简单和可靠。

　　再比如，许多人认为给配电电气设备安装一些在线监测装置和传感器，对于实时监视配电电气设备的状况实现状态检修会有较大的作用。但是考虑到配电电气设备数量众多，安装在线监测装置不仅费用巨大，而且这些监测装置自身的故障率甚至比其监测对象还要高，为保证信息的可用性必须投入巨大的涉及众多专业的维护资源，并且有时还需要停电修复，实际上既复杂又得不偿失。安排人员进行定期巡检的做法看起来落后，但是考虑到红外、紫外等非接触式检测技术的方便性，以及巡检人员长年积累的经验的发挥(一些有经验的工程师有时根据听到的振动噪声就能大致定性设备的状况、根据闻到的气味就能大致定性设备的缺陷)，这种做法实际上是一种简单和经济的做法。

　　再比如，许多建设者投入大量资金建设了非常先进的自动化系统，但是因为配电网的规模实在是太大了，这种先进但却豪华的技术很难大面积推广，往往只能在极小的范围内建成所谓“示范工程”，无论对于管理提升还是对于应用效果都不突出。而采用非常简单但是廉价的技术实现大面积推广甚至全覆盖，则可从根本上推动管理水平提升获得明显的规模效益。

　　4、规划设计中不刻意追求细节更简单

　　在配电网规划设计中容易犯的一类错误是对一些候选方案的指标进行过于精细的分析计算和比较，并从中选取数值上最优的方案作为最终的规划结果。

　　实际上这些分析计算所依据的数据的准确性并不很高，因为规划中用到的数据往往都来源于对未来趋势的预测，其中必然存在不确定性。

　　考虑到这些预测数据的不确定性及其组合后，一些指标相差不是很大的方案其实都具有大致相同的优劣性，这实际上增加了选择的自由度，使综合考虑更多的其他因素成为可能，因此是为规划设计者提供了方便。上述分析也表明，在规划设计中没有必要在并不十分确切的数据基础上进行过度的计算。

　　许多人认为过去根据一些导则进行的规划设计已经落后了，现代规划设计应当借助计算机在大量分析计算的基础上进行。这种观点存在一定的误区，因为支撑分析计算的数据中存在大量不确定性，而这些不确定性往往不便于定量描述。而导则是经验的结晶，往往对于不确定性有较强的抵御能力，因此可以更好地保障规划设计方案的鲁棒性。而且，规划设计是科学和艺术的结合物，而其艺术性则更多地需要发挥规划设计人员的丰富经验和创造力。就如同机器人永远不能代替人类一样，计算机永远不能取代有经验的工程师去开展规划设计。并且，在规划设计中，人的创造力所发挥的作用是主要的，是系统性、战略性和框架性的，而计算分析仅仅是参考性或局部性的。

　　5、减少尚不明确的预留资源更简单

　　许多人在规划和建设中配置了过多的资源，目的在于满足未来可能发生的需要，但是这些需要因不是当前所需，所以对它们的认识往往并不十分明确，那么为了保险起见就干脆配置更多的资源以备使用，由于各种可能性都不确定，相互交织起来构成的有可能发生的场景就非常之多，每种可能的场景都需要留有相应的资源，最终导致远远超过实际需要的大量资源被配置，使工程的规模显著增大。

　　上述做法是不明智的，因为不仅浪费了资源，而且一旦某种需求真的变为现实的时候，往往发现曾经为这种需求留有的资源其实根本不够用而需要“推倒重建”。太多尚不明确的预留资源还增大了维护工作量，而这些维护往往因对需求的认识不十分清楚而很不到位。并且对于当前并没有使用的资源，不仅缺乏认真维护和及时消缺的积极性，而且对维护的效果也较难检验和考核，随着时间的推移，会造成这些资源疏于维护、年久失修和广泛破损的局面。

　　实际上，将关注点从过度超前配置资源转移到注重系统的可扩展性和开放性，等到某种需求明朗化之后，再根据需要恰当地增配相应的资源，是更加明智的做法。

　　6、遵循公共标准和避免专门定制更简单

　　在配电网及其自动化领域，已经颁布了大量标准，涵盖了工程建设的大部分需求。所谓标准即是“共识”，遵循这些共识会带来许多方便，但是许多规划和建设人员却喜欢标新立异采用专门特殊定制的做法。

　　遵循共识可以采购到更加成熟可靠的设备，减少故障率和维护工作量;而专门定制的设备往往比原理样机强不了多少，需要在运行中加以检验，风险和维护工作量都会增大。

　　选购符合标准的型号系列的设备，因制造商可以实现批量生产，其造价往往比专门特殊定制的设备低许多，而且供货周期也短得多，需要时可以较快地供出备品和备件。

　　遵循共识可以使对设备制造商的选择更加丰富，经过长期的市场竞争，各个厂家生产的标准设备的价格往往相差不大，因此可以将服务质量作为关注点从而删选出服务质量更好的厂家。

　　遵循标准还可以增强设备的互换性，并使对设备的配套设施的设计考虑和建设施工更加简单;而采用专门定制的设备，往往带来与之配套的一切都必须专门定制的麻烦。

　　遵循标准还可以使对设备间的电气连接以及信息交互的设计和实现更加简单，从而使系统更加具有开放性，也为今后可能发生的进一步扩充提供了方便;而对电气接口以及信息交互协议的专门定制不仅增大了与相关制造企业之间的协调工作量，而且系统联调的工作量也很大，并且专门定制的格式、协议、规约等往往考虑的远没有像经过反复推敲和酝酿才最终颁布的公共标准那样周密。

　　因此，应尽可能地遵循公共标准是一种明智的做法，只有在万不得已的情况下才有必要考虑专门定制的方式，这样做是使问题简单化的有效途径之一，但是却往往没有被给予足够的重视，原因之一是许多规划和建设人员并不了解领域内究竟有哪些标准以及这些标准都规定了些什么内容。盲目追求创新的错误心态也是原因之一。

　　7、其他简化途径

　　能使配电网的问题简单化的途径还包括：

　　1)能利用自然适应性解决的就不进行控制;

　　2)能通过本地控制解决的就不进行广域协调控制;

　　3)非进行广域控制不可的也应尽量减少控制对象数量和控制频繁程度;

　　4)将一些指标限值作为资源;

　　5)不必刻意追求完美;

　　6)利用数据冗余提高容错性降低对数据可靠性的要求。

　　8、结语

　　解决具有点多面广特点的配电网问题宜尽量采取简单的方法，但是要做到简单化并不容易，下列为实现简单化的主要途径：

　　1)降低系统规模。

　　2)免维护或减少维护工作量。

　　3)避免刻意追求先进性而使问题复杂化。

　　4)避免在规划设计中刻意追求细节。

　　5)减少尚不明确的预留资源。

　　6)遵循公共标准和避免专门定制。

　　7)充分利用自然适应性。

　　8)充分发挥本地控制的作用。

　　9)减少协调控制对象和次数。

　　10)将一些指标作为资源。

　　11)避免刻意追求完美。

　　12)降低对数据可靠性的要求。