配電自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用與配電網(wǎng)安全運(yùn)行管理分析①

吳迪 李錦 左曉晶 林巖

摘要：對(duì)于現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展來(lái)說(shuō)，電力資源是強(qiáng)大的動(dòng)力源泉。電力資源在促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的同時(shí)，對(duì)人們的生活、工作、學(xué)習(xí)也帶來(lái)了巨大的影響，人們需求的增加，促使企業(yè)調(diào)整供電體制，保證電力資源的正常供應(yīng)。配電自動(dòng)化技術(shù)在現(xiàn)代配電系統(tǒng)中具有獨(dú)特的價(jià)值。通過(guò)配電自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)配電網(wǎng)的科學(xué)管理，為人們提供高質(zhì)量的供電體驗(yàn)。配電自動(dòng)化技術(shù)主要依賴于信息技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)等，它是各種技術(shù)形成的系統(tǒng)控制技術(shù)的產(chǎn)物，配電自動(dòng)化技術(shù)還依賴于相關(guān)的人力管理、設(shè)備功能等內(nèi)容，從而更好地實(shí)現(xiàn)自身技術(shù)的效率，保證配電網(wǎng)的運(yùn)行更加規(guī)范和高效。在保證配電網(wǎng)自身運(yùn)行效率的同時(shí)，還可以大大提高整個(gè)配電網(wǎng)的安全性和可靠性。

關(guān)鍵詞：配電自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用;配電網(wǎng);安全運(yùn)行;管理分析

導(dǎo)言：全國(guó)各地都有電網(wǎng)配電線路的分布，隨著電力系統(tǒng)的完善升級(jí)，更有必要做好配電網(wǎng)運(yùn)行管理工作，而將配電自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用到配電網(wǎng)安全運(yùn)行管理當(dāng)中，既可以使配電網(wǎng)運(yùn)行速度得到充分的提升，又能保證資源的優(yōu)化配置。

1 配電自動(dòng)化技術(shù)概述

簡(jiǎn)單地說(shuō)，配電自動(dòng)化技術(shù)是集配電技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)和現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)于一體，依托先進(jìn)的運(yùn)行理念的綜合性技術(shù)途徑[1]。配電自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，不僅可以借助計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)配電設(shè)備的遠(yuǎn)程控制，節(jié)省大量人力資源，還可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行中存在的故障，并進(jìn)行反饋，從而為設(shè)備的及時(shí)維修創(chuàng)造條件。同時(shí)，配電自動(dòng)化技術(shù)也是電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)的有效手段，具有結(jié)構(gòu)靈活、穩(wěn)定的特點(diǎn)，保證了配電控制的多樣化，并根據(jù)運(yùn)營(yíng)商的具體需求實(shí)施安全管理。此外，配電自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用對(duì)于促進(jìn)人機(jī)交互的實(shí)現(xiàn)，使人們的日常應(yīng)用更加方便也具有重要意義。

2意義

配電網(wǎng)是供電系統(tǒng)中最重要的內(nèi)容，在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中，它是一個(gè)比較復(fù)雜的工程，如果工程中出現(xiàn)一些問(wèn)題，將影響整個(gè)供電保障。在對(duì)電力資源質(zhì)量要求越來(lái)越高的背景下，加強(qiáng)供電調(diào)度和保障，不斷優(yōu)化配電自動(dòng)化技術(shù)，并將其應(yīng)用于配電網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行中，這不僅大大提高了配電網(wǎng)的資金投入，而且保證了電網(wǎng)運(yùn)行的效率，避免了一些人為因素導(dǎo)致電網(wǎng)運(yùn)行失敗。同時(shí)能及時(shí)診斷和檢查故障，有效解決相關(guān)故障問(wèn)題。由于現(xiàn)代配電網(wǎng)供電保障系統(tǒng)的復(fù)雜性，更需要在現(xiàn)有配電自動(dòng)化技術(shù)上投入更多的資金，從而實(shí)現(xiàn)該技術(shù)在信息化方面的不斷優(yōu)化，使其發(fā)揮更大的價(jià)值和作用。

