配網(wǎng)自動化技術(shù)在配網(wǎng)運維中的應(yīng)用

國網(wǎng)湖北省電力有限公司棗陽市供電公司 張征宇

在電力系統(tǒng)中配電網(wǎng)屬于基礎(chǔ)組成部分，其運行過程能夠?qū)崟r接收電能信息并向用戶電力網(wǎng)上分配。在電網(wǎng)運維階段，自動化技術(shù)的應(yīng)用不但節(jié)約了人力成本還提高了運維效率，為配網(wǎng)安全運行提供重要支持。

電力系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)龐大，配電網(wǎng)在系統(tǒng)整體肩負著中轉(zhuǎn)與分配的職能，可以通過輸電線接收電能，之后向不同用戶終端分配。配電網(wǎng)處于電網(wǎng)系統(tǒng)末端，和輸電網(wǎng)絡(luò)、電氣設(shè)備直接相連。因此配電網(wǎng)不但分布面積廣且線路長，其中電力設(shè)備較多。配電自動化技術(shù)屬于依托計算機、通信、控制等領(lǐng)域技術(shù)對于配電網(wǎng)的運行、用戶、離線、電力等信息進行集成，組合而成自動化運管系統(tǒng)，負責檢測配電系統(tǒng)運行或故障情況，對于配電過程進行控制與管理。因自動化系統(tǒng)組裝結(jié)構(gòu)復(fù)雜，來自于電力企業(yè)、配電系統(tǒng)的數(shù)據(jù)都存在于配電網(wǎng)絡(luò)當中，在自動化技術(shù)的應(yīng)用下能對配電、饋線等展開自動化管理。

1 配網(wǎng)自動化技術(shù)優(yōu)勢及類型

1.1 配網(wǎng)自動化技術(shù)優(yōu)勢

配網(wǎng)操作簡單且安全、高效。和傳統(tǒng)配網(wǎng)控制系統(tǒng)對比，自動化技術(shù)的應(yīng)用能和現(xiàn)代化技術(shù)相互融合，通過無人操控的方式控制管理成本，讓操作流程更加簡化，使供電系統(tǒng)運行效率更高；在配網(wǎng)運行過程配電輸送十分關(guān)鍵，需保證供電系統(tǒng)電能的順利輸送，利用自動化技術(shù)即可攻克運行效率低這一弊端。對比于傳統(tǒng)的配電工作模式，對于配網(wǎng)狀態(tài)監(jiān)測更加及時，能預(yù)防人為操作失誤導(dǎo)致運行故障，保證電力設(shè)施安全[1]。

自動化技術(shù)的運用可改善云端工作環(huán)境，減少人員在極端天氣下展開外業(yè)作業(yè)，保證運維人員安全；提高故障的檢修效率，配電網(wǎng)運行階段故障問題難以避免，自動化技術(shù)應(yīng)用后可對線路故障持續(xù)檢測，采取有效的檢修措施，對于故障快速作出反應(yīng)，將局部電網(wǎng)切斷，控制故障分類，降低對配電網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的影響，降低系統(tǒng)損失?？梢娫谧詣踊夹g(shù)的支撐下能取代大部分的人工作業(yè)，降低配網(wǎng)運維操作難度，讓電力輸送效率和安全性能有效提高。

1.2 配網(wǎng)自動化技術(shù)類型

監(jiān)控自動化。主要指的是依托aram 頻率檢測的監(jiān)控技術(shù)，能搭建實時的監(jiān)測系統(tǒng)，對于終端配網(wǎng)的運行狀態(tài)進行隨時維護。與此同時，依托該技術(shù)還能實時分析配電網(wǎng)的自動化運行狀態(tài)，利用SCADA 打造綜合控制系統(tǒng)，對于終端數(shù)據(jù)的數(shù)量進行控制，還能輔助數(shù)據(jù)交換，最終實現(xiàn)共享，讓數(shù)據(jù)傳輸效率和速率都有一定提升，為配網(wǎng)維護工作提供支持[2]。

自動化通信。由于配網(wǎng)自動化的應(yīng)用需要依托通信技術(shù)而進行，建設(shè)配電網(wǎng)階段，出于對遠程控制的嚴格要求，因此通常利用光纖通信，此技術(shù)性價比超高，不但能輸送配電信息，而且還能控制輸電頻率。在配網(wǎng)設(shè)計過程當中，通常會對數(shù)據(jù)進行快速傳輸，依托其性能開發(fā)出諸多拓展功能；信息一體化。當前為信息化時代，配網(wǎng)系統(tǒng)同樣如此，配電自動化的應(yīng)用使得電網(wǎng)系統(tǒng)信息一體化優(yōu)勢明顯。信息一體化在配網(wǎng)運維當中十分重要，在電力系統(tǒng)中融合所有區(qū)域配網(wǎng)系統(tǒng)的信息，信息統(tǒng)一后傳遞效率更快，可提高配電效率，讓配電過程達到智能化狀態(tài)[3]。

