淺談配網(wǎng)自動化的關(guān)鍵技術(shù)及發(fā)展趨勢

王紅旭

摘 要：配網(wǎng)自動化是電力系統(tǒng)不可或缺的重要組成部分，更是促進(jìn)電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的重要保障。文章通過對配網(wǎng)自動化的關(guān)鍵技術(shù)及存在的問題進(jìn)行簡要的概述，并對其發(fā)展趨勢進(jìn)行了探討，旨在進(jìn)一步實現(xiàn)配電系統(tǒng)的智能化、現(xiàn)代化和信息化的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：配網(wǎng)自動化；關(guān)鍵技術(shù)；發(fā)展趨勢

前言

配網(wǎng)自動化技術(shù)電力系統(tǒng)運(yùn)行中必不可少的技術(shù)之一，通過將信息技術(shù)、電子技術(shù)及通信技術(shù)等有效整合，利用現(xiàn)代化設(shè)備完成對配電網(wǎng)的管理與維護(hù)，以保證電力系統(tǒng)供電的穩(wěn)定性與安全性。在配電自動化不斷發(fā)展的過程中，正逐漸朝著智能化、現(xiàn)代化和科技化的方向發(fā)展，如何改進(jìn)配網(wǎng)自動化的相關(guān)技術(shù)，以使其匹配電力系統(tǒng)的發(fā)展要求，已逐漸成為各大電力企業(yè)正在探索的現(xiàn)實問題。

1 配網(wǎng)自動化的關(guān)鍵技術(shù)

1.1 配網(wǎng)自動化端口技術(shù)

配電終端是整個配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的基礎(chǔ)組成部分，可以將整個系統(tǒng)在運(yùn)行過程中產(chǎn)生的所有數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總、整理，并通過終端傳輸出去，是DA系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的重要保障。配網(wǎng)自動化端口技術(shù)主要包括以下幾個方面：（1）硬件設(shè)計技術(shù)。為保證配電終端能夠穩(wěn)定運(yùn)行，其硬件設(shè)計也在不斷完善，從芯片級設(shè)計到嵌入式微機(jī)設(shè)計，再到主板引進(jìn)設(shè)計等，都很好地提升了配電終端的穩(wěn)定性，加大了內(nèi)部的存儲能量，保證了故障檢測的實時性。此外，DSP的高速采樣技術(shù)，提升了配電終端的工作能力，有效地提升了工作效率，保證了工作質(zhì)量。（2）功能設(shè)計技術(shù)。傳統(tǒng)的配電終端在功能上具有單一性，主要是以故障檢測為主，當(dāng)前的技術(shù)革新過程，逐漸將這種單一化的功能轉(zhuǎn)化為集成化的功能，不僅增加了功能的多樣性，更加保障了配電終端的高效性。除了基本的故障檢測功能外，在功能設(shè)計上還添加了數(shù)據(jù)記錄與處理功能、保護(hù)功能、終端就地DA功能等，不僅為系統(tǒng)診斷提供更加詳實和準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，更能夠有效降低系統(tǒng)折損，延長系統(tǒng)的使用壽命。（3）通信接口技術(shù)。通信接口技術(shù)可以在保證數(shù)據(jù)穩(wěn)定傳輸?shù)幕A(chǔ)上，為配電終端就地實現(xiàn)DA功能提供了必要條件。在目前普遍適用的通信接口技術(shù)包括串行接口、工業(yè)現(xiàn)場總線及以太網(wǎng)接口等，由于工作的原理有所不同，所產(chǎn)生的效果也有所差異。以太網(wǎng)接口由于具有速率高、通信可靠、傳輸速度快點(diǎn)等特點(diǎn)被人們普遍適用，我國使用的以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)類型主要包括總線型和串口變換型兩種類型。

1.2 配網(wǎng)自動化故障區(qū)域定位技術(shù)

在電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，需要依靠該技術(shù)以最快的速度將故障區(qū)域進(jìn)行斷電處理，并且保證非故障區(qū)域的正常供電，以此將電力系統(tǒng)中的故障有效控制，并最大限度地縮小停電范圍，有效提升電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性。常用的自動化故障區(qū)域定位技術(shù)主要包括以下幾種：（1）有信道的故障區(qū)段定位模式。這類的定位模式主要依靠各開關(guān)處的控制器發(fā)射出的故障信號，利用通信功能將故障信號進(jìn)行交換，以此來定位發(fā)生故障的區(qū)段位置。此外，還可以利用通信技術(shù)對整個系統(tǒng)進(jìn)行實時監(jiān)控，并對監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的信號數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，并根據(jù)信息的反饋對故障區(qū)域進(jìn)行有效控制。（2）無信道的故障區(qū)段定位模式。這種模式主要是利用線路始終的重合器進(jìn)行判定的，將其與同線路的分段開關(guān)相整合，可以迅速地判定故障區(qū)并做好緊急處理。在這種模式下，通?？梢耘浜喜煌拈_關(guān)類型，已達(dá)到不同的控制效果，常用的開關(guān)類型有流脈沖計數(shù)型、電壓時間型等。此外，還可以通過重合器配合的方式，可以有效實現(xiàn)逐級保護(hù)的效果。（3）將兩種就地控制相結(jié)合的混合模式。這種混合模式可以集兩者之優(yōu)點(diǎn)，城市的配網(wǎng)系統(tǒng)多以環(huán)網(wǎng)為主，在系統(tǒng)通信正常的情況下，通常會選擇集中判斷的方式，而在異常的情況下，會利用配電終端進(jìn)行處理。此外，對于縣級配網(wǎng)來說，主要采用的是輻射型供電，對于這種網(wǎng)絡(luò)而言，應(yīng)該首選無信道的判定方式。只有明確每種網(wǎng)絡(luò)形式的判斷方式，才能及時、準(zhǔn)確地對故障區(qū)域進(jìn)行控制和保護(hù)。

