電網(wǎng)建設(shè)中配電自動化相關(guān)應(yīng)用技術(shù)研究及改進策略

侯智慧

【摘要】隨著國家經(jīng)濟和社會發(fā)展的不斷進步，城市化進程不斷加劇，現(xiàn)有電網(wǎng)已經(jīng)與城市發(fā)展規(guī)劃產(chǎn)生了較大的矛盾。在電網(wǎng)建設(shè)過程中，自動化技術(shù)的應(yīng)用是其中的關(guān)鍵基礎(chǔ)，不僅能保證配網(wǎng)運行的穩(wěn)定性與效率性，同時也是實現(xiàn)智能配電網(wǎng)建設(shè)的重要技術(shù)，針對不同階段的電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)進行提取和分析，加強供電的安全性。配電自動化技術(shù)的應(yīng)用可以在電力故障發(fā)生時進一步控制停電范圍，確保供電安全性的同時降低維護工作量，智能化電網(wǎng)的設(shè)計有助于生產(chǎn)效率的提升，電網(wǎng)自動化配電技術(shù)也是助推我國電力實業(yè)穩(wěn)定發(fā)展的關(guān)鍵，為電網(wǎng)的自動化發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。配電自動化可以在自動化配電系統(tǒng)的支持下實現(xiàn)信息的自動化采集，對配電網(wǎng)的數(shù)據(jù)信息以及電網(wǎng)構(gòu)成實現(xiàn)集成化。在配電網(wǎng)設(shè)備故障的情況下也能實現(xiàn)可靠的控制與保護。但根據(jù)目前電網(wǎng)建設(shè)中配電自動化技術(shù)的現(xiàn)狀來看，仍然存在著結(jié)構(gòu)設(shè)計不夠嚴(yán)謹(jǐn)、分布不夠科學(xué)、配電自動化技術(shù)有待完善等問題，對此需要科學(xué)應(yīng)用配電自動化技術(shù)，掌握配電自動化技術(shù)的應(yīng)用要點和適用范圍，如信息技術(shù)、PLC技術(shù)、光纖IP通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及在線監(jiān)測與狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)等。本文主要分析電網(wǎng)建設(shè)中配電自動化技術(shù)存在的突出問題，提出了配電自動化技術(shù)的應(yīng)用和改進策略。

【關(guān)鍵詞】電網(wǎng)建設(shè);配電自動化;改進策略

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

20.

緒論

配電自動化系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)的遠程監(jiān)控、協(xié)調(diào)、操作等，對配電設(shè)備進行自動控制，確保系統(tǒng)的運作穩(wěn)定性。配電自動化主要包含了數(shù)據(jù)采集與整合、地理信息系統(tǒng)等，配電自動化技術(shù)則包括控制技術(shù)、計算機技術(shù)以及有關(guān)的設(shè)備等信息管理工具。將配電網(wǎng)數(shù)據(jù)與用戶數(shù)據(jù)、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)等信息進行集成化處理，能夠進一步提高數(shù)據(jù)處理的時效性，提高供電質(zhì)量的同時降低人力工作量，實現(xiàn)配電系統(tǒng)的現(xiàn)代化、自動化管理。目前在很多發(fā)達國家中，配電系統(tǒng)的自動化已經(jīng)實現(xiàn)了集變電站自動化、饋線分段開關(guān)測控、用戶負荷控制等于一身的配電網(wǎng)自動化管理系統(tǒng)。

