基于配網(wǎng)管理的饋線自動化應(yīng)用

郭浩

摘要：配電網(wǎng)饋線自動化技術(shù)在信息化技術(shù)基礎(chǔ)上得以發(fā)展，近些年來我國信息化水平的不斷提升促進(jìn)了配電網(wǎng)饋線自動化技術(shù)的進(jìn)步，因此，其應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。人們對配電網(wǎng)方面的要求越來越高，所以十分有必要對配電網(wǎng)饋線自動化進(jìn)行深入研究，進(jìn)而做到供電質(zhì)量的有效提升。本文探討的重點內(nèi)容是配電網(wǎng)饋線自動化的研究和設(shè)計，在梳理現(xiàn)階段我國配電網(wǎng)饋線自動化發(fā)展?fàn)顩r的基礎(chǔ)上，提出自動化技術(shù)解決方案，期望提升我國配電網(wǎng)饋線自動化技術(shù)的應(yīng)用水平。

關(guān)鍵詞：配網(wǎng)管理;饋線自動化;應(yīng)用

1 引言

隨著我國電力系統(tǒng)建設(shè)的不斷加速，配網(wǎng)結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜化，配電設(shè)備也越來越多樣化，且配電系統(tǒng)運行環(huán)境較為惡劣，存在大量的諧波源、三相不平衡、電壓閃變污染等問題，配電系統(tǒng)運營與維護(hù)面臨嚴(yán)峻考驗?；诖?，配網(wǎng)自動化引起了廣泛關(guān)注，電力系統(tǒng)已開始試點使用配電自動化技術(shù)。饋線是連接各配電網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的重要線路，是配網(wǎng)建設(shè)的重要組成部分。通過饋線自動化建設(shè)，能實時監(jiān)控配電線路運行情況，及時發(fā)現(xiàn)饋線故障并實現(xiàn)自動化隔離、診斷與恢復(fù)供電，實現(xiàn)配電網(wǎng)運行監(jiān)控的自動化控制，從而達(dá)到提高供電可靠性和電能質(zhì)量的目的，實現(xiàn)配電系統(tǒng)的高質(zhì)量、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運行。

2 概述配電網(wǎng)饋線自動化

配電網(wǎng)饋線自動化系統(tǒng)屬于一種在集成化通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上構(gòu)建的配電裝置，通過測量技術(shù)、自動控制技術(shù)和傳感器達(dá)成保證電網(wǎng)運行安全的目的，可切實提升配電網(wǎng)的實際工作效率和質(zhì)量。安全性高、穩(wěn)定性強(qiáng)和耗能少是配電網(wǎng)饋線自動化的基本特征，所以說配電網(wǎng)饋線自動化系統(tǒng)屬于現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)的重要產(chǎn)物。當(dāng)前階段隨著我國信息技術(shù)水平的提升，各類自動化信息控制技術(shù)被積極應(yīng)用于配電網(wǎng)饋線自動化系統(tǒng)之中，電力資源的利用率大幅度提升，而且有利于成本的降低。綜合來看配電網(wǎng)饋線自動化系統(tǒng)集合了各類信息系統(tǒng)，其信息處理得以優(yōu)化，進(jìn)而電力資源利用的科學(xué)合理性大幅度提升，于我國配電網(wǎng)饋線自動化系統(tǒng)的良好運行有積極意義。

3 饋線自動化技術(shù)在配電網(wǎng)中的功能

3.1 監(jiān)測運行狀態(tài)

通過饋線自動化的監(jiān)測設(shè)備進(jìn)行電網(wǎng)電路的實時監(jiān)測，實時的對電路供電的電壓變化以及其他變化進(jìn)行信息的收集和反饋，能夠很大程度上提升電力工作人員對故障位置的確定，當(dāng)然現(xiàn)在隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，饋線自動化監(jiān)測技術(shù)不斷的提升，其智能化程度不斷提高，對于電路的監(jiān)測能力也不斷的增強(qiáng)，能夠更好的為電網(wǎng)進(jìn)行監(jiān)測服務(wù)及時發(fā)現(xiàn)定位故障線路進(jìn)行故障位置信息的反饋。

3.2 故障隔離、供電保障

配電網(wǎng)饋線自動化技術(shù)能夠及時的將電網(wǎng)的故障部分進(jìn)行隔離，防止其影響到更大的區(qū)域。配電網(wǎng)饋線自動化的隔離功能對于整個電網(wǎng)系統(tǒng)來說是非常重要的，對電力系統(tǒng)的發(fā)展和擴(kuò)張有著非常關(guān)鍵的作用，也對用戶電能質(zhì)量的提升，有著較為明顯的作用。

4 探討配電網(wǎng)饋線自動化技術(shù)解決對策

4.1 分層解決策略

使用分層解決策略需要遵循相應(yīng)的原則，因為分層處理策略之間具有相應(yīng)的關(guān)聯(lián)性，所以應(yīng)用分層處理策略時需要提前了解掌握配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)的分層結(jié)構(gòu)。通常而言可將分層處理策略分為以下幾個部分：首先，借助配電終端有效監(jiān)測和識別相應(yīng)的故障;其次，以配電站子站為輻射中心，利用分層處理策略達(dá)成配電網(wǎng)饋線自動化有效處理與合理管控的目的;最后，確定配電站主站為調(diào)配中心，借助分層處理策略開展全局性的系統(tǒng)管理和網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化，此種模式的層次性相對較高。

