淺談電力自動化系統(tǒng)在配電網(wǎng)運行管理中的應(yīng)用

廣西水利電業(yè)集團蒼梧縣水利電業(yè)有限公司 盧建玲

?

淺談電力自動化系統(tǒng)在配電網(wǎng)運行管理中的應(yīng)用

廣西水利電業(yè)集團蒼梧縣水利電業(yè)有限公司 盧建玲

【摘要】如今工業(yè)4.0時代到來，自動化程度越來越高，再也不能讓電力系統(tǒng)像過去那樣時而電壓不穩(wěn)定、甚至經(jīng)常停電。如何滿足電力系統(tǒng)的要求并且在實現(xiàn)電能最大經(jīng)濟效益的基礎(chǔ)上，讓電網(wǎng)更加穩(wěn)定，電能質(zhì)量更加優(yōu)質(zhì)，是供配電行業(yè)共同的發(fā)展目標。配電網(wǎng)運行及管理采用自動化系統(tǒng)，通過通訊、電力電子、網(wǎng)絡(luò)和電子計算機等設(shè)備及手段將電力設(shè)備融合為一體，以達到經(jīng)濟性供電和有效的企業(yè)管理。

【關(guān)鍵詞】電力系統(tǒng)自動化；配電網(wǎng)；自動化運行管理

1 引言

自動化技術(shù)是一個集控制理論、信息系統(tǒng)、計算機科學(xué)技術(shù)、電力電子、動力學(xué)、自動控制于一身的綜合性技術(shù)。在配電網(wǎng)運行管理中，相比傳統(tǒng)管理的方法，采用自動化系統(tǒng)會減少大量的人力、物力，提高管理效率，增強管理的實時性，節(jié)約時間，有較強的經(jīng)濟性。配電網(wǎng)中的電力自動化，通過信號與系統(tǒng)、計算機科學(xué)技術(shù)以及自動化控制技術(shù)同配電網(wǎng)的管理運行相結(jié)合，以各類先進的變送器、可控硅、計量元件為基礎(chǔ)，通過可編程控制系統(tǒng)對配電網(wǎng)自動監(jiān)測控制，使電網(wǎng)實現(xiàn)穩(wěn)定、安全、有效的運行，并能夠自動檢測發(fā)現(xiàn)處理故障不間斷供電。經(jīng)濟的發(fā)展對配電網(wǎng)自動化提出了更高的要求，配電網(wǎng)自動化也是電力系統(tǒng)現(xiàn)代化發(fā)展的必然趨勢。技術(shù)在發(fā)展，需求也在提高，應(yīng)參照發(fā)達國家和地區(qū)的經(jīng)驗，結(jié)合實際情況，綜合考慮近期與遠期、全局與局部、主要與次要的關(guān)系，進一步設(shè)計開發(fā)出先進、通用、標準的配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)，對電力市場的發(fā)展具有重要意義。

2 電力自動化系統(tǒng)

2.1 電力自動化發(fā)展概述

在電力系統(tǒng)歷次的大規(guī)模改造中，人們對電力自動化系統(tǒng)的穩(wěn)定性與安全性要求越來越高，依賴性也越來越強，其自動化進程的步伐也越來越快。運行維護人員通過自動化監(jiān)測控制系統(tǒng)能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)的運行狀況進行實時監(jiān)控，并且根據(jù)電力系統(tǒng)的運行情況對系統(tǒng)故障、實時數(shù)據(jù)、運行狀態(tài)進行快速判斷處理和分析。由于對電能依賴性增強，電力系統(tǒng)要求更加高，對電力配電系統(tǒng)中運行人員工作效率的要求不斷提高。如何提高效率、安全性、穩(wěn)定性、降低人員的工作難度，就是電力系統(tǒng)中一個難題。在線監(jiān)測、繼電保護、自動控制等這些先進自動化技術(shù)可以解決這些問題。

