基于智能電網(wǎng)的配電自動化改造建設(shè)

王寒雨

【摘 要】本文主要針對配電自動化的建設(shè)標準、智能電網(wǎng)的特點、配電自動化的作用、智能電網(wǎng)配電自動化的發(fā)展過程以及配電自動化改造方法進行簡要分析，僅供參考。

【關(guān)鍵詞】智能電網(wǎng)；配電自動化；改造建設(shè)

一、配電自動化的建設(shè)標準

目前，國家電網(wǎng)公司已經(jīng)制定了智能電網(wǎng)技術(shù)標準體系，以指導與協(xié)調(diào)智能電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展。其中，智能電網(wǎng)技術(shù)標準體系主要涵蓋綜合與規(guī)劃、通信信息及智能發(fā)電、輸電、配電、用電、變電、調(diào)度多個專業(yè)分支，26個技術(shù)領(lǐng)域，共92個系列標準共同組成。而智能配電建設(shè)則重點關(guān)注配電自動化、配電儲能系統(tǒng)并網(wǎng)及配電分布式電源并網(wǎng)3項關(guān)鍵的技術(shù)領(lǐng)域，三大技術(shù)領(lǐng)域的具體內(nèi)容如圖1所示。

配電自動化所制定的標準涵蓋的范圍為配電自動化技術(shù)導則及建設(shè)、允許、自動化系統(tǒng)、設(shè)備系統(tǒng)、驗收、運行維護等標準。而具體的標準主要包括《配電自動化主站系統(tǒng)功能規(guī)范》、《配電自動化技術(shù)導則》及《配電自動化運行維護管理規(guī)定》等。

二、智能電網(wǎng)的特點

1、自動檢測和修復

傳統(tǒng)的電網(wǎng)由于線路較長，長期暴露于室外，很容易受到各種外來因素的干擾和破壞，且發(fā)生故障之后段時間內(nèi)無法找到故障源，因此修復需要較長的時間。智電網(wǎng)在線路布設(shè)的時候采用信息化的技術(shù)，可以時時的監(jiān)控線路輸送電的狀況是否正常，如果哪里出現(xiàn)了問題或受到了破壞，可以迅速反饋到配電終端，并根據(jù)設(shè)定的程序進行自動的修復，如果問題較大，也可以反饋到技術(shù)人員那里，到指定的故障區(qū)迅速解決。

2、可以根據(jù)用電需求，適當?shù)恼{(diào)整各地配電情況

每個區(qū)域根據(jù)地形情況，工業(yè)和商業(yè)、居住的配比情況不同，對電力需求是不一樣的。在智能電網(wǎng)的終端?？梢詫崟r了解各個的用電需求情況，將那些某些區(qū)段配電需求不是很大的區(qū)域供電減小一部分，來提供給其他用電需求高的區(qū)域。到另一個時段的時候，再自動調(diào)節(jié)回來，達到各地的供需平衡。

3、電力單位和用戶的共同管理

在智能電網(wǎng)的建設(shè)中，有效的將用戶也納入到電力管理當中。用戶可以根據(jù)自身的生活習慣和用電需求，實時的在系統(tǒng)中進行反饋，一方面可以節(jié)約自己多余的用電量，減少電費。同時電力單位在對區(qū)域進行用電需求統(tǒng)計的時候，可以根據(jù)這些數(shù)據(jù)做到全面的調(diào)控，這樣更有針對性，達到雙贏的效果。

4、信息化和智能化的技術(shù)應(yīng)用

智能電網(wǎng)依靠的工具就是現(xiàn)代化的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)：信息化和智能化。將輸電調(diào)配，用電需求有機結(jié)合在一起，達到最優(yōu)的配置效果。同時對于線路的監(jiān)測、故障的檢修工作可以更加高效，精準，甚至自動修復，實現(xiàn)真正的智能化。

三、配電自動化的作用

1、提高整個系統(tǒng)的高效運行

傳統(tǒng)的輸電線路布置，是各個地區(qū)來提需求，再由供電單位來進行針對性的供電。但是由于很多區(qū)域?qū)τ秒娏繘]有進行精準的統(tǒng)計和計算，有的報的過于富余造成浪費，有的則報的量過少達不到使用要求，對后期的使用都產(chǎn)生或多或少的影響。如果采用配電自動化的系統(tǒng)，可以根據(jù)各地的需求實際情況來進行供電，并根據(jù)不同時間段和工業(yè)、民用區(qū)域分布來進行實時的調(diào)控，滿足整體需求變化，達到最優(yōu)的效果，有效防止浪費和不足，使系統(tǒng)高效運行。

