試論電力配電自動(dòng)化與配電管理

廣東億能電力股份有限公司 許楚佳

在“電網(wǎng)2.0”背景下，電力配電自動(dòng)化系統(tǒng)的技術(shù)體系更加成熟，應(yīng)用范圍進(jìn)一步拓展。對(duì)于電力企業(yè)來(lái)說(shuō)，配電自動(dòng)化系統(tǒng)在故障自動(dòng)診斷、電力智能調(diào)度等方面具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，幫助企業(yè)減少了人工成本，提高了電網(wǎng)運(yùn)行效率。對(duì)于電力客戶來(lái)說(shuō)，依托電力配電自動(dòng)化精確核算電價(jià)、智能查詢賬單，讓用電信息一目了然，繳費(fèi)更加便捷，用電服務(wù)明顯提升。因此電力配電自動(dòng)化讓客戶與企業(yè)間達(dá)到一種“雙贏”狀態(tài)，優(yōu)化配電管理也成為電力企業(yè)當(dāng)前的一項(xiàng)重要工作。

電力配電自動(dòng)化系統(tǒng)組成

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。動(dòng)態(tài)、全面地獲取電力系統(tǒng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)是實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化管理的必要條件，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)核心組成有2部分：一是以傳感器或其他監(jiān)測(cè)儀器為主的數(shù)據(jù)獲取模塊，能將系統(tǒng)中各類電氣設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)收集起來(lái)；二是支持光纖通信或無(wú)線通信的數(shù)據(jù)傳輸模塊，能將前端獲取的數(shù)據(jù)完整、快速的傳輸給控制終端即中央計(jì)算機(jī)。在配電網(wǎng)范圍擴(kuò)大，電氣設(shè)備數(shù)量增多的背景下，對(duì)數(shù)據(jù)采集與傳輸?shù)男侍岢隽烁叩囊?，為了提高配電自?dòng)化系統(tǒng)的實(shí)用性，在數(shù)據(jù)采集方面也引入了大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等技術(shù)，保證該系統(tǒng)功能的穩(wěn)定發(fā)揮。

運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)。電力配電自動(dòng)化系統(tǒng)在投入運(yùn)行一定年限后，由于設(shè)備老舊，受到環(huán)境干擾等一系列因素的影響，系統(tǒng)響應(yīng)延時(shí)、電氣設(shè)備老化失效等情況較為常見(jiàn)。除了會(huì)影響正常配電外，客戶的用電體驗(yàn)也會(huì)受到影響。在配電自動(dòng)化系統(tǒng)中，運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)的作用是實(shí)現(xiàn)對(duì)配電自動(dòng)化系統(tǒng)7×24小時(shí)全天候的運(yùn)行監(jiān)測(cè)。以數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)提供的海量數(shù)據(jù)作為參考，以人工智能技術(shù)中的專家決策控制、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等為核心，完成數(shù)據(jù)對(duì)比、分析，確保配電自動(dòng)化系統(tǒng)有異常運(yùn)行狀態(tài)能夠第一時(shí)間反饋、發(fā)現(xiàn)，通過(guò)維護(hù)、修理保證該系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

電力需求側(cè)管理系統(tǒng)。近年在行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新和新能源技術(shù)成熟的推動(dòng)下，電力能源緊張情況有所緩解。但面對(duì)各行各業(yè)不斷增加的用電需求，提高配電效率、節(jié)約電力資源仍存在必要性和緊迫性。目前“移峰填谷”仍是電力企業(yè)優(yōu)化電力能源利用的常見(jiàn)方式，為實(shí)現(xiàn)業(yè)擴(kuò)增容、供需平衡，在推行配電自動(dòng)化的過(guò)程中，還需借助于電力需求側(cè)管理系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)的電力規(guī)劃和靈活的調(diào)度運(yùn)行。需求側(cè)管理主要面向廣大的電力用戶，其功能主要有2：其一是為客戶提供配套的服務(wù)，例如提供實(shí)時(shí)電子賬單，方便客戶了解用電信息；其二是收集客戶反饋意見(jiàn)，根據(jù)客戶提出的需求和反饋意見(jiàn)進(jìn)行改進(jìn)。