2.2 電力自動化系統(tǒng)原理

電力系統(tǒng)自動化就是能夠在正常運行中通過非人為操作手段，對電能進行穩(wěn)定、優(yōu)質(zhì)的生產(chǎn)、傳送、甚至使用，確保電力系統(tǒng)穩(wěn)定可靠供應(yīng)和最優(yōu)化的電力負荷管理靈活多樣的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。硬件是電力系統(tǒng)自動化中首先要解決的問題。對于供配電系統(tǒng)元器件的要求就是在極短暫的時間內(nèi)能對電路進行快速關(guān)斷和打開，通過自動化技術(shù)在以上基礎(chǔ)上還需要能夠做到過電流、過載、過電壓時快速的自動判斷及動作，并能夠做到聲光報警通知運行人員進行檢查并維修。同時，斬波電路、逆變電路、整流電路、濾波電路等也是電力自動化系統(tǒng)的基礎(chǔ)電路。環(huán)氧樹脂干式變壓器、變頻裝置、電流電壓表、配電裝置、智能斷路器、計量柜及內(nèi)部儀表、接觸器等各種自動化儀表是保證電能生產(chǎn)、繼電保護、電能的質(zhì)量及穩(wěn)定、電力數(shù)據(jù)準確性的重要設(shè)備。在硬件達到要求的基礎(chǔ)上軟件也是其必要保證。通過編程軟件，借助計算機、觸摸屏等上微機、服務(wù)器實現(xiàn)電力系統(tǒng)自動化控制。

2.3 我國電力自動化系統(tǒng)現(xiàn)狀

同較為發(fā)達的國家相比來說，我國電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動化的現(xiàn)實狀況，可以說還是不太完善的。因為我們的供電企業(yè)沒有向個人開放還是由國家主導(dǎo)建設(shè)、經(jīng)營，缺少一定的競爭性以至于各個地方發(fā)展并不是很同步。電力系統(tǒng)建設(shè)中配電網(wǎng)自動化的發(fā)展、設(shè)備元件還不是很先進。加上用電設(shè)備的增多導(dǎo)致用電量變得很大，并且對供配電可靠性和質(zhì)量的要求越來越高，雖然電力系統(tǒng)一直在研究推進自動化，但還是相對于用電增長的速度有所滯后。盡管如此，我國的電力設(shè)備在不斷的努力下，利用現(xiàn)代電子信息技術(shù)逐步實現(xiàn)了電力設(shè)備的高度智能化、集成化、微型化。引進了通訊、電子、計算機、微電子一系列先進高精尖技術(shù)應(yīng)用在電網(wǎng)電力系統(tǒng)自動化設(shè)備制造和建設(shè)中。做到能夠及時的發(fā)現(xiàn)電力故障并迅速檢修維護排除、大幅降低了停電的概率、極大提升了供配電的可靠性及電能質(zhì)量。這也符合了當(dāng)今用電設(shè)備的發(fā)展，達到了運行及用電成本、生產(chǎn)效益及服務(wù)質(zhì)量的一降一升。

3 電力自動化系統(tǒng)在配電網(wǎng)應(yīng)用

3.1 安全性、可靠性原則

電力系統(tǒng)自動化首要原則就是保證其安全性、可靠性。要防止因為自動化后安全性降低導(dǎo)致的人員受傷甚至死亡及財產(chǎn)上的損失，所以電力自控設(shè)備得能夠保護電路。首先在過載或者其它危機時刻要立刻切斷電路，確保運行工作者或其它人的生命安全，再保證各類用電及供電設(shè)備安全，也要保證不能斷電的地方穩(wěn)定供電，采用雙電源切換裝置，多路供電保證任一路電源發(fā)生故障后迅速切換至另一路電源線，不能因為停電造成比較大的經(jīng)濟損耗及較多的人員受傷害的情況。其次在用電高峰時候，要保證電能質(zhì)量，做到電壓穩(wěn)定、不斷電，為用戶提供優(yōu)質(zhì)的電能。電力系統(tǒng)的可靠性是指用電設(shè)備不受到供配電系統(tǒng)元器件、設(shè)備及線路的影響。可靠的電力系統(tǒng)要具備優(yōu)質(zhì)的電氣元件及設(shè)備，如斷路器、熔斷器、隔離開關(guān)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、電力通訊系統(tǒng)中的主機、通訊協(xié)議、交換機、下位機、通訊光纜。也要具備合理的符合規(guī)范的設(shè)計，如配電網(wǎng)絡(luò)線路規(guī)劃、電纜通道、二次接線配電等。

3.2 信息技術(shù)

