電力系統(tǒng)自動化配網(wǎng)智能模式技術(shù)分析

劉彬

摘要：電力生產(chǎn)、運行以及管理系統(tǒng)的自動化程度不斷加大，配網(wǎng)的數(shù)字智能化水平也隨之日益提高，新技術(shù)在配網(wǎng)中的巧妙靈活運用助推了配網(wǎng)建設(shè)和管理的智能化。文章從配網(wǎng)智能系統(tǒng)建設(shè)和智能模式的應(yīng)用兩方面對配網(wǎng)的智能模式進(jìn)行了技術(shù)分析和探討，希望能給技術(shù)研發(fā)提供方向性思考。

關(guān)鍵詞：電力自動化；配網(wǎng)；智能模式；技術(shù)分析

電力系統(tǒng)中配電網(wǎng)的高效、有序運行是供電可靠性和安全性的基礎(chǔ)保障，把停電時間縮短到最小才能實現(xiàn)電力企業(yè)經(jīng)濟(jì)利益的最大，這就要求電力系統(tǒng)的配網(wǎng)組建中不僅要注重電能的穩(wěn)定、安全，也要考慮綠色環(huán)保和運營手段的靈活變化，為數(shù)字化智能模式的技術(shù)研發(fā)和推廣使用提供了契機，從用戶的利益訴求研究配網(wǎng)管控的智能技術(shù)，是社會科技進(jìn)步以及市場競爭的大勢所趨，也是電力行業(yè)謀求經(jīng)濟(jì)利益最大化和實現(xiàn)長久快速發(fā)展的必經(jīng)途徑。

1 配網(wǎng)智能系統(tǒng)建設(shè)

1.1 數(shù)據(jù)維護(hù)和終端管理。

自動化配電系統(tǒng)的基礎(chǔ)技術(shù)支撐是GIS，把配網(wǎng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口和GIS運行環(huán)境加以優(yōu)化，使GIS中的圖形參數(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)增量模型和全模型的自動導(dǎo)入與輸出，確保初始數(shù)據(jù)的質(zhì)量，進(jìn)而可減少對圖形數(shù)據(jù)的重復(fù)維護(hù)。選配設(shè)備終端時其供電模式宜選用混合模式（電池+系統(tǒng)供電），以減免突然斷電或者電源更換對系統(tǒng)帶來的干擾。

1.2 智能調(diào)度。

首先是對風(fēng)險隱患的監(jiān)測預(yù)警及智能報警。借助于數(shù)據(jù)實時搜集平臺以及配網(wǎng)模型結(jié)構(gòu)，按照預(yù)先制定的運行計劃和檢驗校核程序設(shè)置對配網(wǎng)潮流負(fù)荷等典型數(shù)據(jù)實行智能化自動校核，精準(zhǔn)判別系統(tǒng)有無超負(fù)荷工作等不良現(xiàn)象存在，對停電計劃各時段有無沖突作出全面診斷，分析研判配網(wǎng)薄弱點的預(yù)設(shè)是否存在漏洞及風(fēng)險等，為系統(tǒng)的日常運行管理提供自動化輔助。智能校驗給系統(tǒng)運行方案的合理制定提供了基礎(chǔ)的參考數(shù)據(jù)；對設(shè)備停電的關(guān)聯(lián)校驗降低了不必要重復(fù)停電對供電系統(tǒng)穩(wěn)定性的不良影響。

其次是程序化控制和自愈復(fù)電技術(shù)。停電、閉環(huán)轉(zhuǎn)電以及復(fù)電是配網(wǎng)系統(tǒng)典型的操作程序，一方面，按照網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及安全性自檢的制度，應(yīng)加強配網(wǎng)智能模式下運行狀態(tài)校核以及邏輯判斷的防誤機制，把多種操作項目整合成統(tǒng)一集中的操作任務(wù)，并將人工操作轉(zhuǎn)化為智能控制，提高工作效率的同時降低人工誤操作引發(fā)事故的概率；另一方面，加強配網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)生故障后的自愈復(fù)電能力，對終端故障判別、指示以及主站邏輯判別等進(jìn)行自動化設(shè)置，實現(xiàn)對故障的定位與隔離，從系統(tǒng)負(fù)荷以及自動化的程度高低以及應(yīng)急預(yù)案等實際出發(fā)，由系統(tǒng)自主選取合適的處理手段，待故障排除之后自行執(zhí)行復(fù)電程序。

最后是配網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)要具有可定制功能。與傳統(tǒng)電網(wǎng)監(jiān)測方式不同，自動化配網(wǎng)智能模式下監(jiān)測功能要以用戶的實際訴求為導(dǎo)向，實現(xiàn)監(jiān)測功能的可個性化定制。這就要求配網(wǎng)接口及圖形參數(shù)在配網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)要統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，自主網(wǎng)到配網(wǎng)實現(xiàn)供電和保電拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)的無限搜索以及電源網(wǎng)點之間的搜索，對于搜索結(jié)果要自動加工成網(wǎng)絡(luò)關(guān)聯(lián)圖加以顯示，并進(jìn)行拓?fù)渲?，提高配網(wǎng)監(jiān)測的可視化和智能化程度。

1.3 配網(wǎng)數(shù)據(jù)的深度挖掘。

一方面要搭建實時更新的數(shù)據(jù)庫和運行平臺，對系統(tǒng)來源不同的圖形、模型等數(shù)據(jù)進(jìn)行實時搜集、更新和加工整合，創(chuàng)設(shè)信息服務(wù)集約化、開發(fā)環(huán)境集成化的開放體系。數(shù)據(jù)庫及平臺要兼有數(shù)據(jù)搜集和加工整合的綜合功能，進(jìn)而為更高級別的應(yīng)用軟件提供充足的源數(shù)據(jù)，以利于網(wǎng)絡(luò)模型的創(chuàng)建以及圖形數(shù)據(jù)的維護(hù)；另外運用多元化的表現(xiàn)手法以及靈活多變的調(diào)度機制對動態(tài)數(shù)據(jù)實施更加豐富的展現(xiàn)和處理完善。

