電力系統(tǒng)中配網(wǎng)自動化技術(shù)的應(yīng)用分析

葉偉芳

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司河源龍川供電局 廣東河源 517300）

引言

近年來，隨著我國國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，配電網(wǎng)絡(luò)的電能質(zhì)量和經(jīng)濟運行指標(biāo)必須達(dá)到一定的質(zhì)量要求。但是，電網(wǎng)卻暴露出了更多的問題，供電企業(yè)如果仍然采用傳統(tǒng)的設(shè)備及管理模式，已無法滿足人民的用電要求。因此，電力企業(yè)為了全面完善配電網(wǎng)運行的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)，提出建設(shè)覆蓋城鄉(xiāng)的智能、高效、可靠、綠色的電網(wǎng)配電自動化系統(tǒng)的建設(shè)，來充分滿足經(jīng)濟發(fā)展和人民的用電需求。只有從配電網(wǎng)的自身建設(shè)出發(fā)，逐步改善網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和自動化水平，使配電網(wǎng)運行的自動化水平得到整體提升，保障配電網(wǎng)系統(tǒng)的智能，才能從根本上滿足客戶的需求，真正把電網(wǎng)建設(shè)成為一個具有信息化、自動化和交互特點的智能配電網(wǎng)絡(luò)，適應(yīng)人們對電能質(zhì)量要求日益增高的需要。實施配網(wǎng)自動化，如果配電網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)生故障，自動化設(shè)備可以自動開啟管理功能，然后監(jiān)控和保護配電網(wǎng)的狀態(tài)，有效的保證電力系統(tǒng)能夠順利的運行。在現(xiàn)有電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，實施配電網(wǎng)自動化，成為現(xiàn)代電網(wǎng)提高電網(wǎng)智能化水平、電網(wǎng)高效可靠運行的重要手段之一。在我國，配電自動化技術(shù)在許多方面都取得了一定的進(jìn)步。

1 電力系統(tǒng)配網(wǎng)運行的現(xiàn)狀分析

1.1 配電網(wǎng)建設(shè)依然滯后，對新技術(shù)的應(yīng)用較少

隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，各個行業(yè)對電能的需求量在不斷的增加，對電網(wǎng)進(jìn)行了大量的改建，電網(wǎng)在結(jié)構(gòu)上發(fā)生了翻天覆地的改變。但是，這些改建工程大部分都投入到了輸電網(wǎng)絡(luò)上，相對于配電網(wǎng)，國家所投入的資金比較少。因此，導(dǎo)致配電網(wǎng)跟不上經(jīng)濟發(fā)展的需要，尤其是在部分基層供電的企業(yè)當(dāng)中，電網(wǎng)落后的狀況更加嚴(yán)重，與經(jīng)濟發(fā)展脫節(jié)嚴(yán)重，配電網(wǎng)基本無法滿足地方經(jīng)濟發(fā)展的要求，更加不能滿足客戶對電能的可靠性以及質(zhì)量的要求，并且這些要求也越來越高。但是，長期以來國家對配電網(wǎng)的投資嚴(yán)重不足，導(dǎo)致無法對配電網(wǎng)進(jìn)行全面改造，這就造成了各種新技術(shù)和新設(shè)備無法充分應(yīng)用的現(xiàn)象，并且還導(dǎo)致配電網(wǎng)的布局不夠科學(xué)合理。在一些比較偏僻的地區(qū)，由于配電網(wǎng)長期得不到修整，在可靠性、供電能力、供電質(zhì)量等方面，還不能滿足用戶的要求，甚至還有送不出電的現(xiàn)象，對電網(wǎng)的發(fā)展速度造成了不良影響。

1.2 配網(wǎng)故障查找、隔離處理時限長

在城市配網(wǎng)中，利用的電纜線路因為施工中存在不規(guī)范、質(zhì)量、腐蝕、風(fēng)化、自身老化，以及外力等各種問題，所以出現(xiàn)外力損壞、老化短路、擊穿等故障特別多，只要發(fā)生故障，線路就會處于停電狀態(tài)。然而，電力搶修人員在查找故障地點，以及進(jìn)行維修所耗的時間比較長，嚴(yán)重影響了人們的生活和社會發(fā)展的需要。

