電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動(dòng)化發(fā)展與實(shí)現(xiàn)技術(shù)初探

陳旭書(shū)

摘 要：配電網(wǎng)自動(dòng)化發(fā)展及其技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，有利于提高配電網(wǎng)運(yùn)行管理水平，充分保證配電網(wǎng)系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行，從而為電力用戶提供更加良好的用電服務(wù)。文章對(duì)影響電力系統(tǒng)配電網(wǎng)的主要因素進(jìn)行了分析，在此基礎(chǔ)上論述了電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)技術(shù)，進(jìn)而探討了電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動(dòng)化發(fā)展的趨勢(shì)，以供相關(guān)人員參考。

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng)；自動(dòng)化發(fā)展；實(shí)現(xiàn)技術(shù)；節(jié)點(diǎn)全網(wǎng)漫游；自動(dòng)設(shè)置中繼

進(jìn)入二十一世紀(jì)以來(lái)，計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)以及電子信息技術(shù)的不斷發(fā)展，為電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)的形成和發(fā)展提供了技術(shù)支持。配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)就是在這些現(xiàn)代化技術(shù)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)的全面有效控制，從而最大程度地滿足電力用戶的需求。因此，各個(gè)電力企業(yè)必須不斷加大對(duì)電力系統(tǒng)自動(dòng)化的重視力度，加強(qiáng)對(duì)電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動(dòng)化發(fā)展及實(shí)現(xiàn)技術(shù)的研究。

1.影響電力系統(tǒng)配電網(wǎng)的主要因素

1.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及負(fù)荷因素

配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)與配電負(fù)荷對(duì)配電網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)有至關(guān)重要的影響，如果配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不科學(xué)，將會(huì)導(dǎo)致供電不穩(wěn)定和供電范圍過(guò)大問(wèn)題，不但會(huì)加大配電網(wǎng)線路的損耗，還會(huì)迅速增加一些臺(tái)區(qū)的用電負(fù)荷，從而對(duì)供電系統(tǒng)的正常運(yùn)行造成不良影響。同時(shí)，配電網(wǎng)負(fù)荷的設(shè)置涵蓋了臺(tái)區(qū)分配和電源容量等多方面內(nèi)容，配電網(wǎng)負(fù)荷分布狀況也對(duì)配電系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行有非常重要的影響。

1.2現(xiàn)代化水平因素

電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動(dòng)化的發(fā)展有助于進(jìn)一步增強(qiáng)配電網(wǎng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。從現(xiàn)代化角度來(lái)看，配電網(wǎng)自動(dòng)化發(fā)展是指充分運(yùn)用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)以及通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)遠(yuǎn)程管理的智能化。配電網(wǎng)自動(dòng)化發(fā)展的最終目的是不斷增強(qiáng)供配電管理能力，實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)的安全高效管理。所以，在構(gòu)建配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)時(shí)，必須將其性能與自動(dòng)化水平作為配電網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)導(dǎo)向。

1.3系統(tǒng)維護(hù)因素

受區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響，配電網(wǎng)線路和設(shè)備等往往會(huì)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，從而造成在配電網(wǎng)日常管理工作中，無(wú)法有效實(shí)現(xiàn)有效的安全管理。同時(shí)不少地區(qū)配電網(wǎng)管理與維護(hù)人員的專業(yè)素質(zhì)有效帶提升，不具有較強(qiáng)的應(yīng)急處理能力，當(dāng)配電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)往往難以有效解決問(wèn)題，從而給配電網(wǎng)的運(yùn)行帶來(lái)一定的安全隱患。

