智能電網(wǎng)中配電自動(dòng)化技術(shù)的研究

李穎敏，楊 楊

（國(guó)網(wǎng)江蘇省電力有限公司灌南縣供電分公司，江蘇 連云港 222500）

引言

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高度發(fā)展為智能化設(shè)備的推廣提供了可能，為了提高供電質(zhì)量與效率，提高用戶(hù)滿(mǎn)意度，將智能化設(shè)備引入到變電所、配網(wǎng)中，依靠智能化系統(tǒng)的大數(shù)據(jù)收集與分析來(lái)保證電網(wǎng)的正常運(yùn)行，自動(dòng)化技術(shù)是智能化實(shí)施的保障與前提，深入研究配電自動(dòng)化技術(shù)對(duì)智能化發(fā)展有著深刻研究意義與研究?jī)r(jià)值[1]。

1 配電自動(dòng)化技術(shù)解讀

1.1 配電自動(dòng)化技術(shù)的含義

智能化技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于大數(shù)據(jù)的收集與分析，這些功能實(shí)現(xiàn)的前提便是配網(wǎng)中高度的自動(dòng)化，使用配電自動(dòng)化技術(shù)室智能配網(wǎng)的先決條件。具體來(lái)說(shuō)，配電自動(dòng)化指的是通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、5G網(wǎng)絡(luò)等信息手段，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和記錄配網(wǎng)中各設(shè)備、儀器儀表的運(yùn)行數(shù)據(jù)與信息，整合成為系統(tǒng)中的地圖信息，將整個(gè)配網(wǎng)集成為數(shù)字化的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，自動(dòng)化技術(shù)起到監(jiān)控、記錄、報(bào)警、保護(hù)等作用。

按照配網(wǎng)的組成，配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)一般分為三個(gè)部分：10 kV配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)；變電所自動(dòng)化系統(tǒng)；管理操作自動(dòng)化系統(tǒng)。

1.2 配電自動(dòng)化技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展歷程

在自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的初期，我國(guó)還未實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)技術(shù)在配網(wǎng)中的使用，所謂自動(dòng)化也僅僅可以達(dá)到各類(lèi)開(kāi)關(guān)組件、分段器的自動(dòng)控制，當(dāng)配網(wǎng)需要檢修或故障停電時(shí)，通過(guò)遠(yuǎn)程控制斷路器、分段器的開(kāi)合，減少人員的操作。發(fā)展初期，我國(guó)電氣設(shè)備的生產(chǎn)能力和技術(shù)水平不足，城市和農(nóng)村的自動(dòng)化分段器多使用美國(guó)、日本進(jìn)口設(shè)備，具有價(jià)格高、維護(hù)困難、存在技術(shù)壁壘等問(wèn)題。此階段我國(guó)自動(dòng)化技術(shù)的程度并不高，無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)配網(wǎng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)功能，出現(xiàn)故障時(shí)也很難在第一時(shí)間找到故障點(diǎn)，在對(duì)故障原因出現(xiàn)誤判時(shí)，有可能因分段器的啟停對(duì)配網(wǎng)造成沖擊[2]。

網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的運(yùn)用極大豐富了配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)的功能，配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展到今天，已經(jīng)形成完善為多種自動(dòng)化功能的、較為完善的智能化系統(tǒng)，如仿真調(diào)度系統(tǒng)、配網(wǎng)地圖系統(tǒng)、第一種和第二種電氣工作票管理系統(tǒng)[3]。

2 智能電網(wǎng)中配電自動(dòng)化技術(shù)的重要性

通過(guò)應(yīng)用智能電網(wǎng)技術(shù)，電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和運(yùn)行效率顯著提升，這也堅(jiān)定了電力企業(yè)繼續(xù)大力發(fā)展智能化電網(wǎng)的決心。在智能電網(wǎng)高效運(yùn)行的過(guò)程中，可以準(zhǔn)確地收集各類(lèi)運(yùn)行數(shù)據(jù)，為工程技術(shù)人員提供可靠、有效的數(shù)據(jù)支撐。當(dāng)電網(wǎng)出現(xiàn)故障時(shí)，可以通過(guò)智能化控制故障區(qū)域，進(jìn)行有效隔斷后縮小停電影響范圍，可以減輕工程技術(shù)人員的維護(hù)力度，提升用戶(hù)的用電體驗(yàn)。