管理集中化。電力系統(tǒng)運行階段，由于用戶分散、配電網(wǎng)絡(luò)也具有分散性特點，隨之產(chǎn)生的信息和數(shù)據(jù)也極為分散，共享困難、影響配電效率。在管理集中化技術(shù)的運用能解決配電系統(tǒng)信息共享問題，通過集中化系統(tǒng)讓配電系統(tǒng)變?yōu)檎w。當前，在配網(wǎng)自動化應(yīng)用階段開發(fā)出的SCADA 系統(tǒng)就能連接控制中心，利用用戶資源輔助配網(wǎng)運維；新型FA 系統(tǒng)。是分布式電源，使用過程能根據(jù)用電戶匹配適合電源，實現(xiàn)智能供電，該自動化技術(shù)應(yīng)用能提高電能利用效率。

2 配網(wǎng)運維常見故障及解決策略

2.1 常見故障

閃絡(luò)故障。在電網(wǎng)運行階段可能出現(xiàn)閃絡(luò)故障的問題，原因主要是電網(wǎng)設(shè)計不合理。部分配電網(wǎng)絡(luò)初期設(shè)計和當前運行環(huán)境存在不同，由于建設(shè)時間較早、和運行需求不符。在部分電力設(shè)備的配電線路運行階段設(shè)備可能出現(xiàn)老化現(xiàn)象，線路絕緣層破損或存在污垢，對于線路的導(dǎo)電能力產(chǎn)生影響，從而產(chǎn)生閃絡(luò)故障[4]。

異常電壓故障。由于部分電網(wǎng)設(shè)計時間早，與目前電網(wǎng)架構(gòu)間可能出現(xiàn)不匹配問題，功能沖突導(dǎo)致配網(wǎng)自動化技術(shù)難以應(yīng)用。由于配網(wǎng)設(shè)備運行效率低，難以供應(yīng)電力需求，還有可能導(dǎo)致配電網(wǎng)運營壓力不斷增加。如果配網(wǎng)長期處于超高壓運營狀態(tài)，則電壓就會出現(xiàn)異常，對于配電網(wǎng)運行安全、效率產(chǎn)生影響。如若不能快速對于異常電壓進行處理，就可能影響配網(wǎng)運行導(dǎo)致安全事故發(fā)生，對于群眾安全造成威脅。

2.2 解決策略

關(guān)注配網(wǎng)改造。配網(wǎng)運維階段，利用配網(wǎng)自動化需要關(guān)注配網(wǎng)設(shè)計、配網(wǎng)改造等。對于配網(wǎng)進行改造能優(yōu)化電力系統(tǒng)、滿足對供電需求，支撐配網(wǎng)自動化的控制，讓配網(wǎng)運行更加穩(wěn)定、安全。在配網(wǎng)建設(shè)階段，相關(guān)人員應(yīng)優(yōu)化配網(wǎng)設(shè)計，對于圖紙進行整理和改造，做好內(nèi)容記錄、防止材料丟失。為保證配網(wǎng)使用安全，將其運行安全系數(shù)有效提高，相關(guān)人員還需注重電網(wǎng)改造以后隨時監(jiān)督，對其進行巡查，重點對于設(shè)備地線接地情形進行檢查，還需要對于電線桿埋入土深度合理性進行檢查。無論是供電企業(yè)還是配電部門，都應(yīng)該關(guān)注設(shè)備更新，利用自動化技術(shù)和設(shè)備和原有電力設(shè)施、電力系統(tǒng)進行融合，完善配網(wǎng)改造，為配網(wǎng)自動化運行奠定基礎(chǔ)[5]。

完善硬件建設(shè)。在配網(wǎng)運維階段，運用自動化技術(shù)需要硬件系統(tǒng)的支持。配電網(wǎng)當中硬件系統(tǒng)包括電力硬件支撐和修復(fù)兩種系統(tǒng)，發(fā)揮硬件系統(tǒng)的優(yōu)勢，運行自動化技術(shù)，能夠?qū)⑴渚W(wǎng)運維方面問題解決。相關(guān)人員應(yīng)該注重硬件系統(tǒng)的應(yīng)用，及時收集電力數(shù)據(jù)，并且對其展開整理，通過剖析以后，確保技術(shù)人員能對故障位置迅速定位，找到問題原因，將供電效率不斷提高。除此之外，配電部門也需要健全監(jiān)管系統(tǒng)，通過對配網(wǎng)監(jiān)管，利用修復(fù)系統(tǒng)，控制故障問題導(dǎo)致長時間斷電，將供電質(zhì)量不斷提高。