2、可以防止大面積停電

很多區(qū)域可能在某個階段和時期對用電的需求量會很大，特別是夏季大量的使用空調(diào)和制冷設(shè)備，使配電主干線路造成過大的負荷，如果負荷超過了設(shè)計值，線路就可能發(fā)生損壞甚至燒掉，而造成一個區(qū)域的大面積停電。在智能電網(wǎng)的配電自動化建設(shè)中，服務(wù)終端可以根據(jù)用電需求量的大小及時進行調(diào)整。而且及時是某個部位發(fā)生故障，配電系統(tǒng)也能馬上檢測出來迅速對其進行修復，有效防止大面積停電。

3、提高電力單位的管理水平和工作效率

智能電網(wǎng)在傳統(tǒng)電網(wǎng)布置的基礎(chǔ)上加入了信息化的建設(shè)，對于居民用電需求、電力變化、故障分析和檢修等工作都可以進行迅速的反饋和處理。且由于電力企業(yè)管理制度和程序的問題，很多故障需要經(jīng)過層層的審批和分析才能得到結(jié)果和處理方式，這往往需要很長的過程，導致破損的線路長期得不到修復，嚴重影響了人民的生活。配電自動化就可以有效解決這一管理制度和工作效率的問題。

4、提高經(jīng)濟效益

配電自動化可以根據(jù)各區(qū)域的需求，有針對性的布置電網(wǎng)，減少了不必要的線路布設(shè)和浪費，而且可以選擇最優(yōu)的布設(shè)線路，最直接的進行供電。在線路的運行維護管理中，常規(guī)的都是工人在各地進行巡查，對線路進行常規(guī)性的經(jīng)常檢查，這個工作需要花費大量的人力和物力、金錢。如果進行配電自動化，這些檢修工作可以完全由系統(tǒng)自動進行，并且監(jiān)測的速度和精確度比人為操作都要高，工作效率得到大步的提高，而且可以減少很大一部分成本，提高了經(jīng)濟效益。

四、智能電網(wǎng)配電自動化的發(fā)展過程

電力事業(yè)發(fā)展的一個重要標志就是實現(xiàn)了配電自動化，根據(jù)國內(nèi)建設(shè)和發(fā)展電網(wǎng)過程中實現(xiàn)配電自動化的情況分析，發(fā)展智能電網(wǎng)配電自動化主要分為三個階段：將開關(guān)設(shè)備進行配合；配電網(wǎng)絡(luò)通信自動化；配電控制自動化。

1、配電系統(tǒng)開關(guān)設(shè)備配合的自動化階段

配電系統(tǒng)實現(xiàn)了開關(guān)設(shè)備相互配合，但是配電網(wǎng)中的主要設(shè)備并未建立共同的計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)以及網(wǎng)絡(luò)通信等，配電網(wǎng)中一些非常重要的設(shè)備（例如分段器與自動重合閘的使用），對配電網(wǎng)實現(xiàn)自動化功能主要表現(xiàn)在，在配電網(wǎng)出現(xiàn)問題產(chǎn)生故障的過程中，系統(tǒng)可以通過一些配電開關(guān)設(shè)備之間進行相互配合，隔離配電網(wǎng)中發(fā)生故障的區(qū)域或者維護系統(tǒng)運行等，從而有效保障了配電系統(tǒng)穩(wěn)定正常的對用戶進行供電服務(wù)。而配電系統(tǒng)在自動化開關(guān)設(shè)備相互配合的狀態(tài)下實現(xiàn)了自動化，也對供電可靠性產(chǎn)生了非常積極的影響作用，當然，實現(xiàn)該配電自動化也有缺陷，其中最重要的缺陷表現(xiàn)在配電系統(tǒng)自動化只是存在于配電網(wǎng)發(fā)生問題產(chǎn)生故障過程中，而且維護該系統(tǒng)的自動化必須定時維護設(shè)備。因此，它并不可以完美實現(xiàn)穩(wěn)定和安全的自動化維護。

2、配電通信網(wǎng)絡(luò)自動化階段

配電通信網(wǎng)絡(luò)具有的最顯著的特點為使用了配電網(wǎng)中的通信網(wǎng)絡(luò)和后臺的計算機網(wǎng)絡(luò)，這對于配電網(wǎng)實現(xiàn)自動化功能來說有著本質(zhì)提高。正常運行的配電系統(tǒng)，使用后臺的計算機網(wǎng)絡(luò)仍然可以使自動化控制得到實現(xiàn)，從而最大限度地保障了配電系統(tǒng)安全穩(wěn)定地運行。與此同時，通過通信網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用對遙控維護配電系統(tǒng)也非常有益。

3、配電系統(tǒng)自動控制

配電網(wǎng)自動控制的核心任務(wù)是添加了與之相應(yīng)的自動控制功能；其主要是通過計算機技術(shù)不斷飛速發(fā)展，實現(xiàn)了自動配合開關(guān)設(shè)備以及在后臺計算機網(wǎng)絡(luò)控制應(yīng)用的基礎(chǔ)上添加了自動控制功能。它不但能夠?qū)崿F(xiàn)配電自動化的正常運行，也可以實現(xiàn)通過遠程進行自動化的遙控。

