電力工程輸配電及用電工程自動(dòng)化運(yùn)行解析

尹訓(xùn)廣 孟現(xiàn)永

[摘 ? ?要]實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)輸配電以及用電工程的自動(dòng)化運(yùn)行，不僅可以實(shí)現(xiàn)電能的調(diào)度、分配，而且可以保障供電穩(wěn)定性、安全性，能夠從整體上提高電力系統(tǒng)運(yùn)行效率，滿足社會(huì)各領(lǐng)域用電需求。自動(dòng)化運(yùn)行作為輸配電以及用電工程發(fā)展的主要趨勢(shì)，電力部門以及相關(guān)工作人員要全面了解電力自動(dòng)化的特點(diǎn)優(yōu)勢(shì)，能夠從當(dāng)前電力系統(tǒng)的實(shí)際情況出發(fā)，合理應(yīng)用電力自動(dòng)化技術(shù)，從整體上提高電力工程輸配電與用電科學(xué)性、有效性，以促進(jìn)我國(guó)電力系統(tǒng)的整體優(yōu)化與發(fā)展。

[關(guān)鍵詞]電力工程;輸配電自動(dòng)化;用電自動(dòng)化;運(yùn)行

[中圖分類號(hào)]TM76 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號(hào)]2095–6487（2022）05–0–03

Analysis of Automatic Operation of Power Transmission and Distribution

Engineering and Power Consumption Engineering

Yin Xun-guang，Meng Xian-yong

[Abstract]Realizing the automatic operation of power system transmission and distribution and power consumption engineering can not only better realize the dispatching and distribution of electric energy， but also effectively ensure the stability and security of power supply， improve the operation efficiency of power system as a whole and meet the power demand in all fields of society. As the main trend of the development of power transmission and distribution and power consumption engineering， the power department and relevant staff should fully understand the characteristics and advantages of power automation， be able to reasonably apply power automation technology from the actual situation of the current power system， and improve the scientificity and effectiveness of power transmission and distribution and power consumption of power engineering as a whole， so as to promote the overall optimization and development of China's power system.

[Keywords]power engineering; transmission and distribution automation; power automation; function

1 電力自動(dòng)化輸配電的特征

電力自動(dòng)化是目前我國(guó)電力系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢(shì)，自動(dòng)化輸配電可以大幅提高電力供應(yīng)的穩(wěn)定性、可靠性、安全性，能夠根據(jù)實(shí)際情況對(duì)電能進(jìn)行自動(dòng)化分配，與過(guò)去的電力技術(shù)相比，電力自動(dòng)化輸配電技術(shù)的優(yōu)勢(shì)顯著。

1.1 便捷性

當(dāng)今社會(huì)，人們生活水平不斷提高，對(duì)電力的需求量也在逐漸增大，對(duì)電力輸配電系統(tǒng)提出了更高的要求。電力自動(dòng)化輸配電的應(yīng)用，可以減少電力系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)，能夠?qū)崿F(xiàn)電能的自動(dòng)化分配[1]、輸送，同時(shí)，還可以對(duì)用電情況進(jìn)行自動(dòng)記錄、監(jiān)控，這些都是過(guò)去人工模式無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。輸配電自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)，也可以降低電力系統(tǒng)發(fā)生故障的概率，提高了供電工程、電力輸配的便捷性。

1.2 智能性

新型電力系統(tǒng)與傳統(tǒng)電力工程相比，電力自動(dòng)化的程度更高，在新技術(shù)的支持下，電力輸配電系統(tǒng)運(yùn)行更加靈活、智能、便捷，電力系統(tǒng)的管轄范圍不斷拓寬，電力系統(tǒng)運(yùn)行負(fù)荷也明顯提升。而輸配電自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)，能夠根據(jù)用戶需求，為其提供個(gè)性化的服務(wù)，系統(tǒng)可以自動(dòng)進(jìn)行電能的分配、輸送、監(jiān)控，這使得電力系統(tǒng)的傳輸質(zhì)量、速度提高，也從整體上提高了電力系統(tǒng)的智能化。

