配電自動化技術(shù)應(yīng)用與配電網(wǎng)安全運(yùn)行管理

北方國家版權(quán)交易中心有限公司 楊志堅

國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展對電力需求逐年攀升，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，電子智能產(chǎn)品的不斷優(yōu)化，對電力的需求量逐年增加，電力行業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占據(jù)重要的地位，電力生產(chǎn)的安全和電力供需的穩(wěn)定，關(guān)系到人民的生命權(quán)和社會的安全穩(wěn)定，也關(guān)系到各行各業(yè)的發(fā)展。眾所周知，電力生產(chǎn)的特點(diǎn)是自動化程度高。作為一個龐大而復(fù)雜的電力生產(chǎn)、流通、醫(yī)療設(shè)施和電力設(shè)備，它構(gòu)成了我國的網(wǎng)絡(luò)、分配和消費(fèi)過程[1]。在電廠、輸電線路、地方系統(tǒng)聯(lián)合運(yùn)行中，如果其中一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障，就會中斷正常的電力輸送，對經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生重大影響[2]。隨著自動化技術(shù)的出現(xiàn)，國家配網(wǎng)自動化水平不斷提升，對于電網(wǎng)安全運(yùn)行的影響也逐漸加深，配電網(wǎng)自動化技術(shù)的應(yīng)用組成了配電網(wǎng)的自動化系統(tǒng)，本文以配電網(wǎng)自動化技術(shù)系統(tǒng)對配電網(wǎng)安全運(yùn)行的影響，提出配電網(wǎng)安全運(yùn)行的有效控制措施。

1 配電自動化系統(tǒng)對配電網(wǎng)安全運(yùn)行的影響

配電自動化系統(tǒng)中應(yīng)用的自動化技術(shù)包括數(shù)據(jù)采集技術(shù)、自動化饋線技術(shù)、自動停電協(xié)調(diào)技術(shù)、仿真技術(shù)等在內(nèi)，配電自動化系統(tǒng)主要的組成部分包含通信系統(tǒng)、配電終端、以及配電主、子站等見圖1所示，配電主站是配電自動化系統(tǒng)的主要核心部分，能夠?yàn)榕潆娤到y(tǒng)提供數(shù)據(jù)采集與儲存的作用，并實(shí)現(xiàn)自動停電協(xié)調(diào)和監(jiān)控，保證電網(wǎng)的安全運(yùn)行；配電子站的主要作用的緩解主站的通信壓力，構(gòu)成一個完整的通信系統(tǒng)，并對所控制區(qū)域進(jìn)行穩(wěn)定性監(jiān)測；配電終端是自動化輸出設(shè)備，其利用自動化饋線技術(shù)，以及仿真技術(shù)等，與配電主、子站以及通信系統(tǒng)共同自稱完整的配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)。

圖1 配電自動化系統(tǒng)組成

配電網(wǎng)的安全運(yùn)行指標(biāo)之一是供電可靠性（RS），配電網(wǎng)的安全運(yùn)行對于居民用電有著重要的影響，我國目前80%的用戶停電問題的原因是由配電網(wǎng)故障造成的，影響配電網(wǎng)安全運(yùn)行的因素也是由多方面組成的，本文中配電網(wǎng)安全運(yùn)行主要判斷之一的供電可靠率（RS）計算公式如下：

式中，tb為用戶平均停電時間，ty為統(tǒng)計周期時長。對于公式（1）用戶平均停電時間tb主要與故障區(qū)域定位時間tj、故障區(qū)域隔離時間ti以及人工故障查找及修復(fù)時間tr相關(guān)。

本文為提出配電網(wǎng)安全運(yùn)行的有效控制措施，下面主要分析配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)對配電網(wǎng)安全運(yùn)行的影響。

