基于電力工程配網(wǎng)自動(dòng)化的實(shí)踐路徑探析

文/劉培平（廣東省潮州市湘橋供電局）

配網(wǎng)自動(dòng)化是電力工程建設(shè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是利用先進(jìn)技術(shù)手段對(duì)配電網(wǎng)進(jìn)行離線與在線的智能化監(jiān)控管理，有效保障配電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的穩(wěn)定，減少電力故障處理時(shí)間，對(duì)提高配電系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性發(fā)揮了重要作用。自動(dòng)化的輸電模式能夠?qū)⒊鞘杏秒娋W(wǎng)格化，電網(wǎng)間可以在計(jì)算機(jī)智能控制的情況下保證協(xié)調(diào)工作，并且根據(jù)用電需求對(duì)不同的網(wǎng)格輸送不同的電量，提升了地區(qū)用電的質(zhì)量與效率。

一、配網(wǎng)自動(dòng)化存在的主要問(wèn)題

（1）自動(dòng)化改造不合理。配電網(wǎng)自動(dòng)化對(duì)于主站、設(shè)備、通信、實(shí)現(xiàn)方式等要求較高，必須由專業(yè)設(shè)計(jì)和施工單位進(jìn)行規(guī)劃與改造。配電網(wǎng)網(wǎng)架規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)采取模板式設(shè)計(jì)，往往忽略了地理環(huán)境、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、管理模式等因素，導(dǎo)致后期改造施工容易出現(xiàn)設(shè)計(jì)與施工不符的情況。（2）關(guān)鍵技術(shù)存在短板。配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)的安全性、穩(wěn)定性，直接影響到整個(gè)電力系統(tǒng)的可靠性以及設(shè)備的利用率，包括通訊方式、網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)、控制電源等。此外，地理環(huán)境對(duì)于配網(wǎng)自動(dòng)化的影響也較大，電站設(shè)備大多在戶外環(huán)境中使用，對(duì)于開(kāi)關(guān)控制電源、操作電源提取等技術(shù)要求高，加上我國(guó)配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)開(kāi)發(fā)商比較少且技術(shù)仍然處于發(fā)展階段，目前還不能充分滿足現(xiàn)實(shí)需求。（3）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)缺乏合理性。電力企業(yè)在設(shè)計(jì)配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的過(guò)程中，設(shè)計(jì)內(nèi)容缺乏大局觀，主站與控制端不匹配的情況時(shí)有發(fā)生。電路設(shè)備之間出現(xiàn)沖突，使供電通道的容量難以滿足實(shí)際的用電需求。個(gè)別電力企業(yè)為追求經(jīng)濟(jì)利益，設(shè)計(jì)過(guò)程中沒(méi)有將電力供給的安全性給予充足的重視，或者盲目將自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用在老化的配電網(wǎng)當(dāng)中，使得當(dāng)前配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)不合理。

二、配網(wǎng)自動(dòng)化設(shè)計(jì)策略

（1）節(jié)點(diǎn)互聯(lián)設(shè)計(jì)。從現(xiàn)有配電網(wǎng)建設(shè)情況看，普遍采用饋線、變壓器以及變電站等設(shè)計(jì)方式，每個(gè)地區(qū)的饋線子網(wǎng)存在很多節(jié)點(diǎn)，每個(gè)機(jī)電采取一個(gè)管理節(jié)點(diǎn)，使得節(jié)點(diǎn)之間互相聯(lián)系進(jìn)而實(shí)現(xiàn)通信。但對(duì)配電網(wǎng)而言，不同變電站之間的節(jié)點(diǎn)不能實(shí)現(xiàn)聯(lián)系，必須在同一個(gè)變電站才能實(shí)現(xiàn)各節(jié)點(diǎn)之間的聯(lián)系。自動(dòng)化設(shè)計(jì)可以使得電力系統(tǒng)運(yùn)行節(jié)點(diǎn)之間互相聯(lián)系，再進(jìn)行不同饋線子網(wǎng)之間節(jié)點(diǎn)通訊，首個(gè)子站就是饋線子網(wǎng)里的進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)控制的節(jié)點(diǎn)，這個(gè)節(jié)點(diǎn)可以對(duì)其余各個(gè)節(jié)點(diǎn)中的信息進(jìn)行記錄，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)通信，能夠高效的提升電網(wǎng)的運(yùn)行效率。（2）中繼技術(shù)設(shè)計(jì)。電網(wǎng)NDLC的中繼節(jié)點(diǎn)能夠?qū)崿F(xiàn)各種信息之間的接受以及轉(zhuǎn)發(fā)功能，此特點(diǎn)可以在自動(dòng)設(shè)計(jì)中應(yīng)用中繼技術(shù)對(duì)信息實(shí)現(xiàn)有效地處理。在電網(wǎng)配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，為減少信息在傳遞過(guò)程中產(chǎn)生失真的情況，可以在NDLC的中繼節(jié)點(diǎn)中設(shè)計(jì)數(shù)字信號(hào)，利用智能數(shù)字模式提升信息傳輸?shù)谋Ｕ媛?、穩(wěn)定性。此外，中繼技術(shù)可以使節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行信息傳遞，打破傳統(tǒng)傳輸方式的限制，保障電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的有效通訊。（3）自動(dòng)調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)。配網(wǎng)自動(dòng)化具備智能分析診斷功能，對(duì)配網(wǎng)的負(fù)荷率、峰谷差等進(jìn)行電量預(yù)測(cè)、短期負(fù)荷預(yù)測(cè)、長(zhǎng)期負(fù)荷預(yù)測(cè)，并根據(jù)預(yù)測(cè)情況進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，達(dá)到電力“削峰填谷”目的。配網(wǎng)自動(dòng)化要增強(qiáng)對(duì)現(xiàn)代電力系統(tǒng)的自我診斷功能，還要強(qiáng)化與用戶進(jìn)行實(shí)時(shí)、雙向信息交流，隨時(shí)掌握用戶的用電需求，并依據(jù)用電需求調(diào)整網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

