智能電網(wǎng)配電自動化改造及可靠性研究

黃海成

摘要：電力資源是我國經(jīng)濟社會發(fā)展能源需求中最重要的能源之一。隨著我國經(jīng)濟發(fā)展水平的日益提升，人們?nèi)粘Ｉ詈凸I(yè)生產(chǎn)中用電量劇增，促使電力企業(yè)要合理調(diào)整供電系統(tǒng)，保障電力資源的合理、有效且智能地供應(yīng)。配電自動化技術(shù)在現(xiàn)代的配電系統(tǒng)中發(fā)揮著獨一無二的價值，通過對配電自動化技術(shù)的應(yīng)用可以實現(xiàn)對整體智能配電網(wǎng)的科學(xué)管理，提高電網(wǎng)電力輸送的穩(wěn)定性和可靠性。

關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng);配電自動化;技術(shù)改造;可靠性研究

一、智能電網(wǎng)配電自動化技術(shù)特點和優(yōu)勢

配電自動化技術(shù)是集各種技術(shù)所形成的系統(tǒng)化自動化產(chǎn)物，配電自動化技術(shù)借助于相關(guān)的人工管理、設(shè)備智能代管控，更好的實現(xiàn)了其技術(shù)自身的高效能動性和可靠性，保障配電網(wǎng)運行起來更加規(guī)范和高效。在保證配電網(wǎng)自身運行效率的同時，也能夠大大的提高整體配電網(wǎng)的穩(wěn)定、安全和可靠運行，實現(xiàn)配電網(wǎng)智能化信息化。在具體實踐過程中，智能電網(wǎng)通過各類傳感器實現(xiàn)對發(fā)電、輸電、配電、用電等環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)信息采集，并進行整理、分析獲取相應(yīng)的關(guān)鍵有用信息。通過這些信息能夠?qū)崿F(xiàn)對電網(wǎng)的各項參數(shù)和數(shù)據(jù)實時監(jiān)控，以便調(diào)度值守人員能夠及時發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)風(fēng)險、科學(xué)準(zhǔn)確作出判斷和實施操作的決策。

智能電網(wǎng)顯著特點之一就是具有強大的自愈性，能夠保障電能安全穩(wěn)定的供應(yīng)。在智能電網(wǎng)中，以高級量測技術(shù)為基礎(chǔ)融入通訊技術(shù)、自動化技術(shù)，獲取完整的電網(wǎng)運行信息，實現(xiàn)對電網(wǎng)的實時監(jiān)測和運行控制。依據(jù)其構(gòu)建的電網(wǎng)運行控制調(diào)度全景圖，調(diào)度值班和運維人員能及時發(fā)現(xiàn)其中存在的薄弱環(huán)節(jié)，消除當(dāng)前運行方式中的各類潛在風(fēng)險和隱患。同時該技術(shù)能夠適應(yīng)系統(tǒng)運行方式的變化，當(dāng)發(fā)生故障后針對網(wǎng)絡(luò)拓撲和潮流變化進行實時數(shù)據(jù)分析，為值班人員提供緊急狀態(tài)下的輔助決策和應(yīng)對預(yù)案，有效彌補傳統(tǒng)電網(wǎng)中管理上的不足，提高電力系統(tǒng)安全運行邊界。

交互性強是智能電網(wǎng)的一個顯著特征。在完全自動化的智能電網(wǎng)中，用戶是電力系統(tǒng)必不可分的一部分，能夠保證從發(fā)電端到用戶端整個過程所有節(jié)點間信息流和能量流（電力潮流）的雙向流動。對供電企業(yè)而言，可掌握用戶用電特征、完善負荷預(yù)測，制定節(jié)能經(jīng)濟的發(fā)、輸、配電方案。對用戶而言，可參與電力分配和管理，根據(jù)實時電價調(diào)整自己的消費模式。在負荷緊張或事故條件下進行需求響應(yīng)，平滑負荷曲線，提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性，并可保證自己的經(jīng)濟利益。

二、智能電網(wǎng)配電自動化改造關(guān)鍵技術(shù)分析

在智能電網(wǎng)配電自動化改造過程中，應(yīng)用服務(wù)技術(shù)、節(jié)能發(fā)電技術(shù)、實時動態(tài)檢測技術(shù)和一體化管理技術(shù)是配電網(wǎng)自動化改造的關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)。電網(wǎng)中自動化系統(tǒng)具有多種多樣的功能，但存在一定的重復(fù)和冗余，如何對這些分散的功能進行集成融合是當(dāng)前的一大難題。在智能電網(wǎng)中自動化系統(tǒng)采用面向服務(wù)架構(gòu)，這種架構(gòu)的自動化系統(tǒng)可將多種系統(tǒng)應(yīng)用封裝，電力部門可根據(jù)實際需要靈活調(diào)用。同時還可配置其他種功能模塊，滿足智能電網(wǎng)發(fā)展各階段對中業(yè)務(wù)的需求。此外該架構(gòu)的自動化系統(tǒng)可將傳統(tǒng)電網(wǎng)中系統(tǒng)的電網(wǎng)分析、培訓(xùn)仿真等模塊劃分出來，比如狀態(tài)估計、靈敏度設(shè)置、潮流計算等。同時這些模塊可根據(jù)需求進一步完善優(yōu)化，這是智能電網(wǎng)中自動化系統(tǒng)的另一顯著優(yōu)勢。目前智能電網(wǎng)中自動化系統(tǒng)已在許多地區(qū)電網(wǎng)中得到應(yīng)用，并在優(yōu)化電網(wǎng)系統(tǒng)、實現(xiàn)節(jié)點計算機與主控計算機間的數(shù)據(jù)共享等方面發(fā)揮著重要作用。

