電氣自動(dòng)化技術(shù)在供配電系統(tǒng)中的應(yīng)用研究

蔡永鑫

山西航空產(chǎn)業(yè)集團(tuán)有限公司，山西 太原 030000

0 引言

近幾年，我國(guó)的城市化進(jìn)程逐步加速，同時(shí)，社會(huì)經(jīng)濟(jì)也取得了長(zhǎng)足發(fā)展，對(duì)我國(guó)的電力行業(yè)提出了更高的要求。供配電系統(tǒng)的正常運(yùn)行直接影響我國(guó)人民的日常生活，針對(duì)電力供應(yīng)與分配的電力技術(shù)是保證電力系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵。電氣自動(dòng)化技術(shù)是電力工業(yè)中的一大核心技術(shù)，研究這項(xiàng)技術(shù)對(duì)于提高供電系統(tǒng)、配電網(wǎng)的安全，提高供電智能化水平有著重大的現(xiàn)實(shí)意義。

1 電氣自動(dòng)化技術(shù)在供配電系統(tǒng)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

1.1 提高供配電系統(tǒng)的穩(wěn)定性

電氣自動(dòng)化技術(shù)可以利用計(jì)算機(jī)和相關(guān)系統(tǒng)對(duì)供配電系統(tǒng)中的電力輸送等工作進(jìn)行更加智能的自動(dòng)化控制，使供配電系統(tǒng)整體的穩(wěn)定性得到提高。

利用電氣自動(dòng)化技術(shù)，能夠收集供配電系統(tǒng)運(yùn)行期間的整體數(shù)據(jù)參數(shù)，并通過(guò)分析整體數(shù)據(jù)參數(shù)，準(zhǔn)確地判斷供配電系統(tǒng)的總體工作狀況[1]。由于供配電系統(tǒng)構(gòu)造復(fù)雜，一旦出現(xiàn)故障問(wèn)題，供配電系統(tǒng)的維護(hù)工作會(huì)十分煩瑣，而且存在危險(xiǎn)因素。電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用可以對(duì)供配電系統(tǒng)進(jìn)行整體監(jiān)測(cè)，及時(shí)檢測(cè)有問(wèn)題的電路，并制訂解決辦法，高效解決故障，大大提升了供配電系統(tǒng)的維護(hù)效率，在確保供配電系統(tǒng)安全運(yùn)行的同時(shí)，為電力企業(yè)節(jié)省了大量的人力、物力成本。

1.2 提高供配電系統(tǒng)的調(diào)度工作效率

通常來(lái)說(shuō)，供配電系統(tǒng)包括供電網(wǎng)和配電網(wǎng)以及用戶(hù)內(nèi)部高低配電網(wǎng)。供配電系統(tǒng)的主要基本接線形式包括單回路放射式、單線式和樹(shù)干式以及雙回路放射式、環(huán)式、雙回路干線式等不同的接線形式。供配電系統(tǒng)的規(guī)模大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，再加上地理環(huán)境和氣候等外界因素的影響，供配電系統(tǒng)的運(yùn)行效率受到影響，升級(jí)速度緩慢，還存在供配電系統(tǒng)協(xié)同效果差的問(wèn)題。為了充分發(fā)揮國(guó)家供配電系統(tǒng)的作用，必須對(duì)供配電系統(tǒng)調(diào)度工作進(jìn)行科學(xué)的規(guī)劃。合理安排供配電系統(tǒng)的調(diào)度工作對(duì)提高國(guó)家電力資源的利用率和供配電系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性具有重要意義。

對(duì)供配電系統(tǒng)采取傳統(tǒng)的人工調(diào)度方式需要耗費(fèi)大量的人力、物力，而且會(huì)給維護(hù)工人帶來(lái)安全隱患。利用電氣自動(dòng)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)供配電系統(tǒng)的智能調(diào)度，可以提高供配電系統(tǒng)調(diào)度的工作效率。另外，電氣自動(dòng)化技術(shù)還能實(shí)現(xiàn)各部門(mén)之間有效的信息交流與互聯(lián)，構(gòu)建智能的電網(wǎng)管理系統(tǒng)，提高供配電系統(tǒng)的調(diào)度工作的智能化程度。