3 配電自動(dòng)化技術(shù)主要的應(yīng)用功能

3.1 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集

配電網(wǎng)中涉及到了很多的設(shè)備和環(huán)節(jié)，如果其中任何一個(gè)設(shè)備出現(xiàn)故障的話，都會(huì)影響了配電網(wǎng)的安全運(yùn)行。所以有關(guān)人員需要對(duì)配電網(wǎng)中運(yùn)行設(shè)備的實(shí)際情況有著更加深刻的認(rèn)識(shí)，對(duì)其進(jìn)行動(dòng)態(tài)性的檢測(cè)，通過(guò)對(duì)現(xiàn)象數(shù)據(jù)分析獲得設(shè)備運(yùn)行的參數(shù)，來(lái)判斷整個(gè)配電網(wǎng)的運(yùn)行狀況。利用配電自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集并進(jìn)行數(shù)據(jù)的匯總和分析，從而更好的完成對(duì)各設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的收集和監(jiān)測(cè)工作，通過(guò)數(shù)據(jù)的反饋，聯(lián)系相應(yīng)的電網(wǎng)調(diào)度部門來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)配電網(wǎng)狀態(tài)的監(jiān)督。配電網(wǎng)電力自動(dòng)系統(tǒng)不僅能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行采集工作，同時(shí)還能夠借助相應(yīng)的信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的分析和共享工作，大大地提高了工作效率。

3.2 饋電線路自動(dòng)化

在配電網(wǎng)變電站和用戶之間架設(shè)的線路稱為饋線。饋線自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)可以為用戶提供更好的用電服務(wù)，而采用相關(guān)的配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)可以更好地實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶用電各方面的監(jiān)管。通過(guò)對(duì)用戶用電量數(shù)據(jù)的測(cè)量，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶用電量的調(diào)整和優(yōu)化，給用戶帶來(lái)更好的用電感受。同時(shí)，配電自動(dòng)化技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)饋線發(fā)生相關(guān)故障時(shí)的及時(shí)監(jiān)測(cè)，隔離相應(yīng)的故障，并對(duì)故障進(jìn)行快速修復(fù)，從而快速恢復(fù)人們的供電。配電網(wǎng)饋線是實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)整體安全運(yùn)行的重要支撐。對(duì)饋線的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控，并結(jié)合配電網(wǎng)的實(shí)際情況，對(duì)配電單元進(jìn)行有效的調(diào)整，保證配電網(wǎng)的高效運(yùn)行。

3.3合理的電力調(diào)度

配電調(diào)度通常經(jīng)歷用電高峰和用電低谷，不同時(shí)期應(yīng)采取不同的措施。配電自動(dòng)化技術(shù)可以有效地結(jié)合配電網(wǎng)用電高峰的情況，合理調(diào)度用電，緩解供電壓力。在配電高峰期，更加注重供電保障，在面臨巨大壓力的同時(shí)，保證配電網(wǎng)的正常運(yùn)行。在低電耗時(shí)，配電自動(dòng)化技術(shù)可以通過(guò)調(diào)整系統(tǒng)來(lái)控制供電損耗，減少資源浪費(fèi)，在低電耗時(shí)更注重降低能耗。

利用配電自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行合理的調(diào)度，可以幫助人們更深入地了解整個(gè)配電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)，并對(duì)相關(guān)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行分析和采集，從而更直觀地了解整個(gè)電網(wǎng)的配電位置。當(dāng)電網(wǎng)處于低谷時(shí)，配電自動(dòng)化技術(shù)可以結(jié)合相應(yīng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析工作，從而得到配電網(wǎng)運(yùn)行產(chǎn)生的電能損耗值，并利用信息技術(shù)分析配電網(wǎng)的最佳供電方案，從而降低功耗。

3.4自動(dòng)停機(jī)管理

配電自動(dòng)化技術(shù)還可以解決一段配電網(wǎng)的停電問(wèn)題。及時(shí)觀察配電網(wǎng)故障區(qū)段出現(xiàn)的問(wèn)題，分配周邊區(qū)段，恢復(fù)整個(gè)供電。配電自動(dòng)化技術(shù)可以有效地分析故障區(qū)域的運(yùn)行參數(shù)，從而有效地總結(jié)出整體停電的原因、范圍和影響，幫助檢修人員進(jìn)行相應(yīng)的檢修工作。此外，配電自動(dòng)化技術(shù)還可以進(jìn)行前期的調(diào)配和控制，幫助搶修人員及時(shí)調(diào)配更多的人力資源進(jìn)行電力資源的回收。

4配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)的使用方法

4.1 數(shù)據(jù)模型建設(shè)