3 現(xiàn)階段智能配電網(wǎng)領(lǐng)域存在的問(wèn)題

3.1 設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)性不足

由于目前在用的電力設(shè)施大多已使用多年，進(jìn)行智能配電網(wǎng)改造時(shí)往往存在改造工程要求與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)施不符的情況，對(duì)于施工的嚴(yán)謹(jǐn)性很難進(jìn)行把控。強(qiáng)行加入智能化控制系統(tǒng)后，容易導(dǎo)致與現(xiàn)有系統(tǒng)的沖突和功能上的缺失，很難使智能化功能得到充分體現(xiàn)，甚至?xí)又仉娋W(wǎng)運(yùn)行的負(fù)荷，產(chǎn)生一定的安全影響。

3.2 分布不夠均衡

由于我國(guó)地域因素的影響，智能電網(wǎng)使用在不同地區(qū)的使用程度也不盡相同，這與區(qū)域的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和人口密集程度有關(guān)，從全國(guó)電力系統(tǒng)的發(fā)展是不利的，影響了國(guó)內(nèi)電力系統(tǒng)發(fā)展的平衡性。

3.3 自動(dòng)化技術(shù)不夠完善

雖然我國(guó)智能電網(wǎng)的自動(dòng)化技術(shù)取得了一定的發(fā)展成果，但與歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家相比，仍無(wú)法躋身先進(jìn)水平，主要原因是部分設(shè)備設(shè)施的國(guó)產(chǎn)化程度不高，如變頻器的使用電力工程技術(shù)人員在性能上更愿意選擇羅克韋爾、施耐德、西門(mén)子等品牌，從電力系統(tǒng)的戰(zhàn)略發(fā)展意義上來(lái)說(shuō)，對(duì)穩(wěn)定性產(chǎn)生了隱患。

4 提高智能配電網(wǎng)中自動(dòng)化程度的措施

4.1 建立統(tǒng)一管理的電力信息技術(shù)系統(tǒng)

建立統(tǒng)一管理的電力信息技術(shù)系統(tǒng)有助于各臺(tái)區(qū)、各區(qū)域信息的快速、準(zhǔn)確傳遞。當(dāng)電力信息技術(shù)在整體自動(dòng)化系統(tǒng)中的比重得以增加后，區(qū)域內(nèi)能夠?qū)收系男畔⑦M(jìn)行統(tǒng)一判斷與決策，避免因指令的不一致導(dǎo)致事故處理時(shí)間延長(zhǎng)或事故影響擴(kuò)大，使整個(gè)電網(wǎng)信息管理高度集中。

4.2 優(yōu)化各部門(mén)之間信息自動(dòng)化領(lǐng)域的分配

在電力企業(yè)各部門(mén)之間的協(xié)作中，經(jīng)常發(fā)生職能部門(mén)不了解生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)，導(dǎo)致人員安排不合理，指令下發(fā)不符合實(shí)際情況的現(xiàn)象。所以在推廣使用智能電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)的過(guò)程中，還要優(yōu)化各部門(mén)之間各類(lèi)信息的分配，使得所有的部門(mén)都能了解配網(wǎng)的運(yùn)行狀況，對(duì)電力和人員進(jìn)行科學(xué)的分配。在電力信息系統(tǒng)得到統(tǒng)一管理的前提下，數(shù)據(jù)的真實(shí)性和有效性得到保障，工程技術(shù)人員在運(yùn)維中便可以高效完成工作，保證自動(dòng)化運(yùn)行的穩(wěn)定性，提高了配網(wǎng)整體的運(yùn)行效率。