1.3 提高供配電系統(tǒng)的運(yùn)行效率

電氣自動(dòng)化技術(shù)通過(guò)合理配置不同地區(qū)的用電需求，可以防止電網(wǎng)供應(yīng)短缺、電源過(guò)量等問(wèn)題。電氣自動(dòng)化技術(shù)能結(jié)合變電站和發(fā)電廠的具體要求，進(jìn)行設(shè)備的自動(dòng)配置，有效地協(xié)調(diào)各類(lèi)設(shè)備資源，從而使整個(gè)供配電系統(tǒng)的運(yùn)行效率得到有效提高。

1.4 優(yōu)化供配電系統(tǒng)的體系架構(gòu)

電氣自動(dòng)化技術(shù)在供配電系統(tǒng)中的運(yùn)用，極大地提升了供配電系統(tǒng)的統(tǒng)一化和數(shù)字化管理水平。電氣自動(dòng)化技術(shù)融合先進(jìn)技術(shù)，并與供配電系統(tǒng)的各部分相融合，在實(shí)現(xiàn)電力供應(yīng)和分配的智能化的基礎(chǔ)上，極大地優(yōu)化了供配電系統(tǒng)的體系架構(gòu)，從而推動(dòng)供配電系統(tǒng)的健康發(fā)展。

2 電氣自動(dòng)化技術(shù)和配電管理現(xiàn)狀

2.1 供配電系統(tǒng)建設(shè)進(jìn)程加快

我國(guó)電力系統(tǒng)工作模式有較大程度的提升，通過(guò)引入各類(lèi)先進(jìn)技術(shù)，可以加速我國(guó)的供配電系統(tǒng)建設(shè)[2]。電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，提高了供配電系統(tǒng)的服務(wù)質(zhì)量，滿足了人們的用電需求，實(shí)現(xiàn)了精準(zhǔn)供電，使得電能輸送的效率提高。目前，我國(guó)電氣自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用已經(jīng)初見(jiàn)成效，實(shí)現(xiàn)了電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值。

2.2 電氣自動(dòng)化技術(shù)提升空間很大

雖然電氣自動(dòng)化技術(shù)在我國(guó)得到推廣，但是自動(dòng)化技術(shù)僅僅在經(jīng)濟(jì)發(fā)展較好的地區(qū)得到廣泛應(yīng)用；個(gè)別地區(qū)經(jīng)濟(jì)水平不高，電氣自動(dòng)化技術(shù)無(wú)法得到有效應(yīng)用。與此同時(shí)，對(duì)工作人員進(jìn)行培訓(xùn)和隊(duì)伍建設(shè)都需要提供一定的資金，由于我國(guó)地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展不均衡，經(jīng)濟(jì)落后地區(qū)缺乏資金培養(yǎng)、引進(jìn)人才，造成電氣自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用效果差，仍存在很大的技術(shù)提升空間。除此之外，我國(guó)配電自動(dòng)化技術(shù)起步較晚，應(yīng)用時(shí)間不足，發(fā)展時(shí)間不長(zhǎng)，與西方發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍有較大差距，但是我國(guó)科技水平發(fā)展迅速，電氣自動(dòng)化技術(shù)的可提升空間很大。

3 電氣自動(dòng)化技術(shù)在供配電系統(tǒng)中的具體使用

3.1 在信息采集中的應(yīng)用

隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)的迅速發(fā)展，數(shù)據(jù)的信息量對(duì)于提高供配電系統(tǒng)技術(shù)水平具有非常重大的意義。當(dāng)前，供配電系統(tǒng)規(guī)模巨大且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，使得數(shù)據(jù)的收集成為各電力企業(yè)工作的難點(diǎn)。在電力信息采集過(guò)程中應(yīng)用電氣自動(dòng)化技術(shù)，能夠自動(dòng)采集供配電系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中的數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)供配電系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，解決信息采集工作較困難的問(wèn)題。電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，還能夠收集和處理供配電系統(tǒng)檢修全流程數(shù)據(jù)，并融合大數(shù)據(jù)技術(shù)、智能分析技術(shù)提高數(shù)據(jù)處理效率[3]?，F(xiàn)階段，在供配電系統(tǒng)中應(yīng)用電氣自動(dòng)化技術(shù)，能夠連接計(jì)算機(jī)等設(shè)備，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)發(fā)電站和變電站，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的智能化傳輸，大大提升供配電系統(tǒng)的整體運(yùn)行效率；可以完善備用系統(tǒng)建設(shè)，避免主系統(tǒng)故障時(shí)，失去對(duì)系統(tǒng)的監(jiān)控。