一、電網(wǎng)建設(shè)中配電自動化技術(shù)現(xiàn)存的問題

配電自動化技術(shù)是對傳統(tǒng)配電技術(shù)的改造和現(xiàn)代化，主要應(yīng)用于城鄉(xiāng)配電網(wǎng)。自動配電技術(shù)的引入改變了傳統(tǒng)配電技術(shù)的弊端，提高了配電網(wǎng)的效率。通過應(yīng)用控制技術(shù)、計算機軟件等，可以對整個配電過程進行控制，如利用計算機技術(shù)實現(xiàn)配電的自動計算，利用自動化平臺的控制技術(shù)實現(xiàn)配電、分離、監(jiān)控等工作。在自動化技術(shù)的應(yīng)用模式中，配電計算更加精確，不僅降低了人工計算的難度，而且提高了計算效率，使配電計算更加科學(xué)合理。另外，可以對配電網(wǎng)進行實時監(jiān)控，可以檢測出運行中的故障并及時發(fā)生相應(yīng)的報警，這一點非常重要，可以提高配電網(wǎng)的運行效率，減少交通事故的發(fā)生。配電網(wǎng)自動化技術(shù)的一個主要功能是發(fā)現(xiàn)故障并進行排除修復(fù)，在具體工作中，需要通過及時采集信息并進行處理，線路數(shù)據(jù)對自動配電技術(shù)具有重要意義。自動配電技術(shù)通過對電網(wǎng)運行的全面監(jiān)控來采集電力和電壓數(shù)據(jù)，并對采集到的數(shù)據(jù)進行分析，然后評估是否存在故障。一旦發(fā)現(xiàn)了故障問題，自動分配技術(shù)可以使用相應(yīng)的方案預(yù)案進行修復(fù)。

但是目前，在電網(wǎng)建設(shè)中，配電自動化技術(shù)還存在不少問題，具體主要是以下三點：

1.結(jié)構(gòu)設(shè)計不夠嚴(yán)謹(jǐn)

在電網(wǎng)建設(shè)以及二次規(guī)劃方面，很多都可能存在設(shè)計方案不夠科學(xué)的現(xiàn)象，導(dǎo)致電網(wǎng)建設(shè)沒有可靠的指導(dǎo)。在電網(wǎng)設(shè)計方面也沒有實現(xiàn)全面化、系統(tǒng)化的電力分析，這使得系統(tǒng)實用性嚴(yán)重不足，甚至一些配電網(wǎng)設(shè)計不夠嚴(yán)謹(jǐn)，最終都可能會引發(fā)電力負載運行等問題，對于配電網(wǎng)的運作來說也可能帶來很多安全性隱患。

2.分布不夠均衡

我國中西部地區(qū)的配電網(wǎng)絡(luò)分布不夠均勻，長此以往并不利于我國電網(wǎng)事業(yè)的建設(shè)與發(fā)展。只能配電網(wǎng)的分散以及不均衡性也使得光纖覆蓋率存在明顯不足。

3.配電自動化技術(shù)尚待完善

目前我國配電自動化技術(shù)并沒有達到國際前列的水平，自動化配電設(shè)備的研究方面也尚待進一步深入，并沒有完全做到獨立自主。這使得只能配電網(wǎng)的建設(shè)，以及建設(shè)過程中對電力大小的判斷、電力調(diào)配等都存在一定不足，也為配電網(wǎng)的運作帶來了一定隱患。

二、電網(wǎng)建設(shè)中配電自動化技術(shù)的應(yīng)用

1.信息技術(shù)

對于電網(wǎng)建設(shè)來說，信息技術(shù)是配電系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)運作自動化的重要基礎(chǔ)，在設(shè)備運作過程中，所有環(huán)節(jié)都可能會影響整個系統(tǒng)的運行質(zhì)量，而信息技術(shù)對于系統(tǒng)各部分的運行來說也起到了關(guān)鍵作用。比如饋線自動化方面，若饋線出現(xiàn)相鄰短路或單相接地故障等現(xiàn)象時，可以通過遠方通信通道來辨別出發(fā)生故障的位置，利用配網(wǎng)主站來做到配電線路故障的自動化隔離、自動化恢復(fù)等。而且信息技術(shù)也影響著電力運作參數(shù)的監(jiān)測與信息傳遞，實現(xiàn)設(shè)備運作過程的動態(tài)化監(jiān)控，以及饋線保護及相關(guān)定值的遠程控制等。信息技術(shù)還有一個關(guān)鍵作用，在電網(wǎng)信息分層管理過程中，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫運用配電設(shè)備管理及營業(yè)管理提供的數(shù)據(jù)信息，和臺區(qū)負荷信息進行結(jié)合，建立配電網(wǎng)絡(luò)設(shè)計與施工，以及設(shè)備運作及檢修的一個綜合平臺，能夠為系統(tǒng)維修及后期維護工作帶來極大便利[1]。

