電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)策略探討

摘要：隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的提高，對電力的需求也在激增中。為了滿足生產(chǎn)生活對電力的使用需求，國家逐步投入建設(shè)自動(dòng)化的配電網(wǎng)工程。這是一項(xiàng)需要周密規(guī)劃，并投入巨大資金，應(yīng)用復(fù)雜的技術(shù)要求，涉及方方面面的綜合性工程。文章對電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)策略進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；配電網(wǎng)工程；自動(dòng)化建議策略；電力需求；供電效率；電力質(zhì)量 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TM76 文章編號：1009-2374（2016）14-0135-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.14.068

配電網(wǎng)實(shí)施自動(dòng)化應(yīng)用對于科學(xué)分配電力、合理應(yīng)用科技成果促進(jìn)電網(wǎng)發(fā)展有著重要意義。通過自動(dòng)化工程，不僅可以有力提高電網(wǎng)的供電效率、電力質(zhì)量，還可以合理緩解電網(wǎng)壓力，釋放電網(wǎng)潛能，減少故障頻率，并提高電網(wǎng)的服務(wù)能力。自動(dòng)化工程可以幫助電網(wǎng)自我檢查，縮短故障檢修、處理時(shí)間，進(jìn)一步提高電網(wǎng)安全性與穩(wěn)定性。這對于極度依賴電力的現(xiàn)代化社會來說，是具有重大意義的一項(xiàng)改造工程。

1 研究背景

配電網(wǎng)自動(dòng)化工程的定義一般可以理解為，利用先進(jìn)的通信技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，依托各類自動(dòng)化設(shè)備，通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，保護(hù)電網(wǎng)，控制發(fā)電，檢測問題，計(jì)量電力使用狀況，并據(jù)此為供電事業(yè)單位提供各類信息，簡化管理難度，提高供電效率與電力質(zhì)量。通過自動(dòng)化的配電，有助于了解用戶的各類需求，并調(diào)整電網(wǎng)的供電量與價(jià)格，達(dá)到經(jīng)濟(jì)性、科學(xué)性、安全性并重的發(fā)展目標(biāo)。當(dāng)然這是一個(gè)系統(tǒng)的綜合性工程，對于電力企業(yè)的管理模式、設(shè)備改造都是一個(gè)巨大的調(diào)整，最終形成一個(gè)統(tǒng)一的服務(wù)型電網(wǎng)。這一工程的基本原理是，通過分段開關(guān)將本來是統(tǒng)一運(yùn)行的線路改造為不同的幾個(gè)供電區(qū)域。這樣一來，即使某一供電部位出現(xiàn)問題，也可以迅速鎖定區(qū)域關(guān)掉開關(guān)，將故障區(qū)域隔離出正常供電的電網(wǎng)中，使得正常運(yùn)行的其他區(qū)域可以恢復(fù)供電，從而避免了因?yàn)槟骋粋€(gè)小的故障而使得一條線上的電路全部斷掉，造成更大的影響范圍與損失，極大地減少了影響區(qū)域，并使得供電的可靠性增強(qiáng)。

2 基本要求

2.1 線路的形式

應(yīng)該采用環(huán)網(wǎng)型，而且為了保證供電穩(wěn)定性，可以使用雙電源甚至多電源供電系統(tǒng)。

2.2 干線的模式

多使用分段式。分段式的好處是一旦某段線路出現(xiàn)故障，可以通過切斷這段故障電路而保證其他線路仍然正常供電。一般對于分段式干線供電的建設(shè)原則是：合理利用投資，在充分考慮收益的情況下，實(shí)事求是地采用均等原則，或線長相等，或負(fù)荷相等，或用戶量相等，以三千米干線為例，一般分為三段。

2.3 拋棄傳統(tǒng)斷路器

自動(dòng)化工程多采用負(fù)荷開關(guān)，既可以節(jié)約成本，減少投資規(guī)模，又可以在故障發(fā)生時(shí)，有效隔離故障區(qū)域，使之不影響非故障區(qū)域。

3 設(shè)計(jì)要點(diǎn)