1.3 綜合性

電力輸配電系統(tǒng)十分復(fù)雜，在當(dāng)前電力需求不斷增加的情況下，電力輸配電自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)，能夠極大提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率，保障電力系統(tǒng)有條不紊運(yùn)行。輸配電自動(dòng)化具有自動(dòng)分配電能、監(jiān)控電能的功能，還可以簡(jiǎn)化檢修流程，其強(qiáng)大的綜合性功能特點(diǎn)，為電力輸配電提供有效保障[2]。

2 電力工程輸配電中存在的問(wèn)題

社會(huì)的不斷發(fā)展進(jìn)步，依賴于穩(wěn)定的電力供應(yīng)與電能輸送，各行各業(yè)生產(chǎn)需要大量的電能，因此，我國(guó)電力系統(tǒng)一直處于高負(fù)荷、高消耗的狀態(tài)之中，其中存在很多不穩(wěn)定因素，影響了電力工程自動(dòng)化進(jìn)程。

2.1 能源損耗嚴(yán)重

現(xiàn)階段，輸配電系統(tǒng)中存在著較為嚴(yán)重的能源損耗現(xiàn)象，已經(jīng)受到了人們的廣泛關(guān)注。而造成輸配電能源損耗的原因有很多，如設(shè)備保養(yǎng)不當(dāng)、工作人員管理不到位或者設(shè)備應(yīng)用不當(dāng)?shù)染锌赡軗p耗電能。除此之外，如果設(shè)備未得到及時(shí)更換，也有可能造成能源損耗。目前，人們對(duì)電能的需求量越來(lái)越大，如何最大限度地減少能源損耗，是亟待電力從事人員解決的一大難題。

2.2 技術(shù)開(kāi)發(fā)有限

輸配電及用電工程不僅形式多樣，而且非常復(fù)雜，隨著人們對(duì)電能需求量的不斷增加，電力系統(tǒng)輸配電技術(shù)也面臨著越來(lái)越大的挑戰(zhàn)。若想實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行，則必須做好輸配技術(shù)的改進(jìn)工作。然而，目前輸配電的安全性和穩(wěn)定性相對(duì)較低，而且國(guó)內(nèi)在用電工程自動(dòng)化建設(shè)方面的資金有限，這也在某種程度上影響著電力工程輸配電及用電工程技術(shù)的發(fā)展，導(dǎo)致其無(wú)法達(dá)到當(dāng)代社會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)的要求。

2.3 管理體系不完善

從現(xiàn)階段我國(guó)電力系統(tǒng)的情況來(lái)看，大部分企業(yè)在輸配電自動(dòng)化方面缺乏完善的管理體系，在工作中依舊沿用傳統(tǒng)的處事原則以及工作方法，這就導(dǎo)致電力輸配電與用電工程發(fā)展緩慢，不能滿足當(dāng)前社會(huì)的總體需求。管理體系的不完善，也不利于優(yōu)秀人才的引入，影響了行業(yè)發(fā)展速度。

3 電力工程輸配電及用電工程自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用

從電力工程總體發(fā)展趨勢(shì)出發(fā)，自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用勢(shì)在必行。有關(guān)部門以及技術(shù)人員要根據(jù)當(dāng)前行業(yè)發(fā)展需求，加大自動(dòng)化技術(shù)的投入力度，從整體上提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率和質(zhì)量。

3.1 數(shù)據(jù)采集技術(shù)

在電力輸配電以及用電工程中應(yīng)用數(shù)據(jù)采集技術(shù)，能夠提高系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集質(zhì)量和效率。通過(guò)該技術(shù)能夠?qū)γ總€(gè)環(huán)節(jié)電力參數(shù)進(jìn)行獲取，還能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)輸配電系統(tǒng)、用電情況的遠(yuǎn)程控制。數(shù)據(jù)采集技術(shù)支持下的輸配電與用電系統(tǒng)，具有自動(dòng)數(shù)據(jù)采集、信息顯示、監(jiān)控、報(bào)警處理[3]、信息存儲(chǔ)及報(bào)告、數(shù)據(jù)自動(dòng)計(jì)算等綜合性功能，能夠優(yōu)化系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，并對(duì)不同電力參數(shù)進(jìn)行分級(jí)處理。數(shù)據(jù)采集技術(shù)是通過(guò)對(duì)各種參數(shù)的調(diào)整與傳遞構(gòu)建對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)模型，數(shù)據(jù)取得系統(tǒng)只要面向所有的節(jié)點(diǎn)，就可以保障參數(shù)的可行性。