電力自動(dòng)化配電管理中存在的問(wèn)題及優(yōu)化對(duì)策

配電管理的智能化程度低。近年不斷有先進(jìn)的技術(shù)、設(shè)備在電力行業(yè)得到推廣使用。電力企業(yè)只有重視技術(shù)創(chuàng)新并投入充足的資金引進(jìn)新技術(shù)、新設(shè)備，實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化、智能化管理，才能凸顯自己的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。橫向?qū)Ρ葋?lái)看，電力配電管理的自動(dòng)化水平相比往年有了明顯進(jìn)步；縱向?qū)Ρ葋?lái)看，同行業(yè)的許多競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手在配電先進(jìn)技術(shù)研發(fā)上傾注了大量人力、財(cái)力。不同電力企業(yè)在配電管理的智能化程度上已存在相當(dāng)大的差距。在這種競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境下，如配電管理的智能化程度不高，一方面是影響客戶的服務(wù)體驗(yàn)，另一方面也易造成電能浪費(fèi)，不利于競(jìng)爭(zhēng)力的提升。

配電自動(dòng)化裝置管理不到位。在配電自動(dòng)化系統(tǒng)中包含了功能各異的電氣設(shè)備，如用于狀態(tài)監(jiān)測(cè)的傳感設(shè)備、用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄐ叛b置、用于安全保護(hù)的光電隔離器等。這些硬件設(shè)備支撐了自動(dòng)化系統(tǒng)各種功能和服務(wù)的實(shí)現(xiàn)，也是配電管理中需重點(diǎn)關(guān)注的對(duì)象。但在現(xiàn)有管理工作中由于制度缺失、重視不足，導(dǎo)致配電自動(dòng)化設(shè)備的日常維護(hù)和檢修工作不到位，許多設(shè)備帶病運(yùn)行，甚至已出現(xiàn)故障問(wèn)題。除會(huì)影響配電管理的實(shí)效性，還有可能對(duì)整個(gè)配電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行構(gòu)成威脅。目前來(lái)看，故障自檢系統(tǒng)在輔助自動(dòng)化設(shè)備管理方面發(fā)揮了一定作用，但仍不能從根本上保障配電自動(dòng)化系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。

配電管理隊(duì)伍的素質(zhì)參差不齊。電力企業(yè)在應(yīng)用配電自動(dòng)化系統(tǒng)后，原本一些基礎(chǔ)性、重復(fù)性的工作基本上可由自動(dòng)化系統(tǒng)代為完成，減輕了人工壓力、節(jié)約了人工成本。但配電自動(dòng)化系統(tǒng)在運(yùn)行期間也有可能因受到電磁環(huán)境的干擾，以及硬件設(shè)施的故障等原因而出現(xiàn)系統(tǒng)功能受限、配網(wǎng)管理失效問(wèn)題。這種情況下就需安排經(jīng)驗(yàn)豐富、技術(shù)扎實(shí)的管理人員對(duì)配電自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行故障進(jìn)行檢查、處理。目前來(lái)看，一方面是配電網(wǎng)的覆蓋范圍廣、檢修任務(wù)重，另一方面是高素質(zhì)的管理人才少。兩者之間產(chǎn)生了矛盾，配電自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性得不到保障，其實(shí)用價(jià)值也會(huì)大打折扣。