基于對(duì)當(dāng)前已開發(fā)出智能控制系統(tǒng)的了解，可以使用IEC61850系統(tǒng)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的所有參數(shù)進(jìn)行收集和處理，此外由于配電網(wǎng)系統(tǒng)中最為關(guān)鍵的設(shè)備為變壓器、配電線纜和配置的繼電保護(hù)裝置等，所以在系統(tǒng)的實(shí)際使用過(guò)程中，智能控制系統(tǒng)的操作過(guò)程主要是面向這類對(duì)象的。例如，對(duì)于變壓器的運(yùn)行參數(shù)，獲取參數(shù)的裝置應(yīng)分配給變壓器的上游電路和下游電路。上游電路應(yīng)記錄變壓器的輸入電壓、電流和功率，輸出端也應(yīng)同時(shí)監(jiān)測(cè)這三個(gè)信息，并將這些信息傳送到控制中心，控制中心可以根據(jù)得到的各種功率參數(shù)，進(jìn)一步分析數(shù)據(jù)誤差是否過(guò)大。在所建立的模型中，所有的信息都需要根據(jù)參數(shù)的使用方法直接進(jìn)行解釋和分析。同時(shí)，在所建立的數(shù)學(xué)模型中，應(yīng)根據(jù)當(dāng)前的參數(shù)變化標(biāo)準(zhǔn)和參數(shù)運(yùn)行狀態(tài)，建立不同的分類機(jī)制，例如對(duì)某一類型的參數(shù)指標(biāo)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)參數(shù)所反映的故障能在一定時(shí)間內(nèi)擴(kuò)展并最終蔓延到整個(gè)配電網(wǎng)系統(tǒng)時(shí)，就可以確定系統(tǒng)具有非常高的安全風(fēng)險(xiǎn)，需要在第一時(shí)間投入到維護(hù)工作中。

4.2網(wǎng)絡(luò)協(xié)議配置

網(wǎng)絡(luò)協(xié)議配置，一是形成不同層次的對(duì)應(yīng)體系，二是構(gòu)建一個(gè)一對(duì)一的對(duì)應(yīng)體系，對(duì)各種數(shù)據(jù)和操作狀態(tài)進(jìn)行對(duì)應(yīng)。在使用IEC61850協(xié)議的過(guò)程中，可以建立SCSM映射關(guān)系，從而對(duì)所有的通信協(xié)議進(jìn)行綁定。最終的綁定結(jié)果在各種技術(shù)的操作標(biāo)準(zhǔn)和參數(shù)之間形成一對(duì)一的對(duì)應(yīng)關(guān)系。在通信協(xié)議的構(gòu)建過(guò)程中，所有的信號(hào)都可以傳送到配置好的模型中，模型可以根據(jù)相關(guān)信息的后續(xù)調(diào)整方案得到被控對(duì)象的相關(guān)參數(shù)。比如對(duì)于變壓器設(shè)備，由于存在各種參數(shù)對(duì)應(yīng)不同故障類型的設(shè)備，在后續(xù)的協(xié)議使用中，通過(guò)各種參數(shù)的協(xié)調(diào)和使用，可以實(shí)現(xiàn)安全問(wèn)題與各種數(shù)據(jù)信號(hào)的精確對(duì)接，以便更好地查明故障原因。

4.3設(shè)備互操作系統(tǒng)

該方法的原理是被控對(duì)象利用被控對(duì)象的相關(guān)信息做出相應(yīng)的響應(yīng)動(dòng)作，這種動(dòng)作可以直接調(diào)節(jié)配電網(wǎng)系統(tǒng)的后續(xù)運(yùn)行狀態(tài)。在具體的建設(shè)階段，一方面可以投入人力資源，使所獲得的各種信息得到準(zhǔn)確的傳遞和構(gòu)建。另一方面，信息自動(dòng)控制系統(tǒng)還可以通過(guò)RFID技術(shù)將所有信息傳遞給相關(guān)的控制對(duì)象，從而在第一時(shí)間檢測(cè)到系統(tǒng)中的各種安全隱患，形成短期的排查結(jié)果，之后需要專業(yè)人員參與工作，從而實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)系統(tǒng)故障的根本排除。

4.3配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)的安全運(yùn)行管理方法

人員配置應(yīng)根據(jù)配電網(wǎng)系統(tǒng)的覆蓋范圍和連接渠道，配電網(wǎng)設(shè)備的重要性和復(fù)雜性，以及合格和有經(jīng)驗(yàn)人員的分布情況，使這些人員能夠更廣泛、更全面地參與相關(guān)工作。比如在人員配置過(guò)程中，要根據(jù)系統(tǒng)目前的運(yùn)行狀況和特殊的工作指標(biāo)，綜合討論系統(tǒng)的實(shí)際故障參數(shù)。例如，對(duì)于配電網(wǎng)系統(tǒng)中的變壓器，需要配備專業(yè)的電力維護(hù)人員，并持有國(guó)家頒發(fā)的相關(guān)運(yùn)行資質(zhì)證書，所產(chǎn)生的各種信息需要進(jìn)行準(zhǔn)確、科學(xué)的配置，從而使得到的工作計(jì)劃和分析結(jié)果可供使用。