1.1 配電主、子站對配電網(wǎng)安全運(yùn)行的影響

在自動化系統(tǒng)中的配電主站與子站，承擔(dān)了配電系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息處理及傳遞功能，屬于通信系統(tǒng)的中樞控制系統(tǒng)，在配電系統(tǒng)安全運(yùn)行過程中，配電系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性與配電主站規(guī)模大小息息相關(guān)。一是配電主站規(guī)模過大，此時無需配備配電子戰(zhàn)，但是需要投入的維護(hù)資金增加，區(qū)域內(nèi)的配電系統(tǒng)終端所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息，以及配電系統(tǒng)的故障信息等，在配電主站中占據(jù)小部分，導(dǎo)致配電主站的利用率降低，對于配電企業(yè)和系統(tǒng)來說，高投入和低利用率，導(dǎo)致了電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益降低；二是配電主站規(guī)模過小，需要配備配電子站，配電主站規(guī)模過小，就導(dǎo)致在數(shù)據(jù)處理方面的能力降低，故障信息有可能得不到及時的處理，用戶的平均停電時長就會增加，不利于配電系統(tǒng)的安全運(yùn)行和可靠性的提升。因此，配電主、子站需要和配電自動化系統(tǒng)協(xié)調(diào)，數(shù)據(jù)處理的能力進(jìn)行匹配協(xié)調(diào)，從而提升主配電系統(tǒng)的安全運(yùn)行能力。

1.2 配電終端對配電網(wǎng)安全運(yùn)行的影響

配電終端自動化類型主要有“二遙”終端包含遙測和遙信兩項(xiàng)功能，“三遙”終端在“二遙”基礎(chǔ)上增加了遙控功能，配電終端的類型和數(shù)量對配電網(wǎng)的安全員運(yùn)行有著重要的影響，配電終端可以通過自動化饋線技術(shù)，影響故障造成的停電原因，縮短故障造成的停電市場，從而縮短用戶平均停電時長，配電終端還可以饋線分隔，從減小停電區(qū)域，以此來達(dá)到提升配電系統(tǒng)安全運(yùn)行的目的。

從安裝類型上看，“二遙”終端模塊不具備遙控功能，不需要對分段開關(guān)進(jìn)行改造，可以使用GPRS 技術(shù)實(shí)現(xiàn)通信，投資費(fèi)用較低，可以縮小故障定位區(qū)間，為人工查找故障減小范圍和難度，減小tr，從而達(dá)到縮短tb的目的；但無法自動隔離故障，ti相對較大。“三遙”終端模塊可以快速定位故障、自動隔離故障，tj與ti較小，減小用戶停電時間，對提高供電可靠性有較大幫助，但其費(fèi)用比較高。從安裝數(shù)量上看，安裝數(shù)量越多，線路的分段數(shù)越多，故障區(qū)間定位更加精確，可以有效縮短tr，減小停電范圍；但是安裝“二遙”終端的線路需要進(jìn)行多次重合閘來判別故障區(qū)間，安裝數(shù)量過多可能會造成重合閘次數(shù)多，對設(shè)備造成一定損害，且故障切除時間相對較長。

無論是“二遙”還是“三遙”，對于配電網(wǎng)的安全運(yùn)行都有促進(jìn)作用，根據(jù)電力企業(yè)的具體情況，和配電網(wǎng)的運(yùn)行情況，合理選擇“二遙”或“三遙”配電終端。

1.3 通信系統(tǒng)對配電網(wǎng)安全運(yùn)行的影響

配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)中的通信系統(tǒng)是銜接樞紐，能夠?qū)⑴潆娊K端產(chǎn)生的數(shù)據(jù)傳輸?shù)脚潆娭髡局?，由配電主要進(jìn)行數(shù)據(jù)的整理和分析，最終再通過通信系統(tǒng)將數(shù)據(jù)信息反饋到配電終端上，實(shí)現(xiàn)自動化處理。通信系統(tǒng)與配電主站需要協(xié)調(diào)匹配，當(dāng)配電通信系統(tǒng)信息運(yùn)輸慢，信息阻塞時，說明通信通道過小，與配電主站不匹配，配電網(wǎng)中的數(shù)據(jù)信息得不到及時的處理，故障率提升[3]，導(dǎo)致配電系統(tǒng)的停電時長增加，配電網(wǎng)安全運(yùn)行受到威脅；當(dāng)通信系統(tǒng)精度較小時，數(shù)據(jù)傳輸?shù)腻e誤率上升，導(dǎo)致配電主站采取錯誤的應(yīng)對措施，從而影響配電網(wǎng)安全運(yùn)行的效果，利用光纖通信技術(shù)，可以有效的降低通信數(shù)據(jù)傳輸錯誤的概率，提升自動化配電網(wǎng)的安全運(yùn)行可靠性。

