10kV 配電網(wǎng)系統(tǒng)自動(dòng)化關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)分析

鄭偉權(quán)

（ 廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司中山供電局，廣東 中山528400）

隨著當(dāng)前用電需求的不斷升高， 人們對(duì)于電能的質(zhì)量要求也越來越高，作為供電企業(yè)如何滿足各方的用電需求，同時(shí)提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性已經(jīng)成為當(dāng)前亟待解決的問題。 近年來，我國科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展，配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，這為供電企業(yè)的發(fā)展帶來了新的契機(jī)，不僅能夠保證電力供應(yīng)的可靠性，還能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電力的有效監(jiān)管，從而為社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定發(fā)展提供了可靠保障。

1 10kV 配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)及其基本功能

1.1 概述

所謂配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)，就是以信息技術(shù)為基礎(chǔ)，然后再與電力行業(yè)相結(jié)合， 從而構(gòu)建出來的一種自動(dòng)化控制系統(tǒng)。 在該系統(tǒng)運(yùn)行的過程中，能夠有效的收集相關(guān)數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)整理和存儲(chǔ)，從而可以保障電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。 除此之外，還可以應(yīng)用在數(shù)據(jù)處理當(dāng)中， 從而能夠?yàn)殡娏φ{(diào)度人員提供數(shù)據(jù)資料， 為相關(guān)決策提供參考。 對(duì)于配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)來說，能夠分成兩個(gè)部分：一是控制部分，可以使用PLC 可編程控制器，然后再將數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，再經(jīng)過處理之后存入到一級(jí)和二級(jí)系統(tǒng)所規(guī)定的接口DB 模塊當(dāng)中， 再由數(shù)據(jù)采集服務(wù)器通過調(diào)用OPC 組建來進(jìn)一步獲取PLC 和DB 模塊當(dāng)中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)。 除此之外， 為了能夠在最大程度上保證數(shù)據(jù)的安全性，還需要在一級(jí)和二級(jí)系統(tǒng)當(dāng)中設(shè)置網(wǎng)關(guān)，從而隔離網(wǎng)絡(luò)，并且提供數(shù)據(jù)過濾和基礎(chǔ)的防火墻功能，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)電力設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的自動(dòng)控制；二是顯示部分，這一部分主要使用了文本顯示器和觸摸屏等設(shè)備，然后負(fù)責(zé)將PLC 模塊的引入和時(shí)間設(shè)置進(jìn)行控制，從而簡化相應(yīng)的運(yùn)營和維護(hù)工作，并且具有非常好的穩(wěn)定性，同時(shí)能夠?yàn)榍岸说母鱾€(gè)應(yīng)用提供更加可靠的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)平臺(tái)，能夠?qū)㈥P(guān)鍵數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)通過合理的備份策略被定期備份在物理磁帶之上，這樣能夠更好的保證所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)安全性。

1.2 基本功能

配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)通過對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控， 可以為相關(guān)部門開展管理工作提供可靠的數(shù)據(jù)資料，從而能夠保障電力系統(tǒng)調(diào)度的精確性。 在配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)當(dāng)中，其功能配置可以一共分為三個(gè)層次，即數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)消息總線和統(tǒng)一訪問接口、五類應(yīng)用功能。 其中，五類應(yīng)用功能主要包括了以下幾個(gè)方面：一是運(yùn)行監(jiān)視功能。 此功能能夠通過可視化技術(shù)，讓相關(guān)人員能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)的實(shí)際狀態(tài)和信息更加詳細(xì)的了解，并且還可以進(jìn)行監(jiān)控和綜合展示。 二是操作與控制功能。 可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)的所有設(shè)備進(jìn)行操作控制，主要使用硬接線方式來連接設(shè)備和計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，而數(shù)字化變電站則通常使用數(shù)據(jù)通信方式；三是信息綜合分析與智能警告。 此功能主要是通過對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行中出現(xiàn)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和綜合分析，還可以對(duì)出現(xiàn)的故障進(jìn)行分析， 并且提供相應(yīng)的故障簡報(bào)和信息，從而逐步實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，通過系統(tǒng)的異常預(yù)警功能、管理和運(yùn)行的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)來提升系統(tǒng)功能的綜合應(yīng)用水平；四是運(yùn)行管理。 可以通過人工錄入或者系統(tǒng)交互等方法來建立一個(gè)更加完善的基礎(chǔ)信息系統(tǒng)， 實(shí)現(xiàn)對(duì)電力設(shè)備運(yùn)行、操作和維護(hù)等工作的標(biāo)準(zhǔn)化管理。 除此之外，還可以通過檢測(cè)系統(tǒng)中的信號(hào)回路是否完整，直流動(dòng)力和操作等情況進(jìn)行更加全面的監(jiān)測(cè)。 五是輔助應(yīng)用。 通過相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)化接口和信息交互可以對(duì)電力系統(tǒng)中相關(guān)輔助設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控和管理。