2.PLC技術(shù)

PLC指的是可編程邏輯控制器，通過微處理器以及可編程存儲器等設(shè)備來實現(xiàn)邏輯運算、定時、計數(shù)、流程控制等功能，而且這些功能也直接面向用戶。對于配電網(wǎng)絡(luò)來說，該技術(shù)能夠促進繼電器技術(shù)與信息技術(shù)的有效融合，利用編輯程序使得整個系統(tǒng)能夠順利運作，位于控制中心的計算機可以自動化地實現(xiàn)信息計算與存儲，系統(tǒng)能夠一直維持告訴運作的狀態(tài)。PLC技術(shù)利用順序掃描且始終循環(huán)的機理完成高效化不間斷工作，通過分離處理的方法將原本較大的系統(tǒng)分化為多個獨立起來的分塊，對每一個分塊實現(xiàn)針對化控制，不僅有效提高了配電網(wǎng)絡(luò)的運作效率，同時操作起來也十分便利，加強了配電系統(tǒng)的控制效率與可操作性。

3.光纖IP通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

如今，配電網(wǎng)的自動化發(fā)展已經(jīng)成為了一個主要方向，其中通信網(wǎng)絡(luò)也是決定其發(fā)展情況的關(guān)鍵技術(shù)。在以往電網(wǎng)建設(shè)過程中，配電自動化多選擇傳統(tǒng)通信方式，使得不管是系統(tǒng)運行還是通信工作本身都存在很多問題需要解決，比如中斷無法實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換，以及通信寬帶帶寬不足等。這些問題的出現(xiàn)極大地約束了配電網(wǎng)的自動化發(fā)展，而光纖IP通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)則能夠建立更完善的傳輸網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，不但有效避免了傳統(tǒng)通信模式現(xiàn)存的各項不足，同時也滿足了用戶多種需求，還是智能配電網(wǎng)建設(shè)不可或缺的技術(shù)支持。

4.配電網(wǎng)廣域測控技術(shù)

針對高級配電運行自動化系統(tǒng)而言，配電網(wǎng)廣域測控技術(shù)也是應(yīng)用十分廣泛的一種技術(shù)手段，也正是因為該技術(shù)的支持，系統(tǒng)自動化檢測及控制的功能才得以實現(xiàn)。通過配電網(wǎng)廣域測控技術(shù)的有效運用，能夠提高數(shù)據(jù)采集、整合、傳輸效率，相較于其他同類的技術(shù)手段比較，該技術(shù)的優(yōu)勢十分明顯，如該技術(shù)可以支持分布式智能化廣域測控，并且還能夠?qū)崿F(xiàn)在線化監(jiān)控，將配電網(wǎng)在運作期間存在的異常信息進行記錄和處理，此外還擁有著網(wǎng)絡(luò)管理等功能，對電網(wǎng)運作中存在的異常信息進行管理，并且對網(wǎng)絡(luò)訪問權(quán)限進行管理。

5.配電網(wǎng)快速仿真及模擬技術(shù)