2 配電網(wǎng)安全運(yùn)行的有效控制措施

2.1 加強(qiáng)配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)設(shè)備安全管理

要提升配電系統(tǒng)設(shè)備的安全運(yùn)行能力及自動化水平，就需要加強(qiáng)對配電系統(tǒng)設(shè)備的安全管理體系，具體的措施有以下幾點(diǎn)：一是對配電系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行定期的安全維護(hù)，對配電系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行安全調(diào)試和運(yùn)行，在運(yùn)行的過程中排除可能存在的風(fēng)險，并對可能出現(xiàn)的故障問題進(jìn)行預(yù)防[4]，通過及時的檢修維護(hù)等措施，穩(wěn)定配電系統(tǒng)設(shè)備的安全運(yùn)行能力，從而提升電力企業(yè)配電系統(tǒng)能力；二是配電系統(tǒng)設(shè)備出現(xiàn)故障或老化的情況時，檢修維護(hù)人員和電力企業(yè)相關(guān)工作管理人員，應(yīng)該及時到進(jìn)行設(shè)備的更新和換代，以便于電力企業(yè)更好地進(jìn)行電力的管理，從而提升電力企業(yè)的配電系統(tǒng)質(zhì)量[5]，為用戶提供更高質(zhì)量的配電系統(tǒng)服務(wù)；三是在配電系統(tǒng)線路和配電系統(tǒng)站整體規(guī)劃上做好設(shè)計，一個良好的配電系統(tǒng)線路和配電系統(tǒng)站的配合，能夠降低電力企業(yè)的投資成本，擴(kuò)大企業(yè)的投資利潤空間，在降低投資成本的基礎(chǔ)上，還能根據(jù)不同的地形設(shè)計不同的配電系統(tǒng)方案，保證電力企業(yè)配電系統(tǒng)系統(tǒng)的安全運(yùn)行，能夠有效的避免自然災(zāi)害對輸配電系統(tǒng)線路的影響；四是電力企業(yè)應(yīng)該引進(jìn)最先進(jìn)的技術(shù)，在現(xiàn)有的技術(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新和升級，并加強(qiáng)對技術(shù)人員的培訓(xùn)和考核，為電力企業(yè)配輸電系統(tǒng)，提供更高的技術(shù)支持。

2.2 利用防火墻提升配電網(wǎng)系統(tǒng)安全網(wǎng)絡(luò)

根據(jù)電力企業(yè)及配電網(wǎng)實(shí)際情況，選擇適應(yīng)于企業(yè)的防火墻軟件，以防火墻軟件為基礎(chǔ)，結(jié)合物理防火墻，強(qiáng)化輸配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)安全性，針對電力企業(yè)配電網(wǎng)存在的網(wǎng)絡(luò)安全問題，展開深入的檢查和檢測工作，模擬網(wǎng)絡(luò)安全問題，測量防火墻的預(yù)防能力，進(jìn)一步提升防火墻的安全等級。

2.3 加強(qiáng)配電網(wǎng)輸配電線路的防雷性能

自然災(zāi)害中的雷電對于配電網(wǎng)安全運(yùn)行的影響程度最大，為避免雷電對配電網(wǎng)安全運(yùn)行的影響，在配電網(wǎng)自動化設(shè)備中合適的位置安裝防雷裝置[6]，防雷裝需要較高的耐雷水平，同時能夠預(yù)防雷擊時對配電網(wǎng)自動化設(shè)備造成的跳閘影響，防雷裝中的桿塔在接地時，應(yīng)該要降低接地電阻值，通常接地電阻值應(yīng)低于10Ω；預(yù)防雷電的措施還可以添加耦合電線，防雷裝置的主要作用是降低配電網(wǎng)遭受雷電攻擊的可能性，并提升分流、耦合的效果，因此添加耦合電線可以強(qiáng)化高耦合作用，分擔(dān)絕緣子的工作壓力，達(dá)到穩(wěn)定輸配電線路安全運(yùn)行的目的。

2.4 安全運(yùn)行自動化設(shè)備

配電網(wǎng)安全運(yùn)行與自動化水平的有著密不可分的關(guān)系，想要安全運(yùn)行自動化設(shè)備，首先可以制定預(yù)防性措施，控制設(shè)備在自動化運(yùn)行過程中的狀態(tài)，利用參數(shù)設(shè)置，預(yù)防故障發(fā)生的概率，在可能發(fā)生故障時，提前做出應(yīng)對措施，對故障可能發(fā)生地點(diǎn)進(jìn)行排查，確保電網(wǎng)的安全運(yùn)行[5]；其次自動化設(shè)備安全運(yùn)行參數(shù)的精確度確定，在配電系統(tǒng)安全運(yùn)行中，自動化設(shè)備的參數(shù)精確度，能夠預(yù)防故障率的進(jìn)一步擴(kuò)大，加強(qiáng)自動化設(shè)備安全運(yùn)行的狀態(tài)，從而保證配電網(wǎng)安全運(yùn)行。