1.4電壓偏差因素

配電網(wǎng)電壓與額定電壓的偏離程度就是其電壓偏差，配電網(wǎng)運(yùn)行方式出現(xiàn)變化，或用戶負(fù)荷發(fā)生改變等，都會(huì)導(dǎo)致配電網(wǎng)實(shí)際電壓與額定電壓發(fā)生偏離，盡可能保證用戶電壓與額定電壓相一致是電力企業(yè)進(jìn)行電壓調(diào)整的重要工作內(nèi)容。如果電壓偏差過(guò)大，不僅會(huì)對(duì)用戶用電造成影響，還在一定程度上影響到配電網(wǎng)的正常運(yùn)行。

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

2.1面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)

配電網(wǎng)系統(tǒng)是根據(jù)負(fù)荷、饋線、變壓器和變電站等分層分布的，其中饋線中的各個(gè)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成子網(wǎng)，同一個(gè)變電站的所有饋線子網(wǎng)又形成一個(gè)區(qū)域。不同變電站間的聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)部位都存在有聯(lián)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，這些節(jié)點(diǎn)使相互分離的關(guān)系，以確保未經(jīng)聯(lián)絡(luò)節(jié)點(diǎn)答應(yīng)的情況下，不同變電站之間無(wú)法實(shí)現(xiàn)通信[1]。

通常情況下，同一個(gè)饋線中的不同節(jié)點(diǎn)之間才有通信的必要，而只有在網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)或部分特殊情況下，某些節(jié)點(diǎn)需要同其他饋線節(jié)點(diǎn)或變電站進(jìn)行通信，這時(shí)才必須經(jīng)聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)部位的聯(lián)絡(luò)節(jié)點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)通信。各饋線中的第一子站是該饋線子網(wǎng)的管理節(jié)點(diǎn)，在記錄饋線子信息節(jié)點(diǎn)地質(zhì)與性質(zhì)時(shí)，還應(yīng)承擔(dān)與配電主站連接的路由器功能，以有效實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)的可擴(kuò)展性能。

2.2節(jié)點(diǎn)全網(wǎng)漫游技術(shù)的實(shí)現(xiàn)

原則來(lái)講，各節(jié)點(diǎn)都具有與其他節(jié)點(diǎn)通信的能力。如果變電站B中的各節(jié)點(diǎn)P無(wú)法與其所在饋線的通信管理節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)通信功能，在進(jìn)行配電網(wǎng)管理過(guò)程中，首先對(duì)該節(jié)點(diǎn)自檢，就會(huì)發(fā)現(xiàn)這個(gè)節(jié)點(diǎn)已經(jīng)丟失。其次，通信管理節(jié)點(diǎn)在自動(dòng)改變中繼的基礎(chǔ)上，會(huì)試圖再次探尋該節(jié)點(diǎn)，若尋找不到，該節(jié)點(diǎn)從自檢到丟失，會(huì)向所在饋線聯(lián)絡(luò)節(jié)點(diǎn)主動(dòng)發(fā)出漫游申請(qǐng)。再次，橋接點(diǎn)會(huì)將該漫游申請(qǐng)匯報(bào)到側(cè)變電站C的通信管理節(jié)點(diǎn)，此節(jié)點(diǎn)會(huì)重新注冊(cè)漫游來(lái)的新節(jié)點(diǎn)，然后向配調(diào)中心發(fā)出通知。最后，配調(diào)中心再次發(fā)通知到變電站B，其原先節(jié)點(diǎn)P會(huì)漫游到變電站C，完成節(jié)點(diǎn)漫游。同時(shí)，NDLC中繼節(jié)點(diǎn)利用自愈功能，確保實(shí)現(xiàn)工作可靠進(jìn)行。

2.3自動(dòng)設(shè)置中繼技術(shù)的實(shí)現(xiàn)

