智能電網(wǎng)中配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)的運(yùn)用分析

湯永成

摘 要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國(guó)能源消耗日漸增加，能源供應(yīng)壓力越來(lái)越大。而電能是我國(guó)社會(huì)發(fā)展不可缺少的重要能源之一，如何合理地分配電能成為目前需要解決的重要問(wèn)題。對(duì)此，應(yīng)重視智能電網(wǎng)的建設(shè)，積極運(yùn)用配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)，以提高智能電網(wǎng)的運(yùn)行效率。

關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng)；配網(wǎng)自動(dòng)化；應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）07-0166-01

電能是我國(guó)社會(huì)發(fā)展不可缺少的重要能源之一，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)的電力設(shè)施設(shè)備越來(lái)越多，供電的壓力也越來(lái)越大。將配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于智能電網(wǎng)當(dāng)中，可以有效提高智能電網(wǎng)配電質(zhì)量。因此，要加強(qiáng)配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用研究，提高智能電網(wǎng)運(yùn)行效率。

1 智能電網(wǎng)概述

智能電網(wǎng)指的是應(yīng)用了智能化系統(tǒng)的電網(wǎng)，其主要以雙向通信網(wǎng)絡(luò)為信息傳輸媒介，再利用專業(yè)的數(shù)據(jù)測(cè)量、信息采集技術(shù)與設(shè)備，與先進(jìn)的決策系統(tǒng)相結(jié)合，最后實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)的智能化控制，使得電網(wǎng)的運(yùn)行更加效率、經(jīng)濟(jì)、安全。智能電網(wǎng)是把信息技術(shù)與電力系統(tǒng)相互融合得到的，是傳統(tǒng)電網(wǎng)的一種創(chuàng)新發(fā)展，其不僅能夠提高電力行業(yè)整體的發(fā)展水平，還能為社會(huì)就業(yè)人員提供更多的就業(yè)崗位。智能電網(wǎng)的應(yīng)用有諸多好處，比如及時(shí)向電網(wǎng)管理單位提供電網(wǎng)運(yùn)行信息以及市場(chǎng)對(duì)電能的需求信息，這樣既能保證電能的正常供應(yīng)，滿足市場(chǎng)需求，又能監(jiān)控電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)，保證電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性；智能電網(wǎng)還能在故障發(fā)生以后自動(dòng)切換電路，由其他正常線路臨時(shí)供電，待故障維修好以后，快速切回該電路，恢復(fù)正常供電。在智能電網(wǎng)中，配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)對(duì)配電負(fù)載進(jìn)行智能化管理。

2 配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用

配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)是智能電網(wǎng)運(yùn)行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其主要以地理信息系統(tǒng)為基礎(chǔ)，以中心控制系統(tǒng)為核心，實(shí)現(xiàn)對(duì)各地電網(wǎng)運(yùn)行情況的實(shí)時(shí)監(jiān)控。從智能電網(wǎng)管理方面來(lái)講，以智能電網(wǎng)的運(yùn)行管理為主，結(jié)合監(jiān)控功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)智能電網(wǎng)的信息化、自動(dòng)化管理。

2.1 配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)

配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)主要由監(jiān)控系統(tǒng)、管理系統(tǒng)、通信系統(tǒng)以及主站組成。其中，主站包括工作站、中心服務(wù)器、地區(qū)服務(wù)器、通信設(shè)備以及其他應(yīng)用軟件等，主要負(fù)責(zé)對(duì)整個(gè)配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行管理與控制；而監(jiān)控系統(tǒng)主要用于對(duì)配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的故障問(wèn)題，從而采取適當(dāng)措施解決故障問(wèn)題，降低因系統(tǒng)故障帶來(lái)的損失；管理系統(tǒng)是面向整個(gè)配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的，其主要以監(jiān)控系統(tǒng)所監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)為參考標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)系統(tǒng)當(dāng)中各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行管理，保證配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行；通信系統(tǒng)主要用于現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控設(shè)備之間的通信以及遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)器之間的通信，既為現(xiàn)場(chǎng)的統(tǒng)一化管理創(chuàng)造條件，又能保證遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)功能的實(shí)現(xiàn)。

2.2 以配電主站為核心的配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)

這種應(yīng)用方式主要是以配電主站為控制中心來(lái)處理配電線路的各類故障。配電主站是許多配電線路控制的核心，要想使其控制功能得到充分發(fā)揮，就需要建立對(duì)應(yīng)的通信系統(tǒng)，用于數(shù)據(jù)信息的采集，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)的控制。同時(shí)還可以將GIS系統(tǒng)應(yīng)用于配電自動(dòng)化系統(tǒng)當(dāng)中，加強(qiáng)電網(wǎng)當(dāng)中的設(shè)備管理以及資料管理。將GIS系統(tǒng)與配網(wǎng)自動(dòng)化控制系統(tǒng)結(jié)合可以大大強(qiáng)化配電主站的控制能力，從而使智能電網(wǎng)的保護(hù)、監(jiān)控、管理與維護(hù)等功能都得到完善。圖1即為以配電主站為核心的配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)，假設(shè)在S1與S2兩個(gè)開(kāi)關(guān)之間出現(xiàn)了故障，出于自動(dòng)保護(hù)，斷路器B1會(huì)自動(dòng)斷開(kāi)，然后位于開(kāi)關(guān)S1位置的FTU感應(yīng)到了電流而S2位置的FTU沒(méi)有感應(yīng)到電流，所以檢測(cè)系統(tǒng)會(huì)將故障發(fā)生位置鎖定在兩個(gè)開(kāi)關(guān)之間，在確定了故障發(fā)生的位置以后，就會(huì)將S1與S2都斷開(kāi)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)故障區(qū)域的隔離，然后將B1處重新恢復(fù)連接，實(shí)現(xiàn)正常區(qū)域的供電恢復(fù)。這種控制方式以配電主站為控制核心，并將繼電保護(hù)、遠(yuǎn)程遙控等功能整合進(jìn)來(lái)，可以在短時(shí)間內(nèi)對(duì)故障進(jìn)行定位以及隔離，恢復(fù)正常區(qū)域的供電[1]。