配電自動化實現(xiàn)期間，配電網(wǎng)快速仿真及模擬技術(shù)發(fā)揮著不可或缺的作用，也可以說快速仿真與模擬技術(shù)是實現(xiàn)配電自動化系統(tǒng)穩(wěn)定運作的依據(jù)。該技術(shù)在計算功能方面有著顯著優(yōu)勢，能夠利用仿真模擬的手段對配電自動化系統(tǒng)運作中可能出現(xiàn)的隱患或其他因素進行預(yù)測，針對這些因素提供可靠的建議。并且配電網(wǎng)快速仿真及模擬技術(shù)還能夠?qū)崿F(xiàn)應(yīng)急分析與聚合分析等功能，在配電網(wǎng)自動化、智能化發(fā)展的背景下，電網(wǎng)建設(shè)對該技術(shù)也有了越來越多新的要求，而該技術(shù)的重要性也越來越明顯。

6.在線監(jiān)測及狀態(tài)檢修技術(shù)

在線監(jiān)測與狀態(tài)檢修技術(shù)多應(yīng)用于系統(tǒng)設(shè)備的監(jiān)測與故障診斷之中，針對電氣設(shè)備的運作狀態(tài)以及使用壽命進行全面評估，并結(jié)合設(shè)備狀態(tài)及診斷結(jié)果數(shù)據(jù)進行分析，規(guī)劃好設(shè)備檢修的周期與具體時間，進行自動化檢修，大大提高了設(shè)備的使用壽命和運行穩(wěn)定性。利用紅外檢測及診斷技術(shù)、遠程診斷技術(shù)等手段可以針對設(shè)備在運作過程中的狀態(tài)進行動態(tài)化監(jiān)測、消缺，排除故障隱患，也能規(guī)避一些常見故障或異常，彌補了傳統(tǒng)手段存在的不足。對在線監(jiān)測及狀態(tài)檢修技術(shù)的合理運用能夠進一步提高電網(wǎng)建設(shè)的自動化水平，更有助于設(shè)備運作狀態(tài)的實時反饋，降低故障處理時間和故障帶來的損失。

7.自愈控制技術(shù)

配電網(wǎng)自愈控制這一概念源于美國1999年的“復(fù)雜互動系統(tǒng)”研究規(guī)劃，之后美國智能電網(wǎng)建設(shè)以及現(xiàn)代電網(wǎng)項目研究都將自愈控制技術(shù)列為重點研究技術(shù)，該技術(shù)也成為了確保電網(wǎng)供電質(zhì)量的關(guān)鍵技術(shù)，而且自愈這一項功能是目前智能電網(wǎng)研究的熱門話題。自愈控制技術(shù)指的是在無人工干預(yù)，或人工少量干涉的條件下，通過更先進的狀態(tài)監(jiān)測控制技術(shù)對配電網(wǎng)實施連續(xù)性、動態(tài)性的運作信息評估及監(jiān)測，通過一定的控制性技術(shù)方法快速發(fā)現(xiàn)并解決故障問題。若故障發(fā)生，自愈控制技術(shù)能夠第一時間對故障源進行隔離，保證其他系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不會受到影響，針對故障源進行自我修復(fù)，期間電網(wǎng)還可以正常供電，避免了規(guī)模性停電等問題，將系統(tǒng)故障帶來的不利影響最小化。自愈控制技術(shù)一般包含概率風(fēng)險評估及控制技術(shù)，根據(jù)配電網(wǎng)的負荷預(yù)測方法進行調(diào)節(jié)，對系統(tǒng)負荷進行控制，根據(jù)系統(tǒng)運行監(jiān)測結(jié)果采取不同的控制方法，實現(xiàn)針對性的故障消除。若故障已經(jīng)發(fā)生，則通過繼電保護功能以及自動裝置來隔離并修復(fù)故障，減少停電周期及頻率，避免大規(guī)模停電，在故障發(fā)生并修復(fù)之后也可以進行自動化修正控制的功能，保證系統(tǒng)各結(jié)構(gòu)能夠恢復(fù)到正常運行狀態(tài)[2]。