NDLC中繼節(jié)點(diǎn)與普通子站節(jié)點(diǎn)具有同樣的硬件，僅在軟件流程內(nèi)比普通子站節(jié)點(diǎn)多一個(gè)具有轉(zhuǎn)發(fā)和接受信息的功能單元。由于中繼節(jié)點(diǎn)所轉(zhuǎn)發(fā)信息屬于數(shù)字信息，因此不存在信號(hào)失真問(wèn)題，與此同時(shí)，一個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)對(duì)于同一幀報(bào)文僅轉(zhuǎn)發(fā)一次，對(duì)網(wǎng)絡(luò)通信壓力增加幅度較小。一旦鄰近兩個(gè)節(jié)點(diǎn)能夠?qū)崿F(xiàn)通信，所有網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)均能實(shí)現(xiàn)通信。

3.電力系統(tǒng)中配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

3.1信息一體化集成系統(tǒng)的形成

配電網(wǎng)自動(dòng)化及配電管理系統(tǒng)不是獨(dú)立的系統(tǒng)（如圖1），它屬于電力企業(yè)信息一體化集成系統(tǒng)的重要構(gòu)成部分。將來(lái)的配電自動(dòng)化系統(tǒng)中，應(yīng)注重以信息一體化平臺(tái)為基礎(chǔ)對(duì)配電實(shí)時(shí)信息引擎機(jī)制進(jìn)行研究，不僅要對(duì)IEC 61970 CIM以及IEC 61968 UIB系統(tǒng)應(yīng)用層互聯(lián)模擬標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行有效支持，還應(yīng)達(dá)到電力二次系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全框架方案的要求，為數(shù)據(jù)應(yīng)用提供數(shù)據(jù)安全引擎機(jī)制[2]。

3.2優(yōu)化運(yùn)行決策支持系統(tǒng)的形成

電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動(dòng)化運(yùn)行，能夠有效減少停電時(shí)間，避免停電區(qū)域的進(jìn)一步擴(kuò)大，從而保證穩(wěn)定、可靠的供電。但電力企業(yè)要想通過(guò)配電自動(dòng)化的發(fā)展來(lái)獲取更多的經(jīng)濟(jì)效益，不但要增強(qiáng)供電的穩(wěn)定性，還應(yīng)對(duì)配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)及其運(yùn)行方式進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化，以提高供電效率。深入研究配電網(wǎng)優(yōu)化運(yùn)行決策支持系統(tǒng)，能夠?yàn)閮?yōu)化供電系統(tǒng)運(yùn)行方式，提供供電系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性提供一個(gè)良好工具。該系統(tǒng)的形成首先要構(gòu)建配電網(wǎng)優(yōu)化運(yùn)行決策模型，充分運(yùn)用各種線上線下的配電網(wǎng)相關(guān)參數(shù)信息，在對(duì)運(yùn)行決策模型輸入輸出關(guān)系的不斷優(yōu)化過(guò)程中，將配電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行情況、未來(lái)運(yùn)行方式以及配電網(wǎng)規(guī)劃信息等多方面內(nèi)容有效反映出來(lái)，在此基礎(chǔ)上計(jì)算出配電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行相關(guān)的各種安全與經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，同時(shí)獲得各種相應(yīng)的在線輔助決策方案，并通過(guò)決策模型將這些方案的運(yùn)行效果模擬出來(lái)。

4.結(jié)語(yǔ)

總之，電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)的實(shí)現(xiàn)和發(fā)展對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行效率的提升有巨大的促進(jìn)作用。因此，電力企業(yè)必須充分了解影響電力系統(tǒng)配電網(wǎng)運(yùn)行的各種因素，據(jù)此從配電網(wǎng)系統(tǒng)的通信結(jié)構(gòu)、通信距離以及通信可靠性等方面著手，有效促使配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，并對(duì)電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動(dòng)化的發(fā)展進(jìn)行合理展望，從而有效推動(dòng)配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)的快速發(fā)展和應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1]王福玲， 侯甜， 田彥孜，等. 電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)技術(shù)探索[J]. 電工技術(shù)， 2016（24）：00077-00078.

[2]劉懷遠(yuǎn). 電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動(dòng)化現(xiàn)狀及前景分析[J]. 信息系統(tǒng)工程， 2017（2）：165-167.