電力系統(tǒng)配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)技術(shù)措施探討

摘要：配網(wǎng)自動(dòng)化是通過(guò)對(duì)信息化電子技術(shù)、通信技術(shù)等技術(shù)的綜合性運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)配網(wǎng)的實(shí)時(shí)信息、地理信息以及用戶信息的集成化，以打造全面而系統(tǒng)化的電力系統(tǒng)配網(wǎng)自動(dòng)化管理體系，進(jìn)而提高系統(tǒng)監(jiān)測(cè)、運(yùn)行與管理水平。對(duì)此，本文就電力系統(tǒng)配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)技術(shù)措施展開(kāi)了相關(guān)的分析與研究。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng);配網(wǎng)自動(dòng)化;技術(shù)

中圖分類號(hào)：TM76?? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A?? 文章編號(hào)：1672-9129（2020）11-0058-02

如今，我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，人們生活水平也得到大大提高，其對(duì)供電質(zhì)量與可靠性也提出了更高的要求。目前，我國(guó)供電能力還有所不足，且能源技術(shù)難度開(kāi)發(fā)逐步增大，而實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)則可解決該問(wèn)題，主要是由于其具有高效性、可靠性的特點(diǎn)，能大大提高供電質(zhì)量，也能提升供電的可靠性。對(duì)此，首先，我們就電力系統(tǒng)配網(wǎng)自動(dòng)化進(jìn)行相關(guān)概述。

1 電力系統(tǒng)配網(wǎng)自動(dòng)化的基本概述

電力系統(tǒng)配網(wǎng)自動(dòng)化的工作原理為把故障電路和其他電纜、元件等進(jìn)行有效的隔離，針對(duì)非故障區(qū)域可開(kāi)展正常供電，能很好的避免由于局部線路故障而使得大片區(qū)域、整條線路發(fā)生連續(xù)性斷電的情況。電力系統(tǒng)配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)在我國(guó)的起步較晚，然而，其發(fā)展速度比較快，且應(yīng)用范圍也比較廣，其取得了階段性的成果，利于實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)系統(tǒng)的自動(dòng)化[1]。

以中山市古鎮(zhèn)鎮(zhèn)為例，古鎮(zhèn)鎮(zhèn)配電網(wǎng)主要?jiǎng)澐譃槿齻€(gè)片區(qū)：古鎮(zhèn)片、曹步片、海洲片。古鎮(zhèn)鎮(zhèn)配電網(wǎng)設(shè)有10kV公用線路共145條，架空線路總長(zhǎng)為160.97 km，絕緣導(dǎo)線是43.6km，裸導(dǎo)線是117.37km，電纜線路總長(zhǎng)是526km。公用線路聯(lián)絡(luò)率為100%。公用變壓器共1257臺(tái)，總?cè)萘渴?76.39 MVA。

2 配網(wǎng)自動(dòng)化模式

結(jié)合中山市古鎮(zhèn)鎮(zhèn)配電網(wǎng)自動(dòng)化運(yùn)行情況，我們總結(jié)到常見(jiàn)的配網(wǎng)自動(dòng)化模式主要有：

2.1就地控制模式。就地控制模式無(wú)需上傳信號(hào)數(shù)據(jù)給配網(wǎng)主站，因此，無(wú)需使用通信信道，且缺乏具體的算法來(lái)求解出最佳的轉(zhuǎn)供線路，可借助重合閘與分段器兩種設(shè)備來(lái)進(jìn)行控制。等到線路出現(xiàn)故障時(shí)，主要是借助分段器動(dòng)作時(shí)間來(lái)配合重合閘，從而達(dá)到有效隔離故障的效果。等到延長(zhǎng)一段時(shí)間之后，可以恢復(fù)非故障區(qū)域內(nèi)的正常供電。

（1）重合器。重合器主要適用于切合線路故障電流的基本電氣設(shè)備，當(dāng)線路出現(xiàn)故障時(shí)，設(shè)備檢測(cè)到線路電流并超出整定值時(shí)，開(kāi)關(guān)會(huì)跳閘，通過(guò)延時(shí)之后，開(kāi)關(guān)會(huì)再次合上，若電流再次超出整定值，開(kāi)關(guān)會(huì)再次跳閘，但是不會(huì)重合閘，并進(jìn)入到閉鎖狀態(tài)。設(shè)備會(huì)自動(dòng)識(shí)別故障是屬于暫時(shí)性還是永久性故障，若為暫時(shí)性故障，重合之后即可恢復(fù)供電，能大大提高配網(wǎng)供電的可靠性與穩(wěn)定性[3]。然而，不可嘗試多次進(jìn)行重合，極易導(dǎo)致系統(tǒng)受到短路電流的多次性沖擊，最終影響設(shè)備正常的運(yùn)作。