3.2 在故障檢修中的而應(yīng)用

在供配電系統(tǒng)的維修和檢測(cè)中，電氣自動(dòng)化技術(shù)起到舉足輕重的作用。電力供應(yīng)與分配系統(tǒng)是由許多設(shè)備和模塊組成的復(fù)雜系統(tǒng)，其運(yùn)行過(guò)程中存在許多容易對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生不利影響的因素。如果設(shè)備發(fā)生故障，將直接影響供配電系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)和可靠性。目前，供配電網(wǎng)大多采用人工維修方式，不但維修進(jìn)度緩慢，維修程序煩瑣，而且存在威脅維護(hù)人員人身安全的隱患。在維修時(shí)，往往要關(guān)掉電源，導(dǎo)致電力供應(yīng)中斷，給區(qū)域工業(yè)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失，也會(huì)對(duì)人們的正常生活造成一定影響。

使用電氣自動(dòng)化技術(shù)，可以迅速、精確地發(fā)現(xiàn)供配電系統(tǒng)中存在的各種問(wèn)題，同時(shí)可以保障維修工人的生命財(cái)產(chǎn)安全。另外，電氣自動(dòng)化技術(shù)還能實(shí)時(shí)地收集故障信息，為今后的電網(wǎng)維修提供有力的參考。采用電氣自動(dòng)化技術(shù)，可以模擬各種設(shè)備的故障，以便在出現(xiàn)事故時(shí)能夠?qū)Ρ葘?shí)時(shí)數(shù)據(jù)資料，降低資源的消耗[4]。在維修期間，利用電氣自動(dòng)化技術(shù)可以定位故障點(diǎn)，將監(jiān)測(cè)到的信息反饋給控制中心，大大提升了診斷工作的效率；可以將各種問(wèn)題的信息及時(shí)反饋給維護(hù)人員，使他們可以根據(jù)實(shí)際情況制訂正確的維護(hù)計(jì)劃，這樣既可以節(jié)約維護(hù)成本，又可以縮短檢修周期，提高電力供應(yīng)效率，減少因斷電而帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損耗。

3.3 在供配電監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

在供配電監(jiān)控系統(tǒng)中應(yīng)用電氣自動(dòng)化技術(shù)，能夠監(jiān)測(cè)供配電系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)電力質(zhì)量監(jiān)測(cè)及遠(yuǎn)程測(cè)量等工作。

（1）在電力質(zhì)量監(jiān)測(cè)過(guò)程中合理應(yīng)用電氣自動(dòng)化技術(shù)，可以判斷電力線路的穩(wěn)定性，維護(hù)供配電系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。工作人員可以根據(jù)電氣自動(dòng)化技術(shù)傳遞相關(guān)數(shù)據(jù)，分析干擾供配電系統(tǒng)運(yùn)行的因素，并自動(dòng)向工作人員發(fā)出警報(bào)，及時(shí)讓工作人員對(duì)供配電系統(tǒng)中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行處理，或者強(qiáng)制關(guān)閉公共供配電系統(tǒng)[5]。

（2）在遠(yuǎn)程測(cè)量工作中應(yīng)用電氣自動(dòng)化技術(shù)，工作人員不需要挨家挨戶(hù)抄電表，可以遠(yuǎn)程檢查用戶(hù)用電情況，合理管控用電超標(biāo)的商戶(hù)和居民，既緩解了工作人員的工作壓力，又提高了信息數(shù)據(jù)采集速度。

3.4 在配電網(wǎng)中的應(yīng)用

在配電網(wǎng)中應(yīng)用電氣自動(dòng)化技術(shù)，可以按照不同城市的用電需求，將配電網(wǎng)分為不同的等級(jí)，按照等級(jí)對(duì)城市進(jìn)行供電，解決電網(wǎng)及省級(jí)供配電管控難度高、工作量大的問(wèn)題，并且能夠確定控制重點(diǎn)，提升管理工作水平。將電氣自動(dòng)化技術(shù)與配電網(wǎng)相結(jié)合，并配備專(zhuān)業(yè)調(diào)度及管控部門(mén)，可以提高配電網(wǎng)自動(dòng)化水平，使工作更加高效，保證配電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行，為城市居民、企業(yè)等提供穩(wěn)定電力資源。

4 提高電氣自動(dòng)化技術(shù)在供配電系統(tǒng)中的應(yīng)用效果的對(duì)策

4.1 加強(qiáng)供配電系統(tǒng)的安全管理

為了降低供配電系統(tǒng)故障次數(shù)，延長(zhǎng)使用壽命，要對(duì)電氣自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行安全管理。