2 配網(wǎng)自動化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

配網(wǎng)自動化系統(tǒng)英文簡稱為DAS，它以C/S結(jié)構(gòu)形式的數(shù)據(jù)傳輸方式作為數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕鶞?zhǔn)，其共有三個階層的技術(shù)結(jié)構(gòu)，即應(yīng)用層、網(wǎng)絡(luò)層和感知層。其中，應(yīng)用層是配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的主站組成部分，大多用于進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、分析和監(jiān)測等方面的內(nèi)容。感知層由配電終端組成，主要用于對配電數(shù)據(jù)遙測和遠(yuǎn)程通信等數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，并采用無線公網(wǎng)、光纜傳輸網(wǎng)絡(luò)和無線專網(wǎng)此三個配電過程進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)層進(jìn)而進(jìn)行分析儲存，并最后將分析好的分發(fā)數(shù)據(jù)傳輸?shù)綉?yīng)用層做進(jìn)一步審核，用于審核過程的具體內(nèi)容如圖1所示。

從圖1中可以看出，網(wǎng)絡(luò)層的通信方式有很多種，如載波、光纖和無線網(wǎng)絡(luò)等，同時為數(shù)據(jù)傳輸提供了較為廣泛的傳輸通道，同時也給應(yīng)用層在配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)中的應(yīng)用造成了很多安全漏洞，如數(shù)據(jù)泄露、數(shù)據(jù)造假等，都會像一個“定時炸彈”一樣對電力系統(tǒng)的運行產(chǎn)生影響，在電力系統(tǒng)運行中隨時都有破壞電力系統(tǒng)的正常運行的可能。

圖1 配網(wǎng)自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框架模型

2.1 提高配網(wǎng)自動化技術(shù)軟件的可維護性

在電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動化技術(shù)的應(yīng)用中，軟件的可維護性指的是軟件被矯正、被修改以及被完善的難易程度。因為配電網(wǎng)的負(fù)荷以及線路的建設(shè)有較大的變化，因此，工作人員對程序進(jìn)行維護的工作比較繁重。主要的原因是一個程序進(jìn)行維護的操作比較難時，就無法滿足正常的需求，很容易就會遭到淘汰。因此，配電網(wǎng)的自動化技術(shù)必須要具有可維護性。一個電力工程最根本的競爭力就是，這個電力工程的供電能力以及供電質(zhì)量。所以說，要確保電力的傳輸能夠順利的進(jìn)行。

2.2 建立有效的硬件支持系統(tǒng)

硬件支持系統(tǒng)一般用于市場預(yù)測，它的主要功能是先科學(xué)的將數(shù)據(jù)收集起來，然后對這些數(shù)據(jù)環(huán)比以及同比的變化趨勢進(jìn)行具體的分析，能相對準(zhǔn)確預(yù)測某一電力區(qū)域內(nèi)某一時段的電力負(fù)荷需求及其變化，同時也能預(yù)測該地區(qū)各行業(yè)的用電量分布。用電管理修復(fù)系統(tǒng)的主要功能是運用網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)，對用電管理進(jìn)行監(jiān)督以及修復(fù)，能夠?qū)ζ髽I(yè)用電異常進(jìn)行自動及時的檢測，進(jìn)而報警系統(tǒng)就會自動啟動有效的控制安全事故的發(fā)生。

2.3 配電網(wǎng)環(huán)形電纜的建立

首先，需要注意的就是人口密集的居民區(qū)，為了解決這個問題，我們需要一種以電纜為主要配電方式的配電自動化解決方案。此種方法負(fù)荷開關(guān)柜需要根據(jù)該開關(guān)所處的地域類型、用戶數(shù)量確定傳入和傳出線路回路設(shè)置一般來說是四出和二進(jìn)。一旦有相對多的回路進(jìn)出線，或者規(guī)模增加的情況出現(xiàn)時，我們需要把其轉(zhuǎn)換成一個環(huán)柜或打開和關(guān)閉設(shè)置。當(dāng)把這些進(jìn)行轉(zhuǎn)換時，環(huán)網(wǎng)柜的工作原理主要是基于熔斷器和負(fù)載開關(guān)的組合。如果一個電源發(fā)生故障，另一個電源可以快速切換到總線，以此來迅速的恢復(fù)繼續(xù)供電。