（2）分段器。此設(shè)備主要是和上一級(jí)開(kāi)關(guān)進(jìn)行協(xié)調(diào)配合的，當(dāng)母線或線路無(wú)流無(wú)壓之后就會(huì)自動(dòng)跳閘，此設(shè)備通常不會(huì)切斷短路電流。在此處所涉及到的分段器為電壓-時(shí)間型分段器，且分段器主要包含兩項(xiàng)參數(shù)，即X時(shí)限與Y時(shí)限。電源一側(cè)施加電壓，可通過(guò)分段器監(jiān)測(cè)到存在電壓且達(dá)到一定時(shí)限后會(huì)自動(dòng)合閘，此項(xiàng)操作會(huì)產(chǎn)生時(shí)間延遲，即為X時(shí)限，而故障監(jiān)測(cè)所耗費(fèi)的時(shí)間則為Y時(shí)限。若設(shè)備合閘之后未達(dá)到Y(jié)時(shí)限，且線路又出現(xiàn)失壓，此時(shí)，分段器會(huì)閉鎖啟動(dòng)分閘信號(hào)，即便線路恢復(fù)到正常狀態(tài)，分段器也會(huì)仍舊處于分閘狀態(tài)。線路失壓之后，分段器通過(guò)X時(shí)限之后分段器就會(huì)合閘，若未達(dá)到Y(jié)時(shí)限就會(huì)再次失壓，且分段器會(huì)開(kāi)展閉鎖操作。

2.2集中控制模式。集中控制模式相對(duì)復(fù)雜，其主要是由斷路器與監(jiān)控設(shè)備、各種開(kāi)關(guān)、調(diào)度中心主站和網(wǎng)絡(luò)通信信道進(jìn)行有效的配合，既可采集到各種故障信號(hào)，還要利用相關(guān)的算法計(jì)算出轉(zhuǎn)供的最佳線路，以求盡可能縮小停電的范圍，而全部開(kāi)關(guān)則會(huì)和配電主站進(jìn)行實(shí)時(shí)化通信，而主站主要是采取遙控方法來(lái)處理故障，以求更大程度上減少非故障區(qū)域用戶的停電時(shí)間，如圖1所示。

3 電力系統(tǒng)配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)技術(shù)措施

3.1優(yōu)化系統(tǒng)配網(wǎng)技術(shù)。新時(shí)期，我國(guó)電力系統(tǒng)配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)工作的實(shí)際內(nèi)容主要包括兩個(gè)方面，一個(gè)是對(duì)新設(shè)備的采購(gòu)與配置以及更換陳舊設(shè)備，而從硬件上則是為配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)提供重要的基礎(chǔ);另一個(gè)則是實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)技術(shù)的不斷革新，進(jìn)而優(yōu)化電力系統(tǒng)配網(wǎng)運(yùn)行效率。具體來(lái)講，通過(guò)對(duì)電力系統(tǒng)配網(wǎng)技術(shù)的不斷革新以及對(duì)各種新技術(shù)的科學(xué)應(yīng)用，增設(shè)電力系統(tǒng)配網(wǎng)的故障診斷功能、自我調(diào)節(jié)功能與運(yùn)行監(jiān)測(cè)功能，以保證電力系統(tǒng)配網(wǎng)運(yùn)行模式可以和系統(tǒng)的基本運(yùn)行需求相符[4]。

3.2建立配網(wǎng)硬件支持系統(tǒng)。

其一，應(yīng)用配網(wǎng)自動(dòng)化管理系統(tǒng)中的各個(gè)功能模塊時(shí)，需要構(gòu)建科學(xué)的硬件支持系統(tǒng)，此系統(tǒng)主要包括支持系統(tǒng)與修復(fù)系統(tǒng)。在配網(wǎng)運(yùn)行系統(tǒng)中，硬件支持和修復(fù)系統(tǒng)的良好運(yùn)行能實(shí)現(xiàn)對(duì)潛在故障問(wèn)題開(kāi)展故障診斷、實(shí)時(shí)化監(jiān)測(cè)，以便更好的處理問(wèn)題。也就是說(shuō)，通過(guò)構(gòu)建一定的硬件支持系統(tǒng)把配網(wǎng)管理運(yùn)行模式從以往的人工管理形式向智能化、自動(dòng)化管理方向轉(zhuǎn)變，且系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)各種故障問(wèn)題的自動(dòng)化控制、診斷與優(yōu)化。

其二，硬件支持系統(tǒng)的基本運(yùn)行職責(zé)與效能表現(xiàn)為兩個(gè)層面：1）在配網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行體系中，收集與整理好各個(gè)配置設(shè)備的相關(guān)運(yùn)行參數(shù)和系統(tǒng)各種信息，還要開(kāi)展相關(guān)的數(shù)據(jù)分析操作，以便對(duì)各種潛在的故障問(wèn)題進(jìn)行實(shí)時(shí)化的監(jiān)測(cè)。2）在整個(gè)電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，及時(shí)修復(fù)與解決各種故障問(wèn)題，還要及時(shí)修正好系統(tǒng)信息。