在信息分析中，通過(guò)構(gòu)建的安全管理機(jī)制和相關(guān)系統(tǒng)，對(duì)所有信息進(jìn)行準(zhǔn)確配置，并根據(jù)當(dāng)前的故障信息，將故障關(guān)系分發(fā)給專業(yè)人員，使獲取的信息系統(tǒng)能夠使用。在信息分析方面，一方面要根據(jù)系統(tǒng)的具體運(yùn)行狀況和工作計(jì)劃，協(xié)調(diào)和構(gòu)建專業(yè)工作思路;另一方面，在已建成的信息系統(tǒng)中，根據(jù)不同的故障表現(xiàn)和故障原因，對(duì)各種安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分級(jí)，并在向?qū)I(yè)人員發(fā)布工作信號(hào)時(shí)，將信息直接傳輸，使檢修人員了解專業(yè)工作過(guò)程中需要遵守的安全工作思路，了解各種設(shè)施的專業(yè)使用方案。

在防火墻配置過(guò)程中，首先要根據(jù)物理防火墻的配置要求和工作模式，對(duì)所有硬件設(shè)施進(jìn)行準(zhǔn)確的組裝。其次，在防火墻中加入軟件防火墻，與物理防火墻形成協(xié)同操作關(guān)系。最后，定期或不定期檢查這兩類防火墻。對(duì)于物理防火墻，可以配置到日常維護(hù)工作系統(tǒng)中，保證最終的工作效果可以升級(jí)。在配置工作中，必須按照防火墻的使用說(shuō)明和操作方案對(duì)配置結(jié)果進(jìn)行說(shuō)明，特別是防火墻內(nèi)各種跳線的連接和組裝，供配電系統(tǒng)的建設(shè)必須符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，為了防止防火墻在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中不能正常穩(wěn)定工作。對(duì)于軟件防火墻，專業(yè)軟件開發(fā)公司可以根據(jù)系統(tǒng)的運(yùn)行方案和要求完成軟件開發(fā)工作，并應(yīng)能與物理防火墻形成融合關(guān)系。

4.4 合理調(diào)度電力

配電自動(dòng)化技術(shù)不僅促進(jìn)了配電網(wǎng)的安全運(yùn)行，而且實(shí)現(xiàn)了在配電網(wǎng)用電高峰的背景下，根據(jù)用戶的用電需求進(jìn)行有效的功率分配，從而有效緩解配電網(wǎng)的供電壓力。同時(shí)，在低功耗狀態(tài)下，系統(tǒng)化配置也是降低電能損耗的有效手段。一般來(lái)說(shuō)，用電高峰和用電低谷是配電網(wǎng)部署必須經(jīng)歷的階段。對(duì)于用電高峰，要把保障配電網(wǎng)供電作為重點(diǎn)內(nèi)容，在應(yīng)用部署下保證配電網(wǎng)正常供電。對(duì)于正常供電和低功耗時(shí)期，應(yīng)注重配電效率，以降低配電損耗。配電自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用是配電網(wǎng)運(yùn)行部署人員更好、更深入地了解配電網(wǎng)運(yùn)行狀況的重要手段。以配電網(wǎng)運(yùn)行參數(shù)的采集和分析為路徑，直觀地了解和掌握配電網(wǎng)的負(fù)荷程度、平滑程度和配電位置，在此基礎(chǔ)上促進(jìn)配電網(wǎng)電力調(diào)配的實(shí)現(xiàn)，為了保證配電網(wǎng)供電的高效化和智能化，電力供應(yīng)的重點(diǎn)領(lǐng)域是保證供電。針對(duì)配電網(wǎng)供電的正常或低狀態(tài)，利用配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)的信息采集與分析功能，對(duì)配電網(wǎng)的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)有效、合理地采集網(wǎng)損數(shù)據(jù)，并借助信息處理能力制定和計(jì)算配電網(wǎng)供電方案，使配電網(wǎng)供電損耗在原始數(shù)據(jù)中得到顯著降低。

結(jié)束語(yǔ)

總之，配電網(wǎng)是連接電網(wǎng)和用戶的重要橋梁。然而，由于其用戶數(shù)量龐大、配電網(wǎng)復(fù)雜，重視配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用對(duì)配電網(wǎng)的安全運(yùn)行和效率具有重要意義。

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