3.2 自動(dòng)化饋線技術(shù)

自動(dòng)化饋線技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了電力設(shè)備、用戶、配單站房三者的自動(dòng)化聯(lián)系與反饋，能夠極大提高用戶與電力系統(tǒng)的聯(lián)系，可以將用電情況、供電情況及時(shí)反饋給電力部門，從而避免很多電力故障，提高電力運(yùn)行效率和質(zhì)量。

3.2.1 進(jìn)行設(shè)備故障檢測(cè)、研判

該技術(shù)的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)故障設(shè)備的自動(dòng)轉(zhuǎn)移、自動(dòng)隔離，以保障供電設(shè)備的穩(wěn)定、連續(xù)運(yùn)行。其中故障隔離、定位、回復(fù)功能需要通過(guò)配電網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋪?lái)實(shí)現(xiàn)，進(jìn)行故障處理之前，該技術(shù)先要明確配電系統(tǒng)開(kāi)關(guān)的分合情況，再結(jié)合網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，從而在?guī)定時(shí)間內(nèi)完成故障處理。該技術(shù)還能夠準(zhǔn)確定位故障位置，利用饋線終端設(shè)備過(guò)流信號(hào)、故障檢測(cè)警告事件序列以及配電網(wǎng)拓?fù)洌瑢?duì)故障區(qū)域以及饋線進(jìn)行準(zhǔn)確判斷，極大提高了電力系統(tǒng)故障檢測(cè)的效率，為輸配電線路故障排查提供了有力支持。

3.2.2 對(duì)配網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量

依托該技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)配電運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控和測(cè)量，通過(guò)數(shù)據(jù)分析能夠?qū)ο到y(tǒng)是否出現(xiàn)故障進(jìn)行判斷，找到故障的位置，并做出保護(hù)動(dòng)作。通常來(lái)說(shuō)，這項(xiàng)技術(shù)能夠?qū)︷伨€聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)狀態(tài)與饋線分段開(kāi)關(guān)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，這樣一旦出現(xiàn)故障，那么系統(tǒng)就可以及時(shí)做出判斷，并保持系統(tǒng)的連續(xù)、穩(wěn)定運(yùn)行。使得系統(tǒng)故障處理的效率極大提升。

3.2.3 自動(dòng)停電協(xié)調(diào)技術(shù)

該技術(shù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的自動(dòng)停電管理，依托該技術(shù)可以對(duì)系統(tǒng)工作參數(shù)進(jìn)行主動(dòng)監(jiān)控和檢測(cè)，在發(fā)現(xiàn)問(wèn)題之后能夠?qū)?wèn)題進(jìn)行科學(xué)的分析，并能夠結(jié)合問(wèn)題實(shí)際情況制定解決方案。信息協(xié)調(diào)分析過(guò)程中，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)記錄并上傳各種數(shù)據(jù)參數(shù)，結(jié)合這些數(shù)據(jù)參數(shù)構(gòu)建分析模型，針對(duì)故障區(qū)域提出具體的解決方案，為搶修人員進(jìn)行故障檢修提供有力支持。應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)可以在出現(xiàn)故障之后，可以第一時(shí)間對(duì)故障區(qū)域進(jìn)行隔離、搶修，保障電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行[4]。

3.2.4 仿真技術(shù)

仿真技術(shù)在輸配電系統(tǒng)以及用電工程中的應(yīng)用，可以對(duì)不同瞬態(tài)過(guò)程與穩(wěn)態(tài)進(jìn)行測(cè)試，從而及時(shí)了解系統(tǒng)運(yùn)行的情況，并保障電力的連續(xù)供應(yīng)。不僅如此，該項(xiàng)技術(shù)還能夠?yàn)楦黝愲娏υ囼?yàn)提供參考數(shù)據(jù)，能夠?qū)赡艹霈F(xiàn)的事故進(jìn)行預(yù)測(cè)，并制定相關(guān)的方案，可以避免和預(yù)防很多安全事故的發(fā)生，可以為輸配電系統(tǒng)構(gòu)建一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定、安全的測(cè)試環(huán)境。

3.3 計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)

