電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動化實(shí)現(xiàn)技術(shù)分析

摘要：近年來，我國的科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展，社會經(jīng)濟(jì)逐步提升。在技術(shù)與經(jīng)濟(jì)不斷的推動下，自動化技術(shù)漸漸被應(yīng)用到電力系統(tǒng)電網(wǎng)中，其技術(shù)的應(yīng)用不但有效緩解了電力系統(tǒng)的緊張供電，還加大了電力系統(tǒng)配電網(wǎng)的現(xiàn)代化發(fā)展。文章通過對我國電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動化現(xiàn)狀進(jìn)行分析，提出了未來自動化技術(shù)發(fā)展的形勢。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；配電網(wǎng)；自動化技術(shù)；實(shí)現(xiàn)技術(shù)；用電需求量 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TM76 文章編號：1009-2374（2017）06-0203-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.06.101

目前，隨著我國城市化建設(shè)的不斷加強(qiáng)，工業(yè)生產(chǎn)用電量以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用電量急劇增加，此外，對于居民生活用電需求量也逐漸增加，這些現(xiàn)象表明，現(xiàn)代社會對于電能的需求量遠(yuǎn)勝于從前。用電需求量的增加致使電力系統(tǒng)配電任務(wù)加大，同時(shí)也給相關(guān)管理工作增加了難度。自動化控制下的電力系統(tǒng)電網(wǎng)具有較高安全性和可靠性且經(jīng)濟(jì)效益好，所以電力系統(tǒng)相關(guān)研究人員應(yīng)加強(qiáng)對自動化技術(shù)的應(yīng)用研究，不斷進(jìn)行改善與創(chuàng)新，為電力系統(tǒng)的發(fā)展提供優(yōu)良的條件。

1 電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動化現(xiàn)狀

近年來，我國對電力行業(yè)方面的發(fā)展極為重視，不但投入資金大，且管理力度嚴(yán)格。隨著電力行業(yè)的發(fā)展，電網(wǎng)自動化技術(shù)有效提升，多數(shù)地區(qū)調(diào)配系統(tǒng)已實(shí)現(xiàn)自動化控制功能，且部分地區(qū)更出現(xiàn)了無人值守變電站，為社會增加了經(jīng)濟(jì)效益。目前，我國電網(wǎng)自動化功能包括以下五個(gè)方面：

1.1 實(shí)時(shí)監(jiān)控

實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)是針對電網(wǎng)中存在的各個(gè)線路的運(yùn)行情況、負(fù)荷情況及不安全因素等方面進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，以便保障電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。此外，監(jiān)控系統(tǒng)還可以通過監(jiān)控電表，監(jiān)控用戶用電量的情況，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)用戶不規(guī)范用電的行為，減少電能的損耗。

1.2 控制電量與功率

電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)可以自動控制電量和配送功率。

1.3 故障處理

配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)可以自動檢測配電線路的故障，并把出現(xiàn)的故障及時(shí)上報(bào)。同時(shí)，故障控制器還具有自動修復(fù)故障的功能，即使在特殊情況下也可以進(jìn)行故障的修復(fù)工作。

1.4 監(jiān)測電能損失功能

配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)可以自動優(yōu)化線路運(yùn)行模式，并對線路上的電能進(jìn)行自動監(jiān)測與計(jì)算，以達(dá)到損耗電能最小的目標(biāo)，提高經(jīng)濟(jì)效益。

1.5 具備擴(kuò)展功能

配電網(wǎng)自動化可以實(shí)現(xiàn)結(jié)點(diǎn)的逐步拓展功能。在電網(wǎng)擴(kuò)展工作中，要具備以下兩點(diǎn)要求：首先要增加硬件設(shè)備，達(dá)到擴(kuò)展設(shè)備的要求；其次是通過軟件操作，在原有網(wǎng)絡(luò)中增加新的節(jié)點(diǎn)。

2 電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動化實(shí)現(xiàn)技術(shù)

2.1 節(jié)點(diǎn)全網(wǎng)漫游技術(shù)

一般情況下，全網(wǎng)中的任何節(jié)點(diǎn)都存在與其他節(jié)點(diǎn)通信的可能性。在配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)中，各個(gè)節(jié)點(diǎn)都與所在饋線中的一個(gè)管理節(jié)點(diǎn)相對應(yīng)，并進(jìn)行通信工作。在通信過程中，會出現(xiàn)節(jié)點(diǎn)丟失的情況，這個(gè)時(shí)候節(jié)點(diǎn)和相應(yīng)的管理節(jié)點(diǎn)之間的通信是不能正常進(jìn)行的，這時(shí)網(wǎng)絡(luò)會對節(jié)點(diǎn)進(jìn)行自動檢索。相應(yīng)的，該節(jié)點(diǎn)的搜索該由管理節(jié)點(diǎn)來執(zhí)行，系統(tǒng)變?yōu)橹欣^。但是，如若改為中繼后管理節(jié)點(diǎn)仍無法檢測到這個(gè)節(jié)點(diǎn)，那么系統(tǒng)會進(jìn)行漫游申請，將情況匯報(bào)并反映給饋線子網(wǎng)，由其聯(lián)絡(luò)節(jié)點(diǎn)來執(zhí)行。通信管理節(jié)點(diǎn)（側(cè)變電站的）收到系統(tǒng)的漫游申請后，重新注冊漫游的新節(jié)點(diǎn)。最后，相關(guān)變電站接收配調(diào)中心發(fā)送的注冊信息，實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)的全網(wǎng)漫游。