3.1 軟件要具備可維護(hù)性

在配電網(wǎng)滿足了硬件條件，比如可靠的電源，有完善的監(jiān)測、控制設(shè)備，有齊備的線路設(shè)施后，自動(dòng)化工程的一大重要內(nèi)容就是是否配套了專業(yè)化的軟件設(shè)備。只有軟件硬件配套，才能保障配網(wǎng)自動(dòng)、安全、穩(wěn)定地運(yùn)行。通常提到軟件系統(tǒng)，多考慮其可維護(hù)性。一款合適的軟件必須是可以被不斷完善、更新的。基于我國社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展性，對于電力的需求也在波動(dòng)變化中，所以配電網(wǎng)的負(fù)荷也在變化中，如果配電網(wǎng)的自動(dòng)化軟件不能有效維護(hù)波動(dòng)變化的電網(wǎng)，所謂的自動(dòng)化就變得不切實(shí)際了，所以軟件的可維護(hù)性成為了配電網(wǎng)自動(dòng)化工程的最基本前提。其技術(shù)軟件只有可以維護(hù)，才能有效保障電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性及正常運(yùn)行，延長自動(dòng)化工程的整體使用壽命。只有保證了電網(wǎng)的穩(wěn)定性，才能使得供電企業(yè)在競爭愈發(fā)激烈的供電市場站穩(wěn)腳跟，并滿足社會發(fā)展需求。

3.2 提高配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的可靠性

配電網(wǎng)的自動(dòng)化改造，有一個(gè)重要訴求就是增強(qiáng)電網(wǎng)的穩(wěn)定性，提高電網(wǎng)的容錯(cuò)率。所以，建設(shè)自動(dòng)化的電網(wǎng)工程，一個(gè)重要的衡量因素就是當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行發(fā)生故障或者不可控意外時(shí)，系統(tǒng)是否能自我處理，保障整個(gè)系統(tǒng)的供電能力與供電質(zhì)量。所以說，對于建設(shè)自動(dòng)化配電網(wǎng)工程，是需要想辦法提高其系統(tǒng)穩(wěn)定性以及運(yùn)行的可靠性。

3.3 進(jìn)一步提高系統(tǒng)的運(yùn)行效率和可移植性

提高電網(wǎng)自動(dòng)化效率，一般是指是否可以充分利用計(jì)算機(jī)資源?？梢浦残?，顧名思義是指將此系統(tǒng)整體移植到另一個(gè)軟硬件環(huán)境時(shí)，系統(tǒng)可以穩(wěn)定、高效地運(yùn)行?？梢浦残詫τ陔娏ζ髽I(yè)來說是十分重要的，它使得電力企業(yè)可以在固定成本投入下，滿足不同供電環(huán)境的使用需求，并與其他相關(guān)單位有效兼容。

4 技術(shù)實(shí)現(xiàn)時(shí)的注意事項(xiàng)

4.1 加強(qiáng)配網(wǎng)的建設(shè)和改造

對于供電企業(yè)來說，電力系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行是首要任務(wù)，即使是改造電網(wǎng)為自動(dòng)化工作，也是為了這一目標(biāo)。所以說，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化作業(yè)，必須要完善配電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并積極應(yīng)用先進(jìn)的前沿科技，還要改造老舊設(shè)備，提高智能化。在對配電網(wǎng)建設(shè)中，要強(qiáng)調(diào)計(jì)量裝置的重要性，合理安置，全面整頓。

4.2 進(jìn)一步完善相應(yīng)的硬件支持系統(tǒng)

現(xiàn)階段電力企業(yè)對配網(wǎng)自動(dòng)化工程的建設(shè)中，一般會在以下兩方面開始：第一是市場預(yù)測。主要是利用科學(xué)的數(shù)據(jù)處理分析系統(tǒng)，對于供電網(wǎng)絡(luò)在不同地區(qū)、不同時(shí)段的不同電力使用量進(jìn)行記錄、分析、比較、預(yù)測。通過對接下來的電力使用情況進(jìn)行預(yù)測，為企業(yè)發(fā)展規(guī)劃提供可信的數(shù)據(jù)；第二是修復(fù)系統(tǒng)建設(shè)。當(dāng)常態(tài)化的供電情況發(fā)生異?，F(xiàn)象時(shí)，自動(dòng)化系統(tǒng)必須要有及時(shí)自檢的能力以及在確定故障后的警報(bào)能力，更進(jìn)一步有初步的解決措施。一系列的修復(fù)系統(tǒng)可以最大化地降低事故發(fā)生率以及事故危害程度，保障系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