在用電工程中應(yīng)用計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)，可以保障用電工程功能的穩(wěn)定發(fā)揮。計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)的功能非常完善，是多種軟件的集成。該系統(tǒng)是在C/S架構(gòu)上發(fā)展起來(lái)的，在我國(guó)屬于發(fā)展較早并相對(duì)成熟的一種技術(shù)形式，在局域網(wǎng)中應(yīng)用效果非常顯著。這樣技術(shù)已經(jīng)十分成熟，并具有運(yùn)算處理速度快、數(shù)據(jù)儲(chǔ)量大的優(yōu)勢(shì)，在當(dāng)前用電量需求不斷增加的形勢(shì)下，該系統(tǒng)極大提高了用電有效性，也保障了用電的科學(xué)分配和管控。

隨著技術(shù)的不斷升級(jí)、優(yōu)化，計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)也更加完善，B/S架構(gòu)系統(tǒng)逐漸取代了C/S架構(gòu)系統(tǒng)，在新的構(gòu)架下，系統(tǒng)具有多線程應(yīng)用，擴(kuò)展能力更強(qiáng)、安全性能更高，并在電力生產(chǎn)、電力營(yíng)銷、DCS系統(tǒng)等業(yè)務(wù)中得到了廣泛應(yīng)用。

電力系統(tǒng)遙感測(cè)量技術(shù)、終端用戶負(fù)載管理系統(tǒng)等不斷成熟，為計(jì)量數(shù)據(jù)系統(tǒng)的獨(dú)立形成提供了支持。不具備統(tǒng)一的平臺(tái)是無(wú)法實(shí)現(xiàn)資源合并的，相互獨(dú)立的系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)信息孤島的問(wèn)題，因此，加大電力自動(dòng)化系統(tǒng)的研究與應(yīng)用是非常必要的。

4 輸配電及用電工程的自動(dòng)化運(yùn)行維護(hù)措施

4.1 推進(jìn)管理內(nèi)容的標(biāo)準(zhǔn)化

為了能夠最大限度發(fā)揮出自動(dòng)化技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，在輸配電以及用電工程運(yùn)行的過(guò)程中，要從電力系統(tǒng)實(shí)際情況出發(fā)，對(duì)電力管理內(nèi)容進(jìn)行細(xì)化、補(bǔ)充和優(yōu)化，制定科學(xué)、統(tǒng)一的管理標(biāo)準(zhǔn)，提高自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)管理的統(tǒng)一、規(guī)范、高效化。這是新時(shí)期電力系統(tǒng)管理的基礎(chǔ)和前提。

4.2 加強(qiáng)設(shè)備的防潮和控制

輸配電系統(tǒng)與用電工程運(yùn)行過(guò)程中需要大量的電力設(shè)備作為支持，這些設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜，如高溫、高濕環(huán)境等，長(zhǎng)期在這樣的環(huán)境中設(shè)備得不到有效的維護(hù)和保養(yǎng)，非常容易出現(xiàn)故障，進(jìn)而出現(xiàn)各種電力故障。因此，要根據(jù)輸配電與用電工程運(yùn)行圖，并結(jié)合實(shí)際情況綜合分析，加強(qiáng)電力設(shè)備防潮與控制。如在設(shè)計(jì)中選擇高質(zhì)量的外殼材料、適當(dāng)增加散熱器兩端面積，提高系統(tǒng)的導(dǎo)熱性、散熱性。為了避免電力設(shè)備在使用中出現(xiàn)泄漏或者短路的情況，要對(duì)重點(diǎn)位置進(jìn)行密封和防潮處理，以保障設(shè)備能夠在安全、穩(wěn)定的環(huán)境下運(yùn)行[5]。

4.3 強(qiáng)化自動(dòng)化技術(shù)落實(shí)力度

縱觀我國(guó)目前電力系統(tǒng)運(yùn)行的情況，輸配電運(yùn)輸與電力工程中自動(dòng)化運(yùn)行技術(shù)的過(guò)程中依舊存在諸多阻礙和困難。為了提高系電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率，必須要強(qiáng)化自動(dòng)化運(yùn)行技術(shù)的落實(shí)力度，通過(guò)不斷完善控制手段，強(qiáng)化技術(shù)之間的聯(lián)系性。電力部門以及技術(shù)人員要充分利用自動(dòng)化運(yùn)行技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，并結(jié)合電力系統(tǒng)運(yùn)行方式與目前發(fā)展趨勢(shì)，加大新技術(shù)的研究力度以及自動(dòng)化運(yùn)行技術(shù)的應(yīng)用力度，這樣才能夠保障輸配電與用電工程自動(dòng)化的合理性、高效性。