2.5 自動化配電系統(tǒng)故障檢測的應(yīng)用

自動化配電系統(tǒng)可以有效的避免電力系統(tǒng)在運(yùn)行中可能存在的風(fēng)險，降低電力系統(tǒng)故障的發(fā)生率。當(dāng)前的電力輸電系統(tǒng)的自動化配電系統(tǒng)與高新技術(shù)相結(jié)合，運(yùn)用大數(shù)據(jù)以及最新算法，能夠在電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，準(zhǔn)確的定位到故障發(fā)生的地點(diǎn)，并且判斷出電力系統(tǒng)故障的類型，目前電力系統(tǒng)的自動化配電系統(tǒng)主要有以下幾種特征：一是電力系統(tǒng)自動化配電系統(tǒng)的靈敏性提升，當(dāng)電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)在所設(shè)定的參數(shù)閾值內(nèi)進(jìn)行浮動時，繼電保護(hù)系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)，當(dāng)數(shù)值變化超過參數(shù)閾值時，自動化配電系統(tǒng)就會及時啟動，避免故障損害的進(jìn)一步擴(kuò)大，剛出現(xiàn)的故障危害性較大時，自動化配電系統(tǒng)就會及時切斷電源，從而保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行；二是電力系統(tǒng)自動化配電系統(tǒng)的技術(shù)先進(jìn)，當(dāng)前電力系統(tǒng)自動化配電系統(tǒng)，綜合了當(dāng)前所有的高新技術(shù)，在時代的發(fā)展中不斷進(jìn)步，并且能夠綜合通訊技術(shù)以及計算機(jī)技術(shù)等，實(shí)現(xiàn)電源系統(tǒng)信息的傳輸提升，并且在排除故障能力等方面有了大幅度的提升，除了能夠利用算法精準(zhǔn)進(jìn)行故障源排查之外[6]，還能準(zhǔn)確的判斷故障的類型，并提出相應(yīng)的解決措施，為電力輸電系統(tǒng)安全提供了強(qiáng)有力的保障。

2.6 強(qiáng)化用電安全理念

電力資源的生產(chǎn)、加工和應(yīng)用給人們帶來了更多的便利，但電力資源是多方面的，在安全的環(huán)境中應(yīng)用增強(qiáng)了對生命的動態(tài)支撐，在隱蔽的環(huán)境中應(yīng)用必然會引發(fā)嚴(yán)重的安全事故。造成生命財產(chǎn)損失等不可估量的損失。電力安全事故強(qiáng)化是電力安全管理執(zhí)法權(quán)力的基礎(chǔ)和最重要的組成部分。除宣傳電力安全思想外，開展各類技術(shù)培訓(xùn)教育、各類安全事故分析等應(yīng)是主要工作[2]。為防止安全事故再次發(fā)生，應(yīng)加強(qiáng)事故分析排查，加強(qiáng)現(xiàn)場走訪講解，讓大家從安全事故中吸取教訓(xùn)，高度重視自己的工作態(tài)度。同時，還要從思想上滲透和鞏固國家電力部門的執(zhí)法、安全管控措施、處罰措施和補(bǔ)償制度。通過這種方式，不斷提高工作人員的業(yè)務(wù)水平和業(yè)務(wù)素質(zhì)，督促員工更加認(rèn)真地對待工作，在工作過程中牢記安全知識，自覺嚴(yán)格遵守規(guī)章制度。和電力公司的規(guī)定，每一個條款都記在心里。通過學(xué)習(xí)和培訓(xùn)，所有員工都能清楚地了解需要特別注意的安全方面以及安全管理在工作中的重要性。

3 結(jié)語

綜上，當(dāng)前配電系統(tǒng)安全問題成為人們關(guān)注的熱點(diǎn)，需要加強(qiáng)配電系統(tǒng)安全保障研究和安全管理措施應(yīng)用，全面提升配電系統(tǒng)線路安全管理等安全問題。在研究配電自動化系統(tǒng)對于配電網(wǎng)安全運(yùn)行影響的基礎(chǔ)上，提出控制配電網(wǎng)安全員運(yùn)行的措施。