3 .3增設(shè)系統(tǒng)自我診斷功能。當(dāng)前，在整個(gè)電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，配網(wǎng)系統(tǒng)化管理系統(tǒng)雖然可診斷、監(jiān)測(cè)、預(yù)防與控制大多數(shù)的故障問(wèn)題，但是卻并未做到對(duì)自身自動(dòng)化管理系統(tǒng)的故障監(jiān)測(cè)和診斷，再加之多種因素的影響，導(dǎo)致整個(gè)配網(wǎng)自動(dòng)化管理系統(tǒng)出現(xiàn)各種故障，此種故障是不能避免的。對(duì)此，在具體工作過(guò)程中，我國(guó)電力系統(tǒng)配網(wǎng)并未真正實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化管理，應(yīng)為半自動(dòng)化管理系統(tǒng)。針對(duì)此種狀況，需要重視對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)等的應(yīng)用，對(duì)配網(wǎng)自動(dòng)化設(shè)備與自動(dòng)化管理體系開(kāi)展故障的實(shí)時(shí)化監(jiān)測(cè)與診斷，進(jìn)而提升電力系統(tǒng)配網(wǎng)運(yùn)行效率。

3.4強(qiáng)化對(duì)EPON技術(shù)的應(yīng)用。EPON技術(shù)是基于以太網(wǎng)的一種新型光纖接入網(wǎng)技術(shù)，其主要選用點(diǎn)到多點(diǎn)的結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)無(wú)源光纖傳輸，基于以太網(wǎng)之上提供多元化的業(yè)務(wù)。EPON技術(shù)在物理層上選擇PON技術(shù)，而在鏈路層則選擇以太網(wǎng)協(xié)議，主要是借助PON拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)來(lái)接入以太網(wǎng)，如圖2所示。由此可見(jiàn)，EPON技術(shù)綜合了PON技術(shù)與以太網(wǎng)技術(shù)的基本優(yōu)勢(shì)，即帶寬高、成本低、擴(kuò)展性強(qiáng)，還能實(shí)現(xiàn)快速而靈活的服務(wù)充足，且與以太網(wǎng)具有高度的兼容性，也能進(jìn)行很好的管理。

1）主站層通信的應(yīng)用。EPON技術(shù)的具體應(yīng)用主要表現(xiàn)在主站層通信層面，而主站層主要指監(jiān)控管理與離線管理而有機(jī)融合的系統(tǒng)，其核心工作為監(jiān)督與管理配網(wǎng)的各個(gè)環(huán)節(jié)，加強(qiáng)對(duì)配電網(wǎng)設(shè)備的合理性管控，主要是借助配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)來(lái)整合和收集各種信息、數(shù)據(jù)，進(jìn)而確保配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的安全性、集成性與可靠性。

2）變電所子站通信的應(yīng)用。在配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)系統(tǒng)之中所產(chǎn)生信息與數(shù)據(jù)的具體傳輸路徑為變電所子站通信系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要是借助光線路終端的內(nèi)部結(jié)構(gòu)把其接入到配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)終端的服務(wù)器上，讓各個(gè)變電所子站系統(tǒng)中的內(nèi)局域網(wǎng)進(jìn)行連接。此外，借助采集服務(wù)器通信技術(shù)與調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)來(lái)開(kāi)展自動(dòng)化操作。把變電所子站通信系統(tǒng)接入到光纖網(wǎng)絡(luò)之中，主要是把光纖線路的終端安裝到子站之中。與此同時(shí)，配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)會(huì)伴隨著通信技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的創(chuàng)新而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型和升級(jí)。另外，由于整個(gè)配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)將來(lái)會(huì)進(jìn)行改造升級(jí)與擴(kuò)容，因此，使用EPON技術(shù)時(shí)，應(yīng)提前預(yù)留好光功率的裕量，以便滿足配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的實(shí)際要求。

結(jié)語(yǔ)：綜上所述，電子系統(tǒng)配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)的開(kāi)展，標(biāo)志著我國(guó)電力系統(tǒng)正朝著智能化、全面化與自動(dòng)化方向發(fā)炸?？梢?jiàn)，電力系統(tǒng)配電自動(dòng)化系統(tǒng)的合理化建設(shè)對(duì)于電力企業(yè)發(fā)展意義重大。因此，在電力企業(yè)運(yùn)行過(guò)程中，應(yīng)重視對(duì)電力自動(dòng)化技術(shù)的不斷探索，充分提高系統(tǒng)自動(dòng)化水平，從而推動(dòng)電力產(chǎn)業(yè)的不斷進(jìn)步。

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作者簡(jiǎn)介：劉霞飛，1972年12月，男，漢，湖南省常德市，大專，研究方向：電氣自動(dòng)化。