三、配網(wǎng)自動(dòng)化在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用

（1）優(yōu)化環(huán)網(wǎng)柜控制。環(huán)網(wǎng)柜是配網(wǎng)中的重要元件，對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化控制和布局，可以保證供電可靠性，有效提高運(yùn)行效率。目前環(huán)網(wǎng)柜大量應(yīng)用于居民小區(qū)的供電，在運(yùn)行中時(shí)有故障發(fā)生，往往造成局部地區(qū)大范圍停電，而故障發(fā)生普遍原因是負(fù)荷電流與柜內(nèi)負(fù)荷開(kāi)關(guān)不匹配。配電自動(dòng)化技術(shù)可在環(huán)網(wǎng)柜內(nèi)安裝智能開(kāi)關(guān)，運(yùn)用智能開(kāi)關(guān)高靈敏度、可自動(dòng)設(shè)置的功能，使環(huán)網(wǎng)柜按照當(dāng)前的負(fù)荷進(jìn)行調(diào)控，為居民的可靠用電提供有力保障。（2）集成處理配網(wǎng)信息。城市配網(wǎng)的運(yùn)行規(guī)模隨城市建設(shè)在逐漸擴(kuò)大，產(chǎn)生的各類信息隨同增長(zhǎng)，采用自動(dòng)化技術(shù)對(duì)配網(wǎng)信息進(jìn)行集成處理尤為必要。集成處理信息可從以下思路進(jìn)行:一是對(duì)所有監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)采集、統(tǒng)計(jì)與展示，使運(yùn)維人員全面掌握當(dāng)前電網(wǎng)運(yùn)行情況。二是強(qiáng)化配電網(wǎng)動(dòng)態(tài)感知及預(yù)警機(jī)制，利用機(jī)器智能化學(xué)習(xí)技術(shù)，對(duì)設(shè)備當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)開(kāi)展分析評(píng)估，并預(yù)測(cè)設(shè)備未來(lái)運(yùn)行狀態(tài)，為配網(wǎng)運(yùn)維人員的調(diào)控決策提供輔助。通過(guò)深度挖掘配網(wǎng)信息數(shù)據(jù)，可以有效發(fā)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行的關(guān)鍵信息，可對(duì)關(guān)鍵信息的直接相關(guān)性進(jìn)行分析，提前預(yù)警可能出現(xiàn)的缺陷及故障。（3）用電管理智能化。利用配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)用電管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、通信功能，分析客戶用電數(shù)據(jù)，掌握客戶用電的時(shí)序性，了解客戶用電的具體情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)竊電與偷電等異常情況。監(jiān)控用戶側(cè)電壓水平，科學(xué)分布與布置無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備，降低電力網(wǎng)絡(luò)損耗，提高用電質(zhì)量與配網(wǎng)運(yùn)行效率。根據(jù)客戶的用電規(guī)律，智能安排網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行方式與潮流分布，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)的智能化管理。通過(guò)以上功能的實(shí)現(xiàn)，配網(wǎng)運(yùn)維部門能在有效的數(shù)據(jù)和智能化系統(tǒng)支撐下，更好地做好客戶的用電管理工作，提升自身的服務(wù)質(zhì)量。

四、結(jié)語(yǔ)

配網(wǎng)自動(dòng)化的最終目標(biāo)是提高區(qū)域配電網(wǎng)的電網(wǎng)穩(wěn)定性與供電可靠性。我國(guó)智能電網(wǎng)相關(guān)技術(shù)在不斷創(chuàng)新發(fā)展，因此在配網(wǎng)自動(dòng)化的建設(shè)中，應(yīng)關(guān)注領(lǐng)域內(nèi)的發(fā)展方向，注意設(shè)計(jì)方案的前瞻性與實(shí)施方案的可操作性。在設(shè)計(jì)方案中要考慮未來(lái)中長(zhǎng)期的相關(guān)規(guī)劃，在設(shè)備的選型中要充分考慮配網(wǎng)本身的發(fā)展趨勢(shì)。

總之，配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)不能盲目地追求功能全面，要根據(jù)所處電網(wǎng)環(huán)境來(lái)設(shè)計(jì)最適合的方案，實(shí)施前要結(jié)合區(qū)域電網(wǎng)的實(shí)際情況進(jìn)行相應(yīng)的電網(wǎng)改造，保障系統(tǒng)建設(shè)的合理化。