加快技術(shù)創(chuàng)新，提升配電管理智能化水平。電力企業(yè)堅(jiān)持技術(shù)創(chuàng)新是保證自身競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵。其中配電管理水平將會(huì)直接影響經(jīng)營(yíng)效益，在技術(shù)創(chuàng)新方面應(yīng)給予重視和加大保障力度。一種措施是對(duì)標(biāo)行業(yè)中的優(yōu)秀企業(yè)，借鑒其在配電管理方面應(yīng)用的新模式、新技術(shù)。在此基礎(chǔ)上立足企業(yè)自身的實(shí)際情況，對(duì)新技術(shù)、新模式加以改良，使其符合自身的業(yè)務(wù)開(kāi)展和經(jīng)營(yíng)發(fā)展需要；另一種措施則是自主創(chuàng)新，分析現(xiàn)階段配電自動(dòng)化系統(tǒng)在運(yùn)行中存在的缺陷，如系統(tǒng)響應(yīng)速度慢、通信質(zhì)量差等。然后有針對(duì)性的進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，在切實(shí)提高配電管理水平的基礎(chǔ)上維護(hù)電力企業(yè)的效益。其中物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等前沿技術(shù)對(duì)配電管理的智能化發(fā)展有促進(jìn)作用，是下一步在配電自動(dòng)化領(lǐng)域應(yīng)著重研究的方向。

完善管理制度，保證配電裝置的運(yùn)行穩(wěn)定。隨著配電自動(dòng)化系統(tǒng)功能的日益豐富，電力企業(yè)的配網(wǎng)管理工作對(duì)該系統(tǒng)的依賴性增強(qiáng)。因此，如何才能保證配電裝置穩(wěn)定運(yùn)行，直接關(guān)系到電力企業(yè)的供電服務(wù)質(zhì)量和經(jīng)營(yíng)效益。除繼續(xù)在技術(shù)、設(shè)備方面加強(qiáng)創(chuàng)新，建立健全配網(wǎng)管理制度也成為不可忽視的一項(xiàng)重要工作。建立起智能檢測(cè)為主、人工排查為輔的“混合式”管理模式。一方面利用配電自動(dòng)化系統(tǒng)中的人工智能技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的自動(dòng)監(jiān)測(cè)，如有異常工況進(jìn)行報(bào)警。另一方面還要根據(jù)系統(tǒng)提供的故障信息，對(duì)出現(xiàn)異常情況或發(fā)生運(yùn)行故障的設(shè)備進(jìn)行維修或更換。通過(guò)落實(shí)管理制度、履行檢修責(zé)任，保證配電自動(dòng)化系統(tǒng)的硬件設(shè)備不存在問(wèn)題，這也是保障配電管理自動(dòng)化功能實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。

重視技能培訓(xùn)，培育高素質(zhì)配電管理人才。在現(xiàn)有技術(shù)條件下配電自動(dòng)化系統(tǒng)已能代替工作人員完成絕大多數(shù)基礎(chǔ)性工作，如用電信息采集、電費(fèi)自動(dòng)核算等。但對(duì)一些比較高級(jí)的工作如故障的排查和維修，受技術(shù)條件限制仍需人工來(lái)完成。這種情況下培育一支高素質(zhì)配電管理人才隊(duì)伍就顯得極其必要。例如，近年來(lái)許多電力企業(yè)的配電自動(dòng)化系統(tǒng)逐漸淘汰了主備機(jī)模式和雙主機(jī)模式替換為按扣值班模式。配電管理人員應(yīng)通過(guò)參加電力企業(yè)提供的培訓(xùn)，掌握這種新型工作模式下配電自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行特點(diǎn)和管理要求。通過(guò)科學(xué)管理使服務(wù)器的各個(gè)端口始終處于正常狀態(tài)，保證配電管理各項(xiàng)功能的實(shí)現(xiàn)。

電力配電自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)

配電自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)的穩(wěn)定可靠運(yùn)行和電力企業(yè)經(jīng)營(yíng)效益的提升帶來(lái)的積極影響無(wú)需贅述，下一步要緊跟行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，繼續(xù)探索配電自動(dòng)化系統(tǒng)及其相關(guān)技術(shù)的創(chuàng)新，才能為配電網(wǎng)運(yùn)行和電力企業(yè)發(fā)展提供有益的幫助。