電力系統(tǒng)自動化是保證供電的穩(wěn)定優(yōu)質(zhì)，電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)及時反饋、實時監(jiān)控，運行中故障設(shè)備的快速斷開、隔離、處理、維修，供配電系統(tǒng)中電氣元件安全正常的運行的最優(yōu)選擇和重要手段。電力系統(tǒng)自動化中一項重要工作就是監(jiān)控，配電網(wǎng)中設(shè)備以及用電監(jiān)控管理結(jié)合信息技術(shù)會讓供配電設(shè)備的各項數(shù)據(jù)及運行狀態(tài)都在運行人員的監(jiān)控之下。電網(wǎng)中各個設(shè)備電器元件的運行狀態(tài)、關(guān)斷情況都可以在變送器、傳感器、計量儀表的檢測下通過信號電纜或二次接線反映到控制系統(tǒng)中。在系統(tǒng)中會有數(shù)據(jù)顯示和聲光報警，操作人員可以輕松的判斷出設(shè)備是否正常運行，快速找出故障點、故障原因并發(fā)出相應(yīng)指令和措施，提升了工作效率節(jié)約了工作時間。

3.3 仿真技術(shù)

在電力系統(tǒng)自動化沒有普及的時候，電力工作者雖然在檢修設(shè)備時候按照電力相關(guān)手冊和規(guī)范進行檢修工作，但也由于不可抗拒的力量和未知因素導(dǎo)致受到一些不必要的傷害。為了讓電力工作者可以快速便捷的數(shù)量掌握電力設(shè)備元器件的檢查維修技能，提高業(yè)務(wù)水平，同時避免電力工作者在一些比較危險的電力設(shè)備環(huán)境中操作，可以采用仿真技術(shù)。它可以讓電力員工在安全的工作環(huán)境中學(xué)習(xí)、操作。同時在一些考核內(nèi)容與實際操作相同的技能比武中，也可以應(yīng)用仿真技術(shù)來避免一些考核中的危險。

3.4 數(shù)據(jù)分析及饋線自動化

電力系統(tǒng)自動化后，通過檢測儀表及數(shù)據(jù)傳輸反饋，電力配電網(wǎng)系統(tǒng)可以進行數(shù)據(jù)分析，通過PID運算實現(xiàn)電量的自動控制調(diào)度。電壓數(shù)據(jù)反饋后低于設(shè)定值時候，監(jiān)控中心就會發(fā)現(xiàn)電力數(shù)據(jù)異常，則會根據(jù)實際情況檢查設(shè)備或者調(diào)高電壓值。根據(jù)用電用戶的不同，電力系統(tǒng)自動化控制能夠分別供電以滿足不同用電用戶的要求。過去電力計量采用的是人工抄表的方式，每次都需要消耗大量的人員去核對查抄電表。采用自動化系統(tǒng)后，實現(xiàn)了電度表遙抄遙測，且當(dāng)電度表發(fā)生故障時候也可以遠程監(jiān)測，避免了過去老式抄表需要人員單獨為某個用戶檢查的麻煩。這樣能夠節(jié)省供配電企業(yè)的人力和電力材料，提高電力企業(yè)工作效率，降低電力企業(yè)供配電成本，也大大的方便了用電客戶。同時通過互聯(lián)網(wǎng)用電客戶可以從電腦或手機登錄網(wǎng)頁或客戶端來實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)報障、繳費、查詢等功能。這樣遠端的供配電公司人員就可以通過計算機快速的統(tǒng)一安排人員，處理故障，解決配電網(wǎng)問題了。

4 結(jié)語

電力系統(tǒng)自動化的發(fā)展，是根據(jù)不斷增長的用電需求應(yīng)運而生的，這也為供配電網(wǎng)絡(luò)提出了更高的要求，要求配電網(wǎng)不能出現(xiàn)經(jīng)常性斷電和電壓不穩(wěn)現(xiàn)象，為了避免這種現(xiàn)象，就要加快實現(xiàn)配電網(wǎng)運行管理中自動化的步伐，提高配電網(wǎng)的穩(wěn)定性、安全性、可靠性。

參考文獻

［1］張曄.關(guān)于配電網(wǎng)運行穩(wěn)定性的保障措施研究［J］.福建質(zhì)量管理，2015（08）﹕46.

［2］邱冰兵.淺析配電網(wǎng)運行方式的優(yōu)化［J］.企業(yè)技術(shù)開發(fā)，2013（Z1）﹕12.