4.4 建立以防火墻為核心的安全體系

自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行依靠的網(wǎng)絡(luò)計(jì)算技術(shù)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)具有開(kāi)放性、共享性，因此，存在一定的安全隱患。那么，為了保障系統(tǒng)運(yùn)行的安全性，必須要建立完善的安全防護(hù)體系，以防火墻為核心，結(jié)合物理防火墻配置、工作模式優(yōu)化硬件設(shè)置。在這個(gè)基礎(chǔ)上，綜合運(yùn)用軟件防火墻、物理防火墻，提高系統(tǒng)安全防護(hù)效果，在這過(guò)程中，要定期對(duì)相關(guān)軟硬件進(jìn)行檢測(cè)，以保障防火墻效果。在應(yīng)用防火墻時(shí)，要充分研讀說(shuō)明書(shū)和操作方法，嚴(yán)格按照步驟和標(biāo)準(zhǔn)安裝連接防火墻，優(yōu)勢(shì)是跳線連接與安裝這個(gè)環(huán)節(jié)要加強(qiáng)規(guī)范，避免由于防火墻安裝不正確、不規(guī)范導(dǎo)致的無(wú)法正常運(yùn)行問(wèn)題。針對(duì)軟件防火墻來(lái)說(shuō)，要通過(guò)專門開(kāi)發(fā)公司結(jié)合系統(tǒng)運(yùn)行需求進(jìn)行開(kāi)發(fā)，可以與物理防火墻有機(jī)結(jié)合，以確保配電網(wǎng)的正常運(yùn)行。

4.5 優(yōu)化輸配電線路的防雷設(shè)置

防雷設(shè)置非常關(guān)鍵，在配電網(wǎng)中要合理引用防雷技術(shù)，以確保自動(dòng)化系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。這項(xiàng)技術(shù)包括兩個(gè)方面，分別是耐雷水平和發(fā)生雷擊時(shí)的跳閘率，這兩個(gè)方面符合標(biāo)準(zhǔn)才能夠應(yīng)用，并保障電網(wǎng)線路的安全運(yùn)行。應(yīng)用防雷技術(shù)的第一步是進(jìn)行合理的避雷裝置配置，以降低配電網(wǎng)在雷雨天氣中遭受雷擊概率，同時(shí)，也可以降低配電網(wǎng)產(chǎn)生電壓效應(yīng)。除此之外，還可以在線路中安裝耦合電線，進(jìn)而提高耦合作用的效果，減少線路當(dāng)中的絕緣子電壓。

4.6 結(jié)合實(shí)際情況科學(xué)進(jìn)行故障檢測(cè)

為了保障自動(dòng)化技術(shù)的有效應(yīng)用，需要根據(jù)實(shí)際情況，定期對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行故障檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)檢測(cè)。故障檢測(cè)可以對(duì)設(shè)備參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，通過(guò)對(duì)參數(shù)的分析能夠判斷系統(tǒng)是否出現(xiàn)故障，從而有效提高系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性、安全性，并緩解工作人員的工作壓力，幫助工作人員在第一時(shí)間明確故障原因，并進(jìn)行及時(shí)搶修。

5 結(jié)束語(yǔ)

輸配電與用電工程的自動(dòng)化運(yùn)行，是我國(guó)電力系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢(shì)。自動(dòng)化運(yùn)行系統(tǒng)能夠進(jìn)行各種運(yùn)行參數(shù)的自動(dòng)獲取記錄、分析，提高了系統(tǒng)的運(yùn)行效率和自動(dòng)化程度。對(duì)自動(dòng)化技術(shù)在輸配網(wǎng)以及用電工程中的應(yīng)用進(jìn)行分析，旨在更好地助力我國(guó)電力系統(tǒng)升級(jí)、優(yōu)化與發(fā)展。

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