三、針對電網(wǎng)建設(shè)中配電自動化技術(shù)的有關(guān)改進策略

1.利用電力信息技術(shù)實現(xiàn)統(tǒng)一管理

為了實現(xiàn)配電自動化系統(tǒng)中設(shè)備各項功能的高效應(yīng)用，供電企業(yè)必須不斷提高科技和管理水平。根據(jù)配電自動化系統(tǒng)的需要，必須對設(shè)備的自動化功能進行創(chuàng)新和改造，提高整個運行的效率。首先，針對配電自動化技術(shù)采用統(tǒng)一化的管理制度和規(guī)定，有助于不同區(qū)域面對配電自動化技術(shù)的研究與討論，明確配電自動化技術(shù)的研究與發(fā)展方向，提高電力信息化技術(shù)的應(yīng)用寬度，進一步助推電力系統(tǒng)的自動化、智能化發(fā)展，也有助于配電自動化策略的實現(xiàn)。統(tǒng)一化的管理標(biāo)準(zhǔn)能夠保證不同地區(qū)電力部門的系統(tǒng)管理、系統(tǒng)維護等操作能夠更加統(tǒng)一，實現(xiàn)電網(wǎng)建設(shè)及運行維護的集中化管理，及時針對電網(wǎng)問題制定可靠的方案或指令，利用計算機系統(tǒng)實現(xiàn)電網(wǎng)運作的遠程控制[3]。

2.設(shè)定合理的信息自動化領(lǐng)域

各部門之間的信息自動化領(lǐng)域有利于改善企業(yè)與部門間存在的信息共享暢通性問題，加強電力信息技術(shù)系統(tǒng)的監(jiān)測管理水平，也保證配電自動化系統(tǒng)運作的可靠性，針對電網(wǎng)的運作環(huán)境進行精準(zhǔn)調(diào)控，有助于電網(wǎng)建設(shè)的自動化發(fā)展。電力信息技術(shù)及系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一化以及信息自動化領(lǐng)域的科學(xué)設(shè)定，能夠提高數(shù)據(jù)共享效率，避免信息失真等問題，保障配電自動化中自動化發(fā)展策略的安全性，實現(xiàn)電網(wǎng)系統(tǒng)的高質(zhì)量運作。而且電力信息系統(tǒng)管理的改進與優(yōu)化也能避免成本浪費和資源利用率不高等不足。

3.加強互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用

電網(wǎng)建設(shè)的智能化離不開互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的支持，這也是智能電力系統(tǒng)的發(fā)展動力，有助于效益最大化的實現(xiàn)，提高電力系統(tǒng)整體安全性和穩(wěn)定性，也能提高配電自動化中自動化策略的實效性。互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的運用還能夠?qū)W(wǎng)絡(luò)中現(xiàn)存的一些不足進行改善，避免網(wǎng)絡(luò)漏洞帶來的經(jīng)濟損失，電力工作人員需要針對電網(wǎng)及電氣線路的運行進行監(jiān)測，合理運用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來加強電網(wǎng)信息處理效率[4]。

結(jié)論：

配電自動化技術(shù)是電網(wǎng)建設(shè)中的關(guān)鍵支持，對此還需要進一步拓展配電自動化技術(shù)的適應(yīng)范圍，加快智能化電網(wǎng)建設(shè)，同時還要加大技術(shù)研發(fā)力度，提高配電自動化技術(shù)的應(yīng)用實效。

參考文獻：

[1]鄧雄.智能配電網(wǎng)建設(shè)中配電自動化技術(shù)的研究與應(yīng)用探討[J].電子技術(shù)與軟件工程，2015（06）：168.

[2]余存春.智能電網(wǎng)中配電自動化的構(gòu)建探討[J].科技經(jīng)濟導(dǎo)刊，2018，26（35）：74.

[3]張創(chuàng)偉.智能配電網(wǎng)建設(shè)中配電自動化技術(shù)的研究與應(yīng)用[J].電子世界，2016（16）：143+145.

[4]俞波.配電自動化技術(shù)在配電系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].技術(shù)與市場，2016，23（12）：101.