4.3 提高配電網(wǎng)的自我診斷能力

系統(tǒng)還需要強(qiáng)化自我診斷能力，并加強(qiáng)實(shí)時(shí)監(jiān)測的功能、完善監(jiān)督體系，可以幫助工作人員在日常管理中對系統(tǒng)的運(yùn)行現(xiàn)狀進(jìn)行記錄與了解，并且能夠有效地處理問題，保障企業(yè)的高效運(yùn)作。同時(shí)，企業(yè)保持活力的一大要訣是堅(jiān)持創(chuàng)新，與時(shí)俱進(jìn)，及時(shí)引進(jìn)新技術(shù)、新設(shè)備，滿足系統(tǒng)的自我檢查、自我檢測、自我管理的功能性需求，從而保障系統(tǒng)的穩(wěn)定性運(yùn)行。

5 電力系統(tǒng)配網(wǎng)自動(dòng)化實(shí)用化模式

5.1 集中智能模式

集中智能模式是電力系統(tǒng)配網(wǎng)自動(dòng)化的第一大模式，主要指整個(gè)系統(tǒng)的智能是依靠主站的。線路上的實(shí)時(shí)情況是通過線路上的分段開關(guān)上傳的，通過主站的智能診斷對線路的故障進(jìn)行定位，進(jìn)而通過對每一段的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)隔斷故障，尋求出合適的解決方案。這種模式的好處是適用性強(qiáng)，并且對于一些多故障情況進(jìn)行處理比較容易，是一種比較高級的智能模式。

5.2 分布智能模式

分布智能模式是指線路上的開關(guān)有自己的智能判斷能力，在不需要上傳實(shí)時(shí)狀態(tài)，請求主站反饋的情況下，自我檢測故障并判定哪一部分需要被隔離修復(fù)，主要是分段開關(guān)發(fā)揮作用。具體又分為電流計(jì)數(shù)型與電壓時(shí)間型。這種智能模式的好處是在通信條件不完善的地區(qū)，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)簡單的系統(tǒng)，可用性較強(qiáng)。

6 未來技術(shù)發(fā)展

電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動(dòng)化是現(xiàn)階段電力企業(yè)發(fā)展的必然趨勢之一，而未來的發(fā)展趨勢也在研究者的展望中浮出水面。發(fā)展趨勢如下：其一是電能質(zhì)量在大功率設(shè)備的應(yīng)用下有效提高；其二是配電網(wǎng)系統(tǒng)保護(hù)能力更強(qiáng)，綜合運(yùn)用GIS平臺管理電網(wǎng)自動(dòng)化成為可行方案；其三是分布式小電流接地保護(hù)方案的可行性。這是基于其高靈敏度與大承載力而言的。

7 結(jié)語

通過以上分析，我們可以發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)系統(tǒng)的自動(dòng)化是一個(gè)明顯的趨勢，而對于這一技術(shù)的應(yīng)用，可以切實(shí)促進(jìn)供電的穩(wěn)定性，并且創(chuàng)造更大的社會效益。在我國電力企業(yè)謀求發(fā)展與創(chuàng)新的情形下，對于此類工程的探索是一個(gè)重要的方向，有助于解決電網(wǎng)中的運(yùn)行故障，提高配電的科學(xué)性。因此，對于電力技術(shù)的研究以及自動(dòng)化工程的應(yīng)用，具有十分重要的意義。

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作者簡介：楊璽（1979-），男，國網(wǎng)湖北省電力公司武漢供電公司工程師。

（責(zé)任編輯：秦遜玉）