2.2 自動設(shè)置中繼技術(shù)

在設(shè)計(jì)軟件時(shí)，除了能實(shí)現(xiàn)一般結(jié)點(diǎn)的功能之外，為了實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)間信息的有效接收和轉(zhuǎn)發(fā)功能，還要在NDLC中繼節(jié)點(diǎn)設(shè)置相應(yīng)的功能模塊。設(shè)計(jì)中，為了使網(wǎng)絡(luò)中的信號傳輸過程存在真實(shí)性，采用數(shù)字信號處理技術(shù)，這樣不僅可以降低信息的傳輸頻率，還可以使信息變小，從而大大降低通信網(wǎng)絡(luò)上的壓力。自動設(shè)置中繼技術(shù)的使用，可實(shí)現(xiàn)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的通信，從而解決通信距離問題。其需要滿足的基礎(chǔ)條件必須是網(wǎng)絡(luò)中的相鄰節(jié)點(diǎn)可以通信，這里的相鄰節(jié)點(diǎn)指的是任意兩個(gè)相鄰網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。

2.3 面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)

在配電網(wǎng)中，饋線、負(fù)荷、開關(guān)、變電站及變壓器都是按照分層進(jìn)行一定排布的。單個(gè)區(qū)域是由包含多個(gè)節(jié)點(diǎn)的若干個(gè)饋線子網(wǎng)（變電站）組成。一般情況下，饋線子網(wǎng)之間的節(jié)點(diǎn)是沒有互相通信的功能，但是由節(jié)點(diǎn)形成的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)是可以相互聯(lián)絡(luò)的，這是因?yàn)槊總€(gè)節(jié)點(diǎn)都可以作為一個(gè)管理點(diǎn)，而且只有相同饋線子網(wǎng)中的節(jié)點(diǎn)才可以相互通信，形成網(wǎng)絡(luò)管理節(jié)點(diǎn)。不過如果是在網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)這種特殊情況下，節(jié)點(diǎn)是可以實(shí)現(xiàn)與其他饋線子網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的聯(lián)通。此時(shí)需先通知節(jié)點(diǎn)，經(jīng)過允許后方可進(jìn)行通信，從而實(shí)現(xiàn)不同變電站之間的通信。在面向?qū)ο虻脑O(shè)計(jì)技術(shù)中，往往在饋線子網(wǎng)的第一個(gè)子站中設(shè)置網(wǎng)絡(luò)管理節(jié)點(diǎn)，用于實(shí)現(xiàn)子節(jié)點(diǎn)上信息的記錄，這樣的設(shè)計(jì)對于饋線網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展是十分有利的。

3 未來技術(shù)發(fā)展

為了加強(qiáng)電力系統(tǒng)的供電能力和供電穩(wěn)定性，電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動化還需要繼續(xù)發(fā)展。具體發(fā)展方式包括三個(gè)方面：

3.1 提高電能的質(zhì)量

在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，大型電子設(shè)備增多，致使對電能需求量增加，從而對電能的質(zhì)量也有了較高要求。“DSP”通過高速數(shù)字信號處理器可以增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性與靈活性，有效地提高了電能的質(zhì)量，同時(shí)改善算法也可以提高電能的質(zhì)量。

3.2 實(shí)施配電網(wǎng)系統(tǒng)保護(hù)

配電網(wǎng)系統(tǒng)饋線自動化以通信為根基，對配電網(wǎng)系統(tǒng)的整體數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和控制，從而實(shí)現(xiàn)配電SCADA與配電高級應(yīng)用——PAS；依靠地理信息系統(tǒng)——GIS為平臺，實(shí)現(xiàn)對配電網(wǎng)的設(shè)備管理；配電網(wǎng)自動化在PAS、SCADA與GIS的一體化的推動下，已然實(shí)現(xiàn)了配電網(wǎng)管理、監(jiān)控、保護(hù)等各方位的自動化運(yùn)行管理，目前，該方案已作為電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動化的主要實(shí)施方案。

3.3 分布式小電流接地保護(hù)方案

完全分布的FTU準(zhǔn)確度較高、承載量較大，且可以完全掌握配電網(wǎng)整個(gè)電流負(fù)序分量分布狀況，負(fù)序電流的突變量與小波分析技術(shù)的運(yùn)用可以有效提高識別的可靠性及靈活性。這種配電自動化的小電流接地保護(hù)方案性能良好，存在較大發(fā)展空間。

4 結(jié)語

綜上所述，電力系統(tǒng)配電網(wǎng)各功能實(shí)現(xiàn)自動化控制的前提是自動化技術(shù)的應(yīng)用程度，其技術(shù)的應(yīng)用不僅可以促進(jìn)配電網(wǎng)全功能自動化發(fā)展，同時(shí)還可以加強(qiáng)對配電網(wǎng)運(yùn)行的安全可靠性及效率性。所以電力系統(tǒng)相關(guān)研究人員要加強(qiáng)對配電網(wǎng)自動化技術(shù)的重視，做好配電網(wǎng)自動化技術(shù)的應(yīng)用研究，為保證電力系統(tǒng)智能化發(fā)展提供有利條件，進(jìn)一步完善電力事業(yè)。

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作者簡介：許開熙（1990-），男，供職于國網(wǎng)孝感供電公司檢修分公司，三峽大學(xué)電氣與新能源學(xué)院學(xué)生，研究方向：配電運(yùn)行檢修。

（責(zé)任編輯：小 燕）