五、配電自動化改造方法

配電系統(tǒng)的自動化改造是一項龐大而系統(tǒng)的工程，主要涉及以下三個方面。

1、改造主站自動化系統(tǒng)

主站系統(tǒng)主要包含了三個子系統(tǒng)。第一個子系統(tǒng)為配電主站系統(tǒng)。這個系統(tǒng)中的RTu服務(wù)器中包括了主前置服務(wù)器；當主前置服務(wù)器發(fā)生故障的時候，系統(tǒng)能夠自動配置一臺代替服務(wù)器，在一定程度上可以有效保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。而以上功能全部通過nap實現(xiàn)。而子站服務(wù)器中，通過與之相關(guān)聯(lián)的交換機，能夠給主前置機服務(wù)器發(fā)送數(shù)據(jù)信號，而這類數(shù)據(jù)信號由dater接收后再存入本地，從而讓數(shù)據(jù)得到實時共享。第二個子系統(tǒng)為配電應(yīng)用軟件子系統(tǒng)。一般情況下，在已經(jīng)完成了配電網(wǎng)自動化改造工作后，為使系統(tǒng)滿足技術(shù)發(fā)展要求，必須通過聯(lián)機調(diào)試來測試系統(tǒng)故障恢復的能力，即配電系統(tǒng)自動化功能；調(diào)試前，必須使相應(yīng)的條件已經(jīng)完成，即已完成主站配置庫、系統(tǒng)主站與子站間有正常的通信、FTU中的功能正常。第三個子系統(tǒng)為配電管理系統(tǒng)。配電網(wǎng)的功能主要是AM/FM/GIS，它通過計算機技術(shù)與空間數(shù)據(jù)處理以及電力系統(tǒng)技術(shù)相結(jié)合，主要通過分析與顯示電力設(shè)備空間的定位數(shù)據(jù)，與此同時也能夠分析相應(yīng)的屬性資料。其中，AM為自動繪圖系統(tǒng)，F(xiàn)M為設(shè)備管理系統(tǒng)，GIS為地理信息系統(tǒng)；而這三者結(jié)合在一起就成為DMS基本平臺，并通過建立的DMS信息數(shù)據(jù)庫為子系統(tǒng)提供一些共享資料；其優(yōu)點主要包括：提供的資料的冗余度較小且具備統(tǒng)一性，而且還有非常人性化的標準操作界面。除此之外，通過GIS系統(tǒng)的應(yīng)用，電力系統(tǒng)具有了一種新穎的表示方法，具備了非常直觀的特征，而且加強了管理空間的能力。

2、改造子站自動化系統(tǒng)

配電系統(tǒng)中需要監(jiān)控很多電氣設(shè)備，其中與配電主站直接關(guān)聯(lián)的設(shè)備監(jiān)控難度比較大，所以必須通過中間級進行監(jiān)控，而中間級就是配電子站系統(tǒng)。配電子站的主要功能是采集數(shù)據(jù)以及監(jiān)控系統(tǒng)。除此之外，還可以實時監(jiān)控傳輸?shù)脚潆娭髡镜耐ㄐ盘幚砥鲀?nèi)的實時數(shù)據(jù)，這樣做不但可以節(jié)約主干通道，也可以讓配電自動化的主站順利承載自動化的結(jié)果。

3、改造終端系統(tǒng)自動化

對于城市配電系統(tǒng)來說，其終端系統(tǒng)自動化的功能主要是：實時監(jiān)控系統(tǒng)中的各類設(shè)備，例如：柱上開關(guān)或者配電變壓器等設(shè)備，它不但需要完成遙測、遙控以及遙調(diào)的功能，還必須識別和控制系統(tǒng)出現(xiàn)的故障，通過配合主站和子站，檢測和優(yōu)化電力系統(tǒng)的實時運行狀態(tài)，而后重新構(gòu)造網(wǎng)絡(luò)隔離故障。根據(jù)相關(guān)的要求，改造終端系統(tǒng)的方案主要有以下幾個方面：其一是改造數(shù)據(jù)集中器；其二是改造開閉所自動化終端。其三是改造柱上自動化終端。

結(jié)束語

本文比較全面地對配電自動化技術(shù)進行了總結(jié)、概況和探索。在我國加快電力發(fā)展進程，滿足經(jīng)濟社會發(fā)展需求的過程中，發(fā)展配電自動化技術(shù)不僅是緩解電力緊張的有效經(jīng)濟措施，對于環(huán)境保護、資源優(yōu)化配置和可持續(xù)發(fā)展也具有深遠意義，配電自動化技術(shù)是一項長期而復雜的系統(tǒng)工程，勢在必行，任重道遠，前景廣闊。

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