節(jié)能發(fā)電技術(shù)是配電網(wǎng)自動化改造應(yīng)有之義，電力系統(tǒng)的發(fā)電中環(huán)節(jié)通常會存在大量能源浪費，加之我國能源本身不夠充足，因此節(jié)能發(fā)電中技術(shù)的研究與應(yīng)用具有重要意義。電網(wǎng)中管理部門應(yīng)充分認識節(jié)能發(fā)電的重要性和緊迫性，投入脫硫檢測、水調(diào)自動化等關(guān)鍵性技術(shù)，有效避免資源浪費。在節(jié)能發(fā)電中技術(shù)中，一方面要整合、優(yōu)化傳統(tǒng)發(fā)電工程，通過技術(shù)創(chuàng)新減少發(fā)電中的能源損失，加強對發(fā)電過程的集中管理和控制;另一方面利用節(jié)能電力中技術(shù)有效消納各類可再生能源，減少化石能源比例，推動電網(wǎng)清潔化、低碳化。

配電網(wǎng)實時動態(tài)監(jiān)測技術(shù)是自動化改造的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，電力系統(tǒng)是典型的超高維、強非線性系統(tǒng)，具有動態(tài)不確定性，傳統(tǒng)電網(wǎng)中自動化系統(tǒng)基于局部信息的監(jiān)測控制方法，難以滿足電網(wǎng)發(fā)展的要求。因此實時動態(tài)檢測技術(shù)在配電網(wǎng)管理中的應(yīng)用一方面中人員可在動態(tài)監(jiān)控屏上對電力使用情況進行監(jiān)測，有效掌握各類電能使用數(shù)據(jù);另一方面可通過分析監(jiān)測數(shù)據(jù)實現(xiàn)對目前電網(wǎng)運行狀況的有效評價，為下一階段的中決策提供依據(jù)。同時對于整體電網(wǎng)系統(tǒng)管理而言，我國電網(wǎng)運行遵循“統(tǒng)一中，分級管理”原則，上下級中自動化系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)庫、圖模資源等信息如何進行異地和層級共享是一個重要課題。通過一體化中平臺，以節(jié)能減排為目標(biāo)函數(shù)進行優(yōu)化中，實現(xiàn)電網(wǎng)和所有并網(wǎng)機組的經(jīng)濟運行，優(yōu)化電能資源配置。此外還可整合擴展其他應(yīng)用模塊，滿足智能電網(wǎng)中縱向貫通的新型業(yè)務(wù)需求。

三、智能電網(wǎng)配電自動化改造發(fā)展前景

智能電網(wǎng)配電自動化的改造與布置是當(dāng)前電能資源實現(xiàn)穩(wěn)定供應(yīng)的重要環(huán)節(jié)。隨著未來電網(wǎng)的發(fā)展和自動化技術(shù)的進步，以智能型表計、通信網(wǎng)絡(luò)、用戶戶內(nèi)網(wǎng)絡(luò)等為主要組成部分的高級量測體系將得到應(yīng)用，有效融合電力系統(tǒng)與負荷兩側(cè)的數(shù)據(jù)信息。未來的智能電網(wǎng)中自動化系統(tǒng)將包括智能機器人、三維地理信息系統(tǒng)、智能輸電等眾多新技術(shù)，不同區(qū)域間的中數(shù)據(jù)可以相互傳送并加強經(jīng)驗學(xué)習(xí)，消除信息阻塞。作為一種信息技術(shù)覆蓋范圍廣、功率循環(huán)穩(wěn)定的智能配電技術(shù)，智能電網(wǎng)配電自動化必須緊跟信息技術(shù)現(xiàn)代化的步伐，在新媒體形勢下，自動化技術(shù)也是一種順應(yīng)時代潮流的應(yīng)用技術(shù)，是我國經(jīng)濟發(fā)展創(chuàng)新和結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的新起點。此外，智能電網(wǎng)配電自動化改造后安全工作還應(yīng)完善相關(guān)工作的基礎(chǔ)設(shè)施，采用科學(xué)的協(xié)同方式實施基礎(chǔ)設(shè)施管理。

結(jié)束語

智能電網(wǎng)配電自動化改造中的各項自動化技術(shù)是提升智能電網(wǎng)運行效率和穩(wěn)定性的關(guān)鍵一招。隨著電網(wǎng)規(guī)模持續(xù)擴大、新能源并網(wǎng)比例增加，大型交直流混聯(lián)電網(wǎng)形成，許多新問題、新挑戰(zhàn)將不斷涌現(xiàn)，技術(shù)人員在對電網(wǎng)進行管理時必須充分重視智能電網(wǎng)中自動化關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用，不斷創(chuàng)新自動化技術(shù)在電網(wǎng)中的實踐效能，提升電網(wǎng)運行可靠性，保障人們的用電需求，促進智能電網(wǎng)的發(fā)展。

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