（1）隔離故障區(qū)域。若出現(xiàn)永久性故障，首先要對(duì)故障進(jìn)行識(shí)別，然后將有故障的線路進(jìn)行隔離。在供配電系統(tǒng)中，故障判定和恢復(fù)供電是自動(dòng)的，當(dāng)故障被修復(fù)后，饋線斷路器和自動(dòng)重合閘能夠重疊[6]。通過(guò)對(duì)故障位置進(jìn)行判斷，對(duì)故障電流信息進(jìn)行分析，能夠切斷電源，實(shí)現(xiàn)對(duì)故障線路的自動(dòng)隔離。

（2）建立有效的電力分配系統(tǒng)。為了使故障區(qū)域可以盡快恢復(fù)正常供電，可以運(yùn)用徑向饋線為用戶(hù)提供電能，這也是最常用的方式。若電量負(fù)載過(guò)大，可以用饋線互連的方式為用戶(hù)提供備用電源。

（3）加強(qiáng)對(duì)供配電系統(tǒng)的檢查。相關(guān)工作人員需要對(duì)供配電系統(tǒng)內(nèi)部進(jìn)行檢查，保證沒(méi)有任何技術(shù)問(wèn)題，從源頭規(guī)避安全事故。

（4）提升工作人員的應(yīng)急處理能力。如果供配電系統(tǒng)運(yùn)作過(guò)程中出現(xiàn)意外情況，要提升工作人員的應(yīng)變處理能力，立即采取有效措施進(jìn)行處理。技術(shù)人員首先需要切斷電源，對(duì)整體系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)，避免再發(fā)生故障，對(duì)設(shè)備造成損壞[7]。

（5）相關(guān)人員要做好信息保護(hù)工作。相關(guān)人員要避免出現(xiàn)信息非法泄漏情況，加強(qiáng)信息保護(hù)。

（6）保障供配電系統(tǒng)的穩(wěn)定性。供配電系統(tǒng)的安全能夠保證電力系統(tǒng)的正常運(yùn)作。電氣企業(yè)要充分利用電氣自動(dòng)化技術(shù)現(xiàn)對(duì)電廠及其附近的變電站等各種數(shù)據(jù)的自動(dòng)收集和處理，并對(duì)其進(jìn)行統(tǒng)一的分析與控制。為了實(shí)現(xiàn)供配電系統(tǒng)的穩(wěn)定，必須確保電力資源的輸出、變電還有配電等方面的協(xié)調(diào)一致，從而提升供配電的運(yùn)行效益，實(shí)現(xiàn)電力行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[8]。

4.2 配置合理的通信通道

要根據(jù)城市規(guī)劃和客戶(hù)用電需求選擇合適的通信通道，在目前的通信條件和配電自動(dòng)化管理的基礎(chǔ)上，以分層方式配置通信通道，配置過(guò)程中要將資源共享。我國(guó)較常見(jiàn)的通信通道有載波通信、光纖通信、無(wú)線通信、微波通信、有線通信等，通常情況下，高中速通信通道多應(yīng)用于主干線，在試點(diǎn)項(xiàng)目中大多應(yīng)用光纖[9]。

4.3 統(tǒng)一電氣自動(dòng)化設(shè)備的參數(shù)

在供配電系統(tǒng)實(shí)際操作過(guò)程中，電氣自動(dòng)化設(shè)備較多。由于廠家和制造企業(yè)的差異，相關(guān)電氣自動(dòng)化設(shè)備參數(shù)存在較大差異，從而使后續(xù)的供配電系統(tǒng)運(yùn)行管理工作陷入混亂。為了進(jìn)一步提高電氣自動(dòng)化技術(shù)在供配電系統(tǒng)中的應(yīng)用水平，必須根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)和制造相應(yīng)設(shè)備，以滿足電氣自動(dòng)化技術(shù)的相關(guān)要求。在此基礎(chǔ)上，提高不同電氣自動(dòng)化設(shè)備之間的兼容性，從而實(shí)現(xiàn)不同電氣自動(dòng)化設(shè)備之間的數(shù)據(jù)共享。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，電氣自動(dòng)化技術(shù)在供配電系統(tǒng)中應(yīng)用，能夠解決供配電系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中存在的問(wèn)題，提高供配電系統(tǒng)運(yùn)行效率，從而保證供配電系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量。利用電氣自動(dòng)化技術(shù)，可以提高配電網(wǎng)的運(yùn)行能力，為城市提供穩(wěn)定的配電環(huán)境。