2.4 建立新型的輻射型配電網(wǎng)絡(luò)

這里的輻射型配電網(wǎng)是指被用在邊緣郊區(qū)以及廣大的農(nóng)村地區(qū)上的一種設(shè)備，此種配電網(wǎng)的工作原理是根據(jù)單電源進(jìn)行供電輸入，根據(jù)變電站主開關(guān)的設(shè)置，對控制設(shè)備進(jìn)行必要的保護，并據(jù)此來設(shè)計多數(shù)級別的分段器，對電網(wǎng)的配電線路進(jìn)行一種必要的保護作用，以此達(dá)成自動隔離以及正常供電的一種必要的條件。由于我國現(xiàn)今的經(jīng)濟水平和技術(shù)并不發(fā)達(dá)，配電網(wǎng)的相關(guān)設(shè)施也很薄弱，因此，在設(shè)置配電網(wǎng)自動開關(guān)的時候，相關(guān)的工作人員沒有足夠的資金，將重合閘作為一種裝置，所以只能暫時把分段器用來替換。

2.5 建立架空配電網(wǎng)

在配電網(wǎng)自動化建設(shè)時，如果路況比較好，路幅也比較寬時，我們能夠選用裸導(dǎo)線或絕緣導(dǎo)線。一般情況下，工作人員都是選用雙電源來進(jìn)行正常供電的模式設(shè)置雙回路導(dǎo)線。我們能夠根據(jù)用戶的要求，在電力線路上設(shè)置配電變壓器。在配電網(wǎng)正常運行的狀況下，線路能夠根據(jù)現(xiàn)狀分別進(jìn)行供電，當(dāng)發(fā)生事故時，也可采用自動開關(guān)自動向另一端供電，保證正常供電。

2.6 加強配電網(wǎng)自診斷功能建設(shè)

無論任何時間和地點，為了使電力企業(yè)能夠及時、準(zhǔn)確地對電力輸送過程中，出現(xiàn)的問題進(jìn)行了解、記錄、檢測以及修復(fù)，控制和處理可能出現(xiàn)的問題，以確保順利高效的完成供電。利用自動配電技術(shù)解決了數(shù)據(jù)處理問題，實現(xiàn)了遠(yuǎn)距離傳送信息的目的。在無人操作中，電力企業(yè)還可以自動完成設(shè)備運行監(jiān)控，和故障隔離任務(wù)。

3 配電網(wǎng)自動化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用發(fā)展

3.1 及時更新自動網(wǎng)絡(luò)設(shè)備

如果設(shè)備不能及時的進(jìn)行更新，電力系統(tǒng)在實際運行過程中會遇到許多問題，特別是當(dāng)設(shè)備突然的出現(xiàn)故障時，系統(tǒng)不僅不能正常工作而且會引起電路起火引起火災(zāi)。因此配電自動化技術(shù)必須及時更新以保證供電安全和設(shè)備運行的可靠性，同時也有利于提升供電的質(zhì)量。

3.2 實行集中管理模式

傳統(tǒng)的配電管理模式中，大多數(shù)的用戶都比較分散，系統(tǒng)各組成部分之間的聯(lián)系比較分散并且大部分的組織構(gòu)件發(fā)揮的作用基本上是一樣的。通過集中的對配電系統(tǒng)進(jìn)行管理，有利于加強各組織要素之間的聯(lián)系實現(xiàn)各組織要素功能的相互轉(zhuǎn)化。

4 結(jié)束語

總而言之，隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，電力行業(yè)配網(wǎng)自動化系統(tǒng)技術(shù)受到了越來越多的關(guān)注。不僅迎合了電力系統(tǒng)發(fā)展的潮流，而且還有效地保障了電力供應(yīng)的安全。此外，配網(wǎng)自動化系統(tǒng)擁有強大的功能，例如其具有信息監(jiān)控、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)應(yīng)用等多個功能，所以可以保護電力系統(tǒng)的正常運行。配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)是一個投資大、涉及面廣、技術(shù)力量強的大型工程。然而，我國的相關(guān)技術(shù)還處于試驗階段，我們要加大創(chuàng)新力度，利用新技術(shù)加大配網(wǎng)自動化系統(tǒng)建設(shè)，更好地為公眾服務(wù)，我們應(yīng)該為電力工業(yè)做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。