2 10kV 配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)

2.1 線損管理及技術(shù)

2.1.1 線損管理

隨著當(dāng)前科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展， 已經(jīng)能夠應(yīng)用這一系統(tǒng)的線損管理平臺(tái)來對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行準(zhǔn)確收集，并且還能夠?qū)ο鄳?yīng)信息進(jìn)行分析、查詢和計(jì)算，從而更好的了解當(dāng)前的線損情況。 現(xiàn)階段，我國10kV 的線損管理大多是根據(jù)有效的供電區(qū)域來分區(qū)域計(jì)算， 在使用相應(yīng)的系統(tǒng)與歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，最后制定出相應(yīng)的補(bǔ)償方案。 除此之外，還可以利用線損管理系統(tǒng)對(duì)此方案進(jìn)行驗(yàn)證。

2.1.2 節(jié)能降損技術(shù)

現(xiàn)階段，為了能夠降低線路的能量損耗，進(jìn)一步提升電能的使用效率，我們可以使用以下幾種方法：一是進(jìn)一步優(yōu)化當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)， 將供電線路的長短和線損成正比作為優(yōu)化的依據(jù)。 為了能夠優(yōu)化電網(wǎng)布局，在計(jì)算供電線路距離的時(shí)候必須要以用戶的需求作為依據(jù)， 再將城市未來的規(guī)劃納入到其中，然后根據(jù)變壓器來調(diào)節(jié)相應(yīng)的電壓， 實(shí)現(xiàn)將線損降低到做?。欢呛侠淼恼{(diào)整線路運(yùn)行電壓，一般情況在，高壓配電網(wǎng)的輸送容量會(huì)保持不變， 那么電流和電壓將不會(huì)保持正比關(guān)系，因而需要進(jìn)一步對(duì)運(yùn)行電壓進(jìn)行合理調(diào)整，再提升力率，以便于降低線損；三是選取合適的導(dǎo)線截面，一般情況下，導(dǎo)線截面面積越大，那么線損也會(huì)越高，因而需要選取最合適的導(dǎo)線截面面積來達(dá)到降低線損的目的；四是加強(qiáng)無功補(bǔ)償，這種方法能夠降低當(dāng)前電網(wǎng)的功率，在降低線損的同時(shí)，還能夠保證電網(wǎng)的質(zhì)量。

2.2 10kV 配電網(wǎng)合環(huán)運(yùn)行及技術(shù)

2.2.1 環(huán)形接線模式配電網(wǎng)合環(huán)運(yùn)行模式環(huán)形接線模式合環(huán)運(yùn)行就是由變電站的一條出現(xiàn)來環(huán)接多個(gè)環(huán)網(wǎng)站或者開閉后再回到本站的另一條出現(xiàn)，最終形成一個(gè)完整的閉環(huán)將不同的變電站之間聯(lián)系到一起。