另一方面，系統(tǒng)要對負(fù)荷的實時特性具有綜合分析能力。對不同類型供電負(fù)荷的特點及規(guī)律進(jìn)行細(xì)致的分析和總結(jié)，為電力管理及營銷決策提供極具參考價值的數(shù)據(jù)支持，實現(xiàn)劃分供電高峰及低谷的科學(xué)性及實用性，把系統(tǒng)接入方式和市場營銷手段不斷優(yōu)化提升，進(jìn)而提高企業(yè)形象和管理水平。

2 智能模式應(yīng)用

2.1 集中智能模式

該模式下自動化配網(wǎng)工作重點在于把系統(tǒng)檢測出的設(shè)備或者線路故障的具體信息經(jīng)過斷路器等特定設(shè)備傳送到主站的控制系統(tǒng)，經(jīng)過專業(yè)算法及嚴(yán)謹(jǐn)分析確定故障發(fā)生的準(zhǔn)確位置，借助配網(wǎng)中拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)的控制功能以及對應(yīng)的控制裝置實現(xiàn)對故障的隔斷。該種智能模式把負(fù)荷過載、網(wǎng)路損失等各項不良影響因素進(jìn)行了全方位的綜合考慮，以主站高度科學(xué)化的分析計算為基礎(chǔ)，制定出過載緩解以及網(wǎng)損恢復(fù)等行之有效的解決方案和措施，也就是利用控制開關(guān)等具體的設(shè)備裝置對負(fù)荷實現(xiàn)轉(zhuǎn)供，該方法具有極強的普適性，不僅能用于構(gòu)造形式不同的配網(wǎng)，還能用于線路多重故障的排除及修復(fù)。該種智能模式具有較高的先進(jìn)性，特別適宜在架空線路以及環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)中使用。

優(yōu)點分析：（1）當(dāng)配網(wǎng)系統(tǒng)中發(fā)生故障時的工作形式和正常狀態(tài)下的工作形式均能以自動化的調(diào)度手段實現(xiàn)靈活且具有針對性的優(yōu)化，同時也能按照管理人員的操作指令在系統(tǒng)內(nèi)部預(yù)設(shè)的程序下穩(wěn)定運行；（2）準(zhǔn)確搜集配網(wǎng)中所有用戶的用電狀態(tài)（用電端口數(shù)量、電壓以及電流等）的信息以實時數(shù)據(jù)的形式發(fā)送到主站控制系統(tǒng)，使主站實施遠(yuǎn)程控制的措施更加精準(zhǔn)無誤，保障上下通信渠道通暢及命令傳輸?shù)募皶r性；（3）具有與無功電壓補償裝置、配電檢測計量終端等配網(wǎng)組件之間良好的兼容性，為配網(wǎng)發(fā)揮自動化的無功控制作用提供方便；（4）集中智能本身具有對故障進(jìn)行自動判別和切除的自動化功能，為把故障影響和損失減到最小，適宜與繼電器等保護(hù)設(shè)備聯(lián)合并用。

2.2 分布智能模式

該種智能模式多用在配網(wǎng)發(fā)生故障之后的處理環(huán)節(jié)。配網(wǎng)產(chǎn)生故障后需要在第一時間進(jìn)行搶修，否則將會導(dǎo)致設(shè)備損毀、經(jīng)濟(jì)損失甚至是人員傷亡。然而由于自動化的配網(wǎng)本身擁有故障判別、定位以及隔離等功能，能夠?qū)ε渚W(wǎng)網(wǎng)絡(luò)實施重新架構(gòu)，使得技術(shù)操作步驟簡化許多。該種智能控制模式最主要的裝置是以FTU將多個斷路器相連接形成的分段器（或者分段開關(guān)），分段器的重合功能發(fā)揮著重要作用。按照工作原理不同可細(xì)分為電流計量型開關(guān)和電壓控制型開關(guān)。前一種開關(guān)以故障電流引發(fā)分段器的開閉次數(shù)來判定故障發(fā)生的區(qū)域，后一種開關(guān)以主站分段器首次產(chǎn)生故障電流到第二次產(chǎn)生故障電流之間的時間間隔來判定故障發(fā)生的大致區(qū)域。

缺點分析：（1）對配網(wǎng)系統(tǒng)、用戶終端沖擊很大，對故障的處理速度和恢復(fù)供電的效率偏低；（2）要不斷更換主站的速斷定值以及重合閘的設(shè)置，參數(shù)更改頻繁，尤其在多支路或者多電源等復(fù)雜配網(wǎng)中，參數(shù)整合的難度很大；（3）在一條線路中上重合器與下重合器之間動作的選擇性較差。

3 結(jié)語

電力系統(tǒng)的自動化程度伴隨科技研發(fā)和推廣得到了快速提高，其中配網(wǎng)工程的智能操控模式在多種新型信息技術(shù)的推動下也獲得了前所未有的提高和強化，在技術(shù)的實踐和應(yīng)用中不斷尋求技術(shù)突破和創(chuàng)新，加快技術(shù)更新的步伐，才是電力企業(yè)增強在電力市場中競爭力以及塑造行業(yè)口碑、打造成功企業(yè)形象的關(guān)鍵措施。