在這種應(yīng)用方式當(dāng)中，對(duì)于故障的定位、分析、判斷與隔離等都是由配電主站進(jìn)行處理，配電主站分析得出結(jié)果以后，會(huì)下達(dá)執(zhí)行指令再通過(guò)通信系統(tǒng)直接傳輸給各控制裝置。所有緊急控制功能及邏輯分析功能都設(shè)置于配電主站中，而配電終端只有收集數(shù)據(jù)、傳輸數(shù)據(jù)的功能，所以這種應(yīng)用方式對(duì)于通信系統(tǒng)的要求極高，如果通信系統(tǒng)出現(xiàn)故障，那么將嚴(yán)重影響配電主站的指令傳輸，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)?dǎo)致控制系統(tǒng)癱瘓，從而使得配電系統(tǒng)失去故障定位、隔離功能，導(dǎo)致配電系統(tǒng)的安全性得不到保障。

2.3 以主站為核心、子站為輔助的配網(wǎng)自動(dòng)化

這種應(yīng)用方式同樣是以配電主站為核心控制中心，但是增設(shè)了多個(gè)配電子站作為輔助控制系統(tǒng)。配電子站一般是分散在配電系統(tǒng)的各個(gè)分控制中心，其主要作用是對(duì)控制范圍內(nèi)的線路進(jìn)行監(jiān)控以及對(duì)通信數(shù)據(jù)的處理。配電子站的存在不僅可以實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的采集，還可以直接參與故障定位、隔離以及正常區(qū)域供電恢復(fù)。這種應(yīng)用方式可以將過(guò)于集中的配電主站功能分散到各大配電子站，強(qiáng)化了配電子站的作用，減少了對(duì)通信系統(tǒng)的依賴程度，所以是當(dāng)前比較常用的控制方式之一。在應(yīng)用這種控制方式時(shí)，配電主站主要負(fù)責(zé)制定整體的故障調(diào)整方案，分析方案的合理性，并適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行調(diào)整，優(yōu)化執(zhí)行方案，而配電子站則負(fù)責(zé)根據(jù)配電主站所制定的整體方案進(jìn)行具體操作，盡可能完美地處理好故障。當(dāng)然，如果在故障發(fā)生時(shí)才開(kāi)始制定方案，是需要花費(fèi)一定的時(shí)間的，在這段時(shí)間內(nèi)故障的情況可能發(fā)生了變化，從而達(dá)不到故障控制的要求。所以最好的辦法是在配電主站正常運(yùn)行時(shí)就對(duì)可能發(fā)生的問(wèn)題進(jìn)行預(yù)測(cè)，然后根據(jù)預(yù)測(cè)的問(wèn)題在線分析解決對(duì)策，將解決對(duì)策預(yù)先配置到配電子站當(dāng)中，當(dāng)真正遇到對(duì)應(yīng)的問(wèn)題時(shí)，就不需要再經(jīng)過(guò)配電主站的分析與運(yùn)輸，配電子站直接啟動(dòng)準(zhǔn)備好的應(yīng)急方案，著力解決問(wèn)題。

3 民營(yíng)企業(yè)如何把握智能電網(wǎng)所帶來(lái)的機(jī)遇

智能電網(wǎng)雖然主題是“電網(wǎng)”，但實(shí)際上是一個(gè)非常綜合的領(lǐng)域，是通信、材料、控制、計(jì)算機(jī)等相關(guān)的前沿技術(shù)與電網(wǎng)技術(shù)的融合和統(tǒng)一。對(duì)于一次側(cè)和二次側(cè)的純電力設(shè)備，已經(jīng)被國(guó)內(nèi)外大型企業(yè)占領(lǐng)，而且技術(shù)含量和穩(wěn)定性要求都很高。而在電力通訊領(lǐng)域和信息化建設(shè)方面，這些企業(yè)的研究能力相對(duì)弱一些，給了新興企業(yè)突破口。同時(shí)通信和信息技術(shù)作為智能電網(wǎng)發(fā)展的重要技術(shù)支撐部分，以后有很大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

可再生能源的開(kāi)發(fā)，例如水電，風(fēng)電，太陽(yáng)能，也是國(guó)家大力扶持的項(xiàng)目，但由于資金門檻高，要在此突破還是有難度。目前在分布式發(fā)電的研究上，主要問(wèn)題是缺乏有限的接入方式和營(yíng)運(yùn)模式，也是在技術(shù)上的一個(gè)突破口。而需求側(cè)管理，是在智能電網(wǎng)建成后，對(duì)用戶上的負(fù)荷調(diào)度進(jìn)行管理，更多地給用戶提供便利，從而獲取利益，這也將是一個(gè)很不錯(cuò)的研究方向。

4 結(jié)語(yǔ)

智能電網(wǎng)的應(yīng)用可以有效提高電能分配效率，減少電能損耗，而配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)配電負(fù)載的智能化管理，對(duì)智能電網(wǎng)的運(yùn)行效率有著重要作用，因此，必須要加強(qiáng)配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用研究，提高智能電網(wǎng)運(yùn)行效率，保證電網(wǎng)運(yùn)行質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1]辛耀中，石俊杰，周京陽(yáng)，高宗和，陶洪鑄，尚學(xué)偉，翟明玉，郭建成，楊勝春，南貴林，劉金波.智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)現(xiàn)狀與技術(shù)展望[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2015，39（01）：2-8.