2.2.2 多端口換流系統(tǒng)配電網(wǎng)合環(huán)運(yùn)行模式

以四端口裝置為例， 通常是由四個(gè)端口和公共直流母線共同構(gòu)成，通過四端口柔性直流接口裝置將A 變Ⅰ段、Ⅱ段母線和B 變Ⅰ段、Ⅱ段進(jìn)行連接，從而能夠?qū)崿F(xiàn)合環(huán)運(yùn)行。 一般情況下，這種運(yùn)行模式擁有十分靈活的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，能夠根據(jù)當(dāng)前負(fù)荷的實(shí)際需求構(gòu)成任意的聯(lián)絡(luò)式結(jié)構(gòu)，這樣能夠?qū)Ω鱾€(gè)母線之間的潮流進(jìn)行有效分配，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)潮流的優(yōu)化。

在使用應(yīng)用這種技術(shù)時(shí)， 必須要要將經(jīng)濟(jì)最優(yōu)作為運(yùn)行的目標(biāo)，再將不同的母線之間的潮流做到合理的分配，以便于對(duì)相應(yīng)的負(fù)荷進(jìn)行有效均衡。 一旦電網(wǎng)中出不良故障， 能夠以故障信息和差動(dòng)保護(hù)作為基本原理來對(duì)故障進(jìn)行有效隔離。

2.3 10kV 配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)通信技術(shù)及運(yùn)用

在配電網(wǎng)自動(dòng)化自動(dòng)當(dāng)中，通信技術(shù)是一項(xiàng)重要組成部分，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)各個(gè)分部數(shù)據(jù)信息之間的處理、命令、發(fā)送和存儲(chǔ)，這項(xiàng)技術(shù)也是各個(gè)層面之間和層面內(nèi)部功能實(shí)現(xiàn)的重要保障。因此，通信系統(tǒng)需要具有快速、安全和可靠的特點(diǎn)，并且在停電的時(shí)候也可以正常運(yùn)行，在進(jìn)入到平臺(tái)之后，相關(guān)人員只需要輸入自己的賬號(hào)和密碼就可以登錄到系統(tǒng)當(dāng)中，從而了解系統(tǒng)當(dāng)中的信息，尋找自己所需要的資料，從而能夠?qū)崿F(xiàn)快速分析和處理數(shù)據(jù)，一方面能夠?qū)﹄娋W(wǎng)中的系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程維護(hù)，還能夠改善電網(wǎng)中的電能質(zhì)量，以便于提升用戶的用電指標(biāo)。

在該系統(tǒng)中，需要使用單模光纖來連接主站和子站，并且還需要通過以太網(wǎng)來進(jìn)行連接。 而子站和變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)、FTV 之間則需要使用網(wǎng)線，除了權(quán)力中心之外，還應(yīng)該在其余所有的站點(diǎn)都安裝網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，并且需要讓不同站點(diǎn)之間相關(guān)單位的所有業(yè)務(wù)都能夠通過這臺(tái)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)來進(jìn)行連接，再通過交換機(jī)根據(jù)不同的站點(diǎn)業(yè)務(wù)對(duì)VLAN 進(jìn)行劃分，并且還需要通過Trunk 口來連接業(yè)務(wù)和站點(diǎn)用戶的端口， 從而將數(shù)據(jù)信息傳送到權(quán)力中心， 在第三層交換機(jī)的支持之下， 可以實(shí)現(xiàn)VLAN 的通信， 同時(shí)再通過ACL 還能夠使得VLAN 進(jìn)行隔離。就二級(jí)單位來說，由于其辦公場(chǎng)所通常不會(huì)設(shè)置相應(yīng)的通信裝置，因而可以通過對(duì)非管網(wǎng)二級(jí)交換機(jī)進(jìn)行合理設(shè)置，從而實(shí)現(xiàn)變電站機(jī)房和主站的連接。

3 結(jié)論

綜上所述， 配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的布設(shè)主要是為了能夠更好的保障電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)，也是供電企業(yè)管理者為人民和社會(huì)提供服務(wù)的一項(xiàng)重要手段。 因此，隨著當(dāng)前科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，為了能夠進(jìn)一步發(fā)揮出配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的先進(jìn)功能和重要價(jià)值，應(yīng)該不斷引入更加先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，并且在建設(shè)電力系統(tǒng)的同時(shí)，還應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)技術(shù)和管理方面的研究，從而使得我國配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的建設(shè)和管理都能夠獲得新的發(fā)展，更好的為人民提供服務(wù)。