配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)及控制模式的分析

黃吳佳

摘要：隨著我國電力系統(tǒng)的快速發(fā)展，配網(wǎng)自動化系統(tǒng)在我國的電力系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。實現(xiàn)電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動化運(yùn)行是保證我國電網(wǎng)安全可靠的前提，而在配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)的發(fā)展過程中，多數(shù)采用的饋線自動化，饋線自動化在實際應(yīng)用過程中存在著一些問題。本文通過介紹配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與特點，研究了饋線自動化控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及控制模式等內(nèi)容，為配網(wǎng)自動化系統(tǒng)在我國電力系統(tǒng)中的應(yīng)用提供了指導(dǎo)作用。

關(guān)鍵字：配網(wǎng)自動化；饋線自動化；故障檢測

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，配網(wǎng)自動化系統(tǒng)中應(yīng)用了越來越多的數(shù)據(jù)通訊、數(shù)據(jù)存儲和電力電子等內(nèi)容，這也就要求配電網(wǎng)自動化的穩(wěn)定性及可靠性要求越來越高。配電網(wǎng)在供電系統(tǒng)中是直接與用戶相接處的，配網(wǎng)自動化是是實現(xiàn)電力系統(tǒng)中信息化、自動化的關(guān)鍵，但在實際的配網(wǎng)自動化過程中仍然存在著一些問題，因此配網(wǎng)自動化受到越來越多用戶的關(guān)注。

1.配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與特點

配網(wǎng)自動化系統(tǒng)在整個系統(tǒng)的管理和控制過程中，是通過各個不同層次的實時通訊進(jìn)行信息的交換來實現(xiàn)的，在配網(wǎng)自動化系統(tǒng)中各個層次之間是相互獨立，但又相互聯(lián)系的，在對電力系統(tǒng)中，對于負(fù)荷較大且較為集中的地方，對供電的可靠性和供電質(zhì)量就需要有更高的要求。配網(wǎng)自動化系統(tǒng)主要完成的功能包括：配網(wǎng)、饋線自動化、配電地理信息、與其他系統(tǒng)的接口、自動抄表等功能。

1.1配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

（1）配電主站層

配電主站層是通過檢查電力系統(tǒng)中的設(shè)備運(yùn)行情況來實現(xiàn)控制功能，主要功能是檢測電力系統(tǒng)的故障，當(dāng)檢測到故障時，及時的判斷故障的位置，及時的進(jìn)行故障隔離，實現(xiàn)短時間內(nèi)停電。

（2）配電子站層

配網(wǎng)子站是連接主站和終端的橋梁，主要功能是一方面實現(xiàn)與主站的通訊，同時將信息反饋給線路末端設(shè)備。

（3）配電終端層

配電終端層是配網(wǎng)系統(tǒng)中的各種開關(guān)等，主要是控制設(shè)備的相關(guān)運(yùn)行情況，并執(zhí)行自動化控制的功能。

1.2配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的特點

配網(wǎng)自動化系統(tǒng)各分層之間通過通訊系統(tǒng)進(jìn)行信息的實時交換，各分層系統(tǒng)結(jié)構(gòu)存在著以下特點：

（1）各層次執(zhí)行不同的功能。在配網(wǎng)自動化過程中，配電主站實現(xiàn)正常情況下的系統(tǒng)故障識別，子站層則是進(jìn)行信息的相互交換，終端層則是進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集并執(zhí)行配電主站的相關(guān)命令。

（2）各層次之間相互協(xié)調(diào)相互配合。配網(wǎng)自動化系統(tǒng)中，配網(wǎng)主站、子站和終端層之間相互連接，各個層次之間相互依存但又相互獨立，缺一不可。

（3）配網(wǎng)自動化實現(xiàn)控制的最優(yōu)化。配網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)用過程中，可以根據(jù)電網(wǎng)的實際用電情況為用戶提供可靠的供電，實現(xiàn)供電質(zhì)量的最優(yōu)化。

2.配網(wǎng)饋線自動化的控制模式

配網(wǎng)自動化系統(tǒng)主要功能是對電力系統(tǒng)的電壓、電流、有功、無工等信息進(jìn)行實時的監(jiān)控，當(dāng)出現(xiàn)故障情況時，可以及時的對故障進(jìn)行識別、定位，并能夠在短時間之內(nèi)實現(xiàn)故障的切除，故障切除后由其他系統(tǒng)及時的供電，恢復(fù)系統(tǒng)的正常工作。在配網(wǎng)自動化系統(tǒng)中，饋線自動化采用的分段式的供電網(wǎng)絡(luò)，在饋線自動化的實現(xiàn)過程中需要一個合格的電網(wǎng)系統(tǒng)才能通過饋線自動化提高供電的可靠性。