2 配網(wǎng)自動化技術(shù)存在的問題

2.1 功能設(shè)計單一

配網(wǎng)自動化的主要功能在于維護(hù)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，在此基礎(chǔ)上，通過智能化的裝置與設(shè)備不斷優(yōu)化工作流程，提升工作效率，在一定程度上節(jié)省了人力。在智能化和集成化大力發(fā)展的今天，配網(wǎng)自動化技術(shù)在功能上也正朝著這個方向發(fā)展，但是以當(dāng)前的技術(shù)水平來看，還不足以將這種集成化的功能完全展示出來，很多電力企業(yè)或相關(guān)設(shè)計部門為了避免出現(xiàn)這類的問題，通常在功能設(shè)計上仍以傳統(tǒng)的管理和控制功能為主，無法推動配網(wǎng)自動化技術(shù)功能多樣化的發(fā)展。

2.2 配網(wǎng)孤島

在電力系統(tǒng)運(yùn)行的過程中，由于相關(guān)的數(shù)據(jù)信息存在種類多、數(shù)量大等問題，很難對有用的資源進(jìn)行有效整合，導(dǎo)致各部門之間的信息成為獨(dú)立的狀態(tài)，形成配網(wǎng)孤島的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象的出現(xiàn)一方面不利于各部門之間的溝通交流，容易造成信息的閉塞，另一方面很難對出現(xiàn)的故障進(jìn)行全面的分析，在系統(tǒng)的管理和控制上也會造成負(fù)面的影響。

2.3 新舊設(shè)備難以整合

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，很多電廠通過更新設(shè)備的方式提升配網(wǎng)自動化水平，這種方式無可厚非，但需要注重新舊設(shè)備的整合問題，并不能盲目地更換。若沒有注意到這個問題，很容易導(dǎo)致新舊設(shè)備間由于無法相匹配，而導(dǎo)致信息不相容或網(wǎng)絡(luò)傳輸能力差等問題，從而影響整個系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

2.4 管理體制存在弊端

在傳統(tǒng)的管理體制模式下，以上下級的垂直管理為主，這種管理模式并不利于各部門之間的有效溝通，及各級信息的有效整合與共享。如電力企業(yè)中生產(chǎn)部門及銷售部門都需要利用配網(wǎng)自動化技術(shù)，若在管理上并沒對這兩個部門進(jìn)行有效整合，無法形成分工協(xié)作的工作方式，將直接影響到配網(wǎng)自動化技術(shù)的運(yùn)用，無法保證各部門工作的有效性，更加無法提升供電的穩(wěn)定性。

3 配網(wǎng)自動化技術(shù)的發(fā)展趨勢

3.1 配網(wǎng)自動化的綜合型受控端

這種受控端是以SCADA系統(tǒng)為基礎(chǔ)，對電網(wǎng)信息進(jìn)行專業(yè)化采集，此外，還可以對所收集達(dá)到的數(shù)據(jù)信號進(jìn)行綜合處理，通過提高性能來限制受控端的數(shù)量，在一定程度上優(yōu)化了系統(tǒng)的配置，使內(nèi)部規(guī)模得到簡化。這種受控端可以將多種功能有效集合于一體，同時實現(xiàn)檢測、管理和控制等多項功能，并將這些數(shù)據(jù)信息通過通信技術(shù)實時地傳輸給主控方，為主控方的進(jìn)一步?jīng)Q策提供參考依據(jù)。

3.2 定制電力技術(shù)

定制電力技術(shù)是在電壓穩(wěn)定器、頻率檢測器、快速無功補(bǔ)償器等設(shè)備相互配合的基礎(chǔ)上有效實施的，對于中低壓配網(wǎng)來說具有非常重要的現(xiàn)實意義，不但可以消除諧波，還可以有效地防止電壓閃變。當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)的電力負(fù)荷出現(xiàn)瞬間變化的現(xiàn)象時，該技術(shù)可以準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)故障區(qū)域，并及時做出有效處理，避免事故的擴(kuò)大化。

3.3 新型FA系統(tǒng)

FA系統(tǒng)主要是通過分布式電源，為不同的負(fù)荷提供便捷式電源，減少由于線路傳輸而產(chǎn)生的不必要能耗，以此來保證能源的有效利用。但現(xiàn)階段新型FA系統(tǒng)運(yùn)用的過程中，仍存在一定的困難，如分布式電源的位置難以確定，配網(wǎng)運(yùn)行方式多變等問題，在今后的技術(shù)革新過程中，需要對這類問題提高重視，以滿足該系統(tǒng)的應(yīng)用條件。

4 結(jié)束語

配網(wǎng)自動化不僅能夠保證保障電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，還可以通過現(xiàn)代化技術(shù)提升系統(tǒng)的運(yùn)作效率。雖然現(xiàn)階段配網(wǎng)自動化技術(shù)已在電力行業(yè)逐步普及，但是隨著技術(shù)水平的不斷提升，我們需要在原有的基礎(chǔ)上通過完善和改革，提升配網(wǎng)自動化技術(shù)水平，促進(jìn)電力行業(yè)的健康發(fā)展。

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