配電自動化技術在農村配電網中的實踐

吳志剛

摘要：社會經濟快速發(fā)展的同時，人們對于電力能源的需求不斷增加，在很大程度也促進了我國電力行業(yè)的發(fā)展，各項先進的配電技術不斷更新，其中配電自動化技術被廣泛應用于電網建設當中。與城市配電網相比，農村配電網整體發(fā)展緩慢，較為落后，近年來，農村配電網改造升級工作不斷推進，有效減少了農村配電網故障的發(fā)生，大大提高了檢修效率，同時也對保障農村配電網安全穩(wěn)定運行有著重要的意義。

關鍵詞：配電自動化技術;農村配電網;實踐策略

前言：農村配電網規(guī)劃與發(fā)展相對落后，隨著人們的用電需求不斷增加，加快農村配電網升級改造迫在眉睫，而配電自動化技術應用于農村配電網當中，不僅能夠給提高電力系統(tǒng)運行安全性與穩(wěn)定性，同時也能夠及時檢測出故障，并予以解決，大大提升了供電效率與質量，實現農村配電網高效經濟運行，也為農村電力網絡的穩(wěn)定可持續(xù)發(fā)展提供基礎保障。

1.配電自動化技術簡述

配電自動化技術是基于計算機與通信技術的一種現代化控制手段，其能夠實時獲取配電網電力供應運行數據，并對配電設備以及電力用戶信息綜合集成，不斷的完善信息系統(tǒng)，從而更好的自動控制配電網運行，為電力用戶提供安全穩(wěn)定的電力供應[1]。系統(tǒng)還可以實時監(jiān)控與采集用戶的具體位置及用電情況等數據，大大提升了配電網的控制效率，從而實現精準控制。配電自動化技術可實時監(jiān)控整個區(qū)域范圍內的配電網運行狀況，當發(fā)生供電故障時，配電自動化系統(tǒng)還可以對該電力網絡進行自動隔離，同時完成故障檢測，當檢測出該區(qū)域內的配電網供電故障是誤報或者已經恢復時，可自動恢復電力供應。其次，配電自動化技術還可自動讀取電能表數據信息，不需要安排專人查表，整體而言，配電自動化技術可對離線設備、用戶用電信息、停電故障等進行全面精確管理，這樣能夠大大提升實際工作效率與服務質量，實現自動化控制，其對電力系統(tǒng)穩(wěn)定供應具有重要的作用和影響。

2.配電自動化技術在農村配電網中的實踐應用

2.1、配電自動化系統(tǒng)的應用

就目前現狀來看，農村配電網網絡規(guī)模比較小，但是整體覆蓋范圍廣，因此，在實際應用中一般采用3級設計模式，即主站層、子站層、終端層，這樣的架構有利于開展配電網維護工作，電力用戶增加之后，還可全面擴充配電網。農村配電自動化系統(tǒng)架構如下圖1。

主站層作為配電網絡當中的最高層，其對區(qū)域范圍內的配電網進行監(jiān)控和管理，并綜合分析配電網的實際運行狀況，保障子系統(tǒng)相互之間進行連接，從而提高區(qū)域范圍內配電網絡的整體控制時效性，保障配電網絡穩(wěn)定安全運行[2]。農村配電網一般跨區(qū)域范圍比較廣，因此，無法將所有監(jiān)控設備都與主站層相連接，兩者間需要設置中間級，也就是子站層。子站層在兩者之間對信息交流起到中間節(jié)點的作用，并且還負責對區(qū)域范圍內配電網的故障進行自動診斷，并及時修復。此外，部分區(qū)域因為距離主站層非常遠，因此，子站層在部分情況下還需要采集相關配電網絡信息，起到實時監(jiān)控的作用。配電自動化技術在實際應用過程中，在整個配電網系統(tǒng)當中處于最底層，其主要負責監(jiān)控和采集柱上開關、變電器、配電站等設施相關信息數據，同時對其采取適當的保護措施[3]。

2.2、光纖IP通信技術的實踐應用

傳統(tǒng)的通信網絡在實際應用過程中，存在諸多不足，如終端信息數據不能和主站層之間實時交互、通信寬帶無法支撐配電自動化系統(tǒng)正常運行等，這些都對配電自動化技術的實踐應用產生了不同程度的影響。為了更好的解決該問題，目前，許多農村在應用配電自動化技術過程中，還會進一步升級通信網絡，采用光纖IP通信技術，其能夠有效改善配電自動化技術因帶寬問題導致無法正常開展的現狀，光纖IP技術也能夠逐步優(yōu)化配電自動化系統(tǒng)，大大提高了主站層和終端層之間的交互有效性，節(jié)約交互時間，從而提高配電自動化的信息交互和監(jiān)管能力。