電網(wǎng)系統(tǒng)中，饋線自動化實現(xiàn)的條件是：（1）合理的布置電源分布點；（2）具備10KV的主干網(wǎng)架；（3）具備聯(lián)結(jié)的條件。

2.1配網(wǎng)自動化的開關(guān)設(shè)備

在配網(wǎng)自動化系統(tǒng)中，開關(guān)控制是保證供電線路可靠性的重要保證，因此對于開關(guān)的動作特性要求也較高。在開關(guān)控制過程中能夠通過控制器實現(xiàn)開關(guān)的斷開、合閘等，這就需要在整個配網(wǎng)自動化系統(tǒng)中需要設(shè)置保護(hù)、測量裝置及執(zhí)行機(jī)構(gòu)等裝置。隨著現(xiàn)代化的控制要求，在配網(wǎng)自動化系統(tǒng)中僅僅靠開關(guān)設(shè)備來實現(xiàn)電網(wǎng)的檢測及故障隔離是滿足不了用戶的供電需求的。因此，在配網(wǎng)自動化中就需要優(yōu)化電網(wǎng)的電能，采用靈活的控制結(jié)構(gòu)，保證電能能夠最大限度的進(jìn)行利用，降低電能損耗。

2.2配網(wǎng)自動化饋線自動化

配網(wǎng)自動化系統(tǒng)中，饋線自動化是實現(xiàn)配網(wǎng)自動化的重要保證。在配網(wǎng)自動化中，主站層、子站層和終端層的自動化實現(xiàn)都需要饋線自動化才能得以實現(xiàn)，饋線自動化的關(guān)鍵是需要保證通訊的質(zhì)量。各層設(shè)備的可靠性、各層設(shè)備之間的相互通訊質(zhì)量都會影響?zhàn)伨€自動化的質(zhì)量。這就需要配網(wǎng)自動化系統(tǒng)設(shè)備之間分層設(shè)置，分層設(shè)置很好的提高了配網(wǎng)自動化系統(tǒng)各層的可靠性。當(dāng)通訊功能出現(xiàn)故障時，分布設(shè)置的設(shè)備可以自動的切除故障，并能夠?qū)崿F(xiàn)負(fù)荷的轉(zhuǎn)移。因此，在饋線自動化過程中進(jìn)行設(shè)備分層設(shè)置可以減少對通訊設(shè)備的依賴性，可以保證終端設(shè)備的故障信息處理的可靠性。在負(fù)荷轉(zhuǎn)移過程中，主站可以通過預(yù)先的事故分析在線生成符合轉(zhuǎn)帶的列表，從而根據(jù)不同的情況進(jìn)行負(fù)荷的轉(zhuǎn)移，在負(fù)荷轉(zhuǎn)移過程中，通過開關(guān)控制，由主站層進(jìn)行統(tǒng)一的操作，實現(xiàn)負(fù)荷的轉(zhuǎn)帶。

2.3配網(wǎng)最優(yōu)控制模式

配網(wǎng)自動化最優(yōu)控制模式實現(xiàn)了監(jiān)控、管理等功能的一體化，通過通訊系統(tǒng)使得配網(wǎng)自動化系統(tǒng)中之間的設(shè)備相互協(xié)同、相互配合，提高了電能的有效利用，在分層結(jié)構(gòu)過程中，配網(wǎng)的最優(yōu)控制模式應(yīng)為饋線自動化，可以及時的實現(xiàn)對故障信息的監(jiān)督，饋線自動化系統(tǒng)通過通訊功能將配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的主站層、子站層和終端層進(jìn)行了聯(lián)合，主站層通過通信將終端層的開關(guān)設(shè)備聯(lián)合起來。

3.結(jié)論

綜上所述，配網(wǎng)自動化系統(tǒng)在我國的電網(wǎng)系統(tǒng)中具有重要的作用和地位，在配網(wǎng)自動化的結(jié)構(gòu)中應(yīng)以分層分布控制模式作為饋線自動化的最優(yōu)模式，在饋線自動化最優(yōu)模式下，通過配電終端來實現(xiàn)對故障的識別及隔離，在很大的程度上改變現(xiàn)有的配網(wǎng)終端功能，因此，加強(qiáng)饋線自動化在配網(wǎng)自動化中的應(yīng)用，對于提高供電的可靠性，降低供電過程中的能量損耗，符合我國時代的發(fā)展需求。