4.2 非故障區(qū)域恢復(fù)供電

配網(wǎng)饋線故障發(fā)生后，可將故障區(qū)域分為故障區(qū)域和失電區(qū)域，根據(jù)失電區(qū)域相對于故障區(qū)域的位置，可將失電區(qū)域劃分為電源直連電氣區(qū)域和孤立失電區(qū)域，即故障區(qū)域上游為直連電氣區(qū)域，下游為孤立失電區(qū)域。針對由單個開關(guān)分閘引起的饋線故障，通過故障節(jié)點開關(guān)合閘操作即可恢復(fù)，且電源直連區(qū)域?qū)儆谡９╇姷囊徊糠?，不存在?fù)荷不足的問題。而針對由多級開關(guān)分閘引起的饋線故障，在電源直連區(qū)域恢復(fù)供電時，僅對單個開關(guān)進(jìn)行合閘處理無法實現(xiàn)供電恢復(fù)，可依據(jù)就近原則，先對每個開關(guān)的狀態(tài)進(jìn)行檢測，根據(jù)故障節(jié)點分閘位置，依次對分閘開關(guān)進(jìn)行合閘操作，從而確?；謴?fù)供電的可靠性和穩(wěn)定性。針對失電區(qū)域的供電恢復(fù)，需要明確其聯(lián)絡(luò)開關(guān)的數(shù)量和線路。例如，在一進(jìn)二出環(huán)網(wǎng)柜母線柜發(fā)生故障時，如兩個出線分別出現(xiàn)孤立失電區(qū)域，則可通過配電終端獲取該節(jié)點聯(lián)絡(luò)線和失電區(qū)域內(nèi)聯(lián)絡(luò)開關(guān)數(shù)量，并根據(jù)自動化系統(tǒng)預(yù)設(shè)條件，重構(gòu)配電結(jié)構(gòu)，對聯(lián)絡(luò)開關(guān)進(jìn)行合閘操作，從而實現(xiàn)失電區(qū)域的恢復(fù)供電。此外，為確保失電區(qū)域電源能夠滿足失電區(qū)域供電需求，在配網(wǎng)規(guī)劃和設(shè)計時，應(yīng)結(jié)合配網(wǎng)區(qū)域用電需求計算其容量，確定饋線最小負(fù)荷和最大負(fù)荷。在多電源供電的情況下，應(yīng)根據(jù)失電區(qū)域用電負(fù)荷，優(yōu)先選擇負(fù)荷均衡度高的作為電源，降低失電區(qū)域接入對配網(wǎng)的影響。

4.3 智能分布型饋線自動化技術(shù)

智能分布型饋線自動化與就地型饋線自動化的最大區(qū)別在于自動化終端相互之間存在通信關(guān)系并可進(jìn)行信息共享，通過拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和開關(guān)量信息共享，實現(xiàn)線路故障就地快速切除與自動恢復(fù)。結(jié)合以下簡單拓?fù)淠Ｐ蛯χ悄芊植夹宛伨€自動化動作邏輯進(jìn)行分析。正常運行方式下各自動化斷路器狀態(tài)如圖2所示，且DTU之間、DTU與站內(nèi)過程層網(wǎng)絡(luò)之間進(jìn)行信息共享，實現(xiàn)以下幾個功能：（1）網(wǎng)絡(luò)差動保護(hù)：通過電流信息的傳遞和差值運算，實現(xiàn)線路故障就地快速切除;（2）網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浔Ｗo(hù)：通過拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和開關(guān)量信息共享，實現(xiàn)線路故障就地快速切除;（3）對等式備自投：不依賴于主站，通過網(wǎng)絡(luò)共享環(huán)內(nèi)各開關(guān)的狀態(tài)和保護(hù)動作信息，判定故障已隔離后合上開環(huán)點開關(guān)實現(xiàn)自愈。

4.4 供電控制結(jié)果判定

在失電區(qū)域恢復(fù)供電后，系統(tǒng)可根據(jù)是直連電氣區(qū)域還是孤立失電區(qū)域，配電終端和狀態(tài)信息及合閘動作返回結(jié)果進(jìn)行綜合性分析，如兩者結(jié)果一致，則饋線自動化控制動作完成，如未成功，則可判定為自動化控制失敗，應(yīng)及時聯(lián)系電力維修人員現(xiàn)場查明原因。

5 結(jié)束語

隨著中國經(jīng)濟(jì)、社會的快速發(fā)展，人們生活水平的日益提高，對配電網(wǎng)的供電質(zhì)量需求也將越來越高。伴隨著科技的不斷進(jìn)步，計算機(jī)以及通信技術(shù)的大發(fā)展，全球5G移動通信時代已經(jīng)來臨，我國5G的建設(shè)、應(yīng)用和推廣均處于世界領(lǐng)先地位，為智能配電網(wǎng)的發(fā)展奠定了堅實的技術(shù)基礎(chǔ)。未來饋線自動化系統(tǒng)將不再受高額通信成本的制約，向著更加智能化、信息化、數(shù)字化的方向發(fā)展，為我國更多地區(qū)提供強(qiáng)有力的電力供應(yīng)保障，為建設(shè)現(xiàn)代化國家提供強(qiáng)有力的支持。

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