2.3、廣域測控技術的實踐應用

檢同期：測控技術工作中，PMU（電源管理單元）會同步數據，并發(fā)送至同期檢查繼電器，繼電器結合數據信息進一步判斷兩側點差相角是否接近，并保障在合閘環(huán)節(jié)中，不會損害斷路器。

自適應繼電器：PMU將同步數據傳輸至配電自動化系統(tǒng)，該系統(tǒng)具備監(jiān)視與保護功能，系統(tǒng)接收數據之后，會結合數據信息，對設備的參數進行自動的調整和優(yōu)化。

狀態(tài)預警：PMU數據傳送至調度中心之后，調度中心結合數據信息，進行端面負荷極限測試，并結合具體結果，和前期制定的參數區(qū)間對比，如果在參數區(qū)間之外，則會自動啟動預警狀態(tài)，并及時通知檢修工作人員進行檢修以及補救工作。

狀態(tài)評估：PMU數據在被傳輸至狀態(tài)評估系統(tǒng)當中后，系統(tǒng)則會結合數據信息對配電網電壓進行綜合評估，從而明確該區(qū)域范圍之內配電網有無存在故障風險[4]。

穩(wěn)定控制：PMU數據在傳輸至變電站之后，數據會快速的進行轉發(fā)，之后對電容器、SVC阻尼控制器等相關設備進行廣域控制，對配電網絡具有穩(wěn)定保障的作用。

頻率電壓緊急控制：PMU發(fā)送的信息當中如果出現嚴重故障情況下，如常見的機組跳閘，斷面斷開等情況時，為了確保配電網絡能夠正常運行，系統(tǒng)則會控制數據進行切記、切負荷，從而保障整體安全性。

2.4、快速仿真與模擬技術的實踐應用

快速仿真與模擬技術在實踐應用過程中，可以對農村配電網絡進行全面故障預測分析以及控制電壓，在無人監(jiān)管的環(huán)境下，對故障區(qū)域內的配電網絡以及周圍區(qū)域配電網絡進行自動隔離，從而保障配電網絡安全穩(wěn)定的正常運行。該項技術在數據計算方面效率與準確率都很高，可以對配電網故障進行提前預測分析，并且可以排查故障的具體原因，也為檢修工作人員提供一定的參考，降低工作人員的實際工作強度，大大提升了故障檢修效率，有效縮短了故障斷電時間[5]。

2.5、電網調度自動化技術的實踐應用

配電自動化技術在不斷發(fā)展的過程中日益完善，目前可以將其分為5個等級，且都可通過配電自動化系統(tǒng)進行自動調度控制，不需要人工進行電網調度工作。電網調度自動化技術應用于農村配電網系統(tǒng)中，可以對系統(tǒng)運行狀態(tài)進行實時監(jiān)測與監(jiān)管，同時也能夠收集各種數據信息，并進行分析對比，自動化系統(tǒng)根據信息數據實現精準調度。如，用戶相對集中的區(qū)域多調度電力進行供應，用戶較少的區(qū)域少調度電力進行供應，而自動化系統(tǒng)的應用大大提升了精準性與有效性，能夠最大程度上減少因電力調度不合理從而導致電力資源浪費[6-7]。

3.結束語

配電自動化技術在不斷發(fā)展過程中越來越完善，將其應用于農村配電網系統(tǒng)當中，能夠對電力系統(tǒng)的實際運行狀況實時監(jiān)控，并預測可能發(fā)生的故障，可及時明確故障的具體原因，大大提升了農村配電網的運行效率，對供電網絡的安全穩(wěn)定運行具有重要的影響，隨著技術的逐步更新與優(yōu)化，在未來的應用范圍也將會進一步擴大。

參考文獻：

[1]馮通彪. 電力自動化系統(tǒng)技術在配電網運行管理中的實踐分析[J]. 科技尚品， 2018（9）：2.

[2]陳育鈿. 配電自動化技術在農村配電網中的應用淺析[J]. 農村電氣化， 2019（9）：2.

[3]唐易民，白洪山. 配電網自動化技術在農村電力系統(tǒng)中的應用——評《配電自動化運維技術》[J]. 機械設計， 2020（10）：1.

[4]陳丹琪， 張曉成， 陳槿然. 10kV配電網自動化控制中無功補償技術的實踐探索[J]. 中國高新科技， 2017（16）：3.

[5]陳丹琪， 張曉成， 陳槿然. 10kV配電網自動化控制中無功補償技術的實踐探索[J]. ?2022（16）.

[6]雷力. 電力配電網自動化技術實踐與展望[J]. 企業(yè)技術開發(fā)：中旬刊， 2018， 34（8）：2.

[7]李杰， 許健， 歐林，等. 基于IEC 61850標準的配電網自動化工程應用研究和實踐[J]. 電器與能效管理技術， 2018（7）：7.