集成化。系統(tǒng)集成也是電力配電自動(dòng)化發(fā)展的必然趨勢(shì)。近年來(lái)配電自動(dòng)化系統(tǒng)提供的功能日益多樣，從實(shí)際應(yīng)用效果來(lái)看，在提升管理時(shí)效性和保障配電科學(xué)性等方面確實(shí)發(fā)揮了積極作用。但也出現(xiàn)了系統(tǒng)內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)復(fù)雜、各類電子設(shè)備經(jīng)常會(huì)因兼容性差或運(yùn)行環(huán)境惡劣等原因出現(xiàn)無(wú)響應(yīng)等故障。采用集成化模式，將原本獨(dú)立、分散的電子設(shè)備替換為統(tǒng)一的、集中的功能模塊。其優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在：保證了電力配電自動(dòng)化系統(tǒng)原有功能的正常發(fā)揮；能縮小體積，減少對(duì)物理空間的占用；保證系統(tǒng)穩(wěn)定，提高了抗干擾能力。因此，要想配電自動(dòng)化系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運(yùn)行，采用集成化模塊也是一種必然選擇。

智能化。在現(xiàn)有技術(shù)條件下，配電自動(dòng)化管理能提供電力智能調(diào)度、故障自動(dòng)診斷等功能。下一步人工智能技術(shù)在電力配電自動(dòng)化管理中的應(yīng)用范圍將會(huì)擴(kuò)展，融合程度也會(huì)不斷加深，智能化也是今后配電管理的必然趨勢(shì)。例如，終端計(jì)算機(jī)依托大數(shù)據(jù)分析技術(shù)掌握每一名電力客戶的用電信息，然后基于遠(yuǎn)程讀表、自動(dòng)核算將電價(jià)的電子賬單發(fā)送給客戶。在客戶進(jìn)行賬單核對(duì)且確認(rèn)無(wú)誤后，自動(dòng)從賬戶中扣款。配電管理的智能化發(fā)展，對(duì)客戶來(lái)說(shuō)獲得了更加良好的用電服務(wù)；對(duì)于企業(yè)來(lái)說(shuō)降低了管理成本，實(shí)現(xiàn)了“雙贏”。

柔性化。柔性管理本質(zhì)上是人性化管理，即關(guān)注用戶需求，然后提供相應(yīng)的服務(wù)，達(dá)到優(yōu)化用電體驗(yàn)的效果，通過(guò)吸引和留住電力用戶，最終提高電力企業(yè)經(jīng)營(yíng)效益和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的提升。配電網(wǎng)覆蓋范圍的擴(kuò)大使電力用戶的數(shù)量也成倍增加。由于用電需求的差異化，對(duì)配電管理提出了更加嚴(yán)格的要求。配電網(wǎng)的柔性化管理實(shí)現(xiàn)了對(duì)諧波的有效控制，降低了配電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)電壓波動(dòng)、電力中斷等問(wèn)題，在保證電力穩(wěn)定供應(yīng)的前提下，讓電力用戶的多樣化需求得到了滿足。隨著未來(lái)電力市場(chǎng)逐漸飽和、行業(yè)內(nèi)部競(jìng)爭(zhēng)加劇，柔性化配電管理將會(huì)使電力企業(yè)與客戶間建立起更加牢固的合作關(guān)系，是電力企業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必要條件。

從整個(gè)電力行業(yè)的發(fā)展來(lái)看，依托信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)配電智能管理是大勢(shì)所趨。近年來(lái)電力配電自動(dòng)化系統(tǒng)在電力資源分配、電網(wǎng)運(yùn)行管理、客戶用電服務(wù)等方面展現(xiàn)出強(qiáng)大優(yōu)勢(shì)。下一步電力企業(yè)要密切關(guān)注行業(yè)前沿技術(shù)的發(fā)展動(dòng)態(tài)，特別是大數(shù)據(jù)、AI等技術(shù)，促進(jìn)新技術(shù)與配電管理的深度融合，在推進(jìn)電力配電自動(dòng)化系統(tǒng)向集成化、柔性化、智能化發(fā)展的基礎(chǔ)上提升企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力，加速完成電力企業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展。