4.3 充分利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

隨著5G技術(shù)的普及，可以將此類(lèi)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)引入到配網(wǎng)智能化、自動(dòng)化的管理中，利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以對(duì)智能化系統(tǒng)收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸與診斷，在遇到難以解決的工程技術(shù)問(wèn)題時(shí)，可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)的協(xié)同工作技術(shù)，得到領(lǐng)域內(nèi)專(zhuān)家的指導(dǎo)建議，快速完成故障的排除。使互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能配網(wǎng)中發(fā)揮巨大的作用。值得注意的是，電力系統(tǒng)的使用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的過(guò)程中，應(yīng)提高警惕性，避免因系統(tǒng)漏洞導(dǎo)致病毒和黑客的攻擊進(jìn)而導(dǎo)致配網(wǎng)的巨額損失。電力系統(tǒng)的管理人員可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)云端檢查臺(tái)區(qū)、配網(wǎng)的設(shè)備設(shè)施，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患，并對(duì)配網(wǎng)有深入的了解，有助于各項(xiàng)工作任務(wù)的制定與分配。

5 智能電網(wǎng)中配電自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用

5.1 光纖IP網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)

網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的發(fā)展很大程度上促進(jìn)了配電自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展水平，在電力系統(tǒng)發(fā)展的初期，傳統(tǒng)的通訊技術(shù)存在很多在技術(shù)上無(wú)法解決的弊端，如數(shù)據(jù)交換困難等，從效率上影響了智能配網(wǎng)的進(jìn)一步發(fā)展。而光纖IP網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)極大程度地解決了傳統(tǒng)通訊技術(shù)的弊端，大幅提高了數(shù)據(jù)交換效率，擴(kuò)寬了通訊帶寬，既滿(mǎn)足電力系統(tǒng)的運(yùn)輸需求又可以提高用戶(hù)的用電需求，是智能電網(wǎng)自動(dòng)化的技術(shù)支撐。

5.2 配電網(wǎng)廣域測(cè)控技術(shù)

廣域測(cè)控技術(shù)主要是收集、監(jiān)測(cè)、記錄配網(wǎng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)，是智能電網(wǎng)中必不可少的環(huán)節(jié)，與其他數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)相比，廣域測(cè)控技術(shù)具有顯著的特點(diǎn)，由于通過(guò)廣域測(cè)控的方式收集數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和收集效率極高，并將數(shù)據(jù)進(jìn)行常規(guī)分析，將異常數(shù)據(jù)記錄并做出響應(yīng)。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)管理功能，整理數(shù)據(jù)并控制網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)。

5.3 配電網(wǎng)快速仿真和模擬技術(shù)

配電網(wǎng)快速仿真和模擬技術(shù)是智能電網(wǎng)中自動(dòng)化得以實(shí)現(xiàn)的安全保障，運(yùn)行配電網(wǎng)快速仿真和模擬技術(shù)時(shí)，可以在配網(wǎng)中模擬產(chǎn)生各類(lèi)異常數(shù)據(jù)對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行安全檢驗(yàn)，查找系統(tǒng)中的漏洞與隱患，提前將其暴露出來(lái)并給出合理化建議進(jìn)行整改。其中聚合分析和潮流計(jì)算是配電網(wǎng)快速仿真和模擬技術(shù)的主要運(yùn)用場(chǎng)所。

6 結(jié)語(yǔ)

不斷加強(qiáng)和推進(jìn)智能電網(wǎng)中配電自動(dòng)化技術(shù)的研究是提高我國(guó)電力系統(tǒng)運(yùn)行效率，保證供電質(zhì)量的必經(jīng)之路，從事電力系統(tǒng)的工程技術(shù)人員應(yīng)著重研究不同途徑提高自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)步的方法，利用信息技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)推動(dòng)配電自動(dòng)化技術(shù)持續(xù)向好發(fā)展。