改進配網(wǎng)性能。為支持配網(wǎng)自動化的順利應(yīng)用，在配網(wǎng)運維過程當中，還需關(guān)注配電網(wǎng)絡(luò)的自我診斷功能優(yōu)化，改進配網(wǎng)性能。供電任務(wù)結(jié)束后可利用通信技術(shù)、計算機技術(shù)對配網(wǎng)數(shù)據(jù)進行檢測和輸送，將配網(wǎng)水平不斷提高。此外，配網(wǎng)運維管理人員還需要在故障發(fā)生時快速進行檢查維修，防止自動化設(shè)備存在故障，影響電力系統(tǒng)運行。

3 配網(wǎng)運維中配網(wǎng)自動化技術(shù)的應(yīng)用策略及應(yīng)用前景

3.1 自動化監(jiān)測配電運行

隨著城市化建設(shè)進程日益加快，為保證城市規(guī)劃、電力系統(tǒng)間的銜接可能存在滯后性，配網(wǎng)建設(shè)和城市發(fā)展步調(diào)不統(tǒng)一。由于社會對于電力需求量相對較大，隨之導(dǎo)致配電網(wǎng)負荷也越來越高，電力配套可能和用戶要求不符，加上電力設(shè)備出現(xiàn)老化，使得配網(wǎng)事故發(fā)生率日益提升。在配電運維的管理工作開展階段，安全管理屬于核心內(nèi)容?？紤]到配電網(wǎng)運行環(huán)境極其復(fù)雜、可能受到自然影響，也有可能受到人為因素影響，增加系統(tǒng)的故障發(fā)生率。如未能將配電系統(tǒng)故障問題發(fā)現(xiàn)，就會導(dǎo)致線路出現(xiàn)短路故障，還有可能導(dǎo)致電路溫度不斷提高，最終線路起火威脅用戶安全。在此環(huán)境下，用自動化技術(shù)可實現(xiàn)對運維過程的監(jiān)測，還能自動采取控制措施，利用自動化系統(tǒng)對配電環(huán)節(jié)設(shè)備和線路運行狀態(tài)實時監(jiān)測。

如配網(wǎng)系統(tǒng)特定結(jié)構(gòu)存在故障、配網(wǎng)運行出現(xiàn)異常，自動化技術(shù)的應(yīng)用就能及時捕獲異常數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)展開分析，通過自動追蹤定位故障位置明確故障成因，采取自動化隔離措施，控制故障范圍逐漸擴大，威脅電網(wǎng)安全。自動化系統(tǒng)還擁有自動恢復(fù)、防護多種功能，當電網(wǎng)受到外部攻擊影響，配電系統(tǒng)能分析攻擊信息，預(yù)防黑客、病毒向配電系統(tǒng)當中植入，維持系統(tǒng)安全運行。此外，配電自動化的應(yīng)用下還可賦予配網(wǎng)系統(tǒng)自愈能力，如系統(tǒng)出現(xiàn)故障或配網(wǎng)受擾動，自動化系統(tǒng)就能及時響應(yīng)，完成故障檢測和區(qū)域隔離，待故障被全部排除后就能將供電自動恢復(fù)。

3.2 對于配網(wǎng)信息化管理

當前配電網(wǎng)絡(luò)發(fā)展呈現(xiàn)智能化特色，更多電力設(shè)備和傳感器被應(yīng)用于配電系統(tǒng)中，在現(xiàn)代化設(shè)備應(yīng)用下能確保配網(wǎng)的運行效率。在配網(wǎng)實際運行階段，可能產(chǎn)生較高的系統(tǒng)電壓、電流，系統(tǒng)內(nèi)部還有可能出現(xiàn)無功功率與諧波，利用自動化技術(shù)能管理配網(wǎng)信息，借助智能裝置收集系統(tǒng)電壓、電流、波動、偏差數(shù)據(jù)信息，并向配電系統(tǒng)信息中心發(fā)送，系統(tǒng)根據(jù)信息內(nèi)容生成生產(chǎn)報告以供配網(wǎng)運維人員排除故障，制定運維方案，同時還能為電網(wǎng)規(guī)劃或新用戶并網(wǎng)提供數(shù)據(jù)支持。

在新能源領(lǐng)域快速發(fā)展背景下，全國各地充電樁的建設(shè)數(shù)量越來越多，因充電樁的運行具有不穩(wěn)定性和非線性特點，可能影響供電系統(tǒng)運行質(zhì)量。在充電樁使用階段，配電系統(tǒng)內(nèi)部非線性斜波出現(xiàn)概率不斷提高，導(dǎo)致三相不平衡或者功率波動，以上問題會影響電能傳輸質(zhì)量，不利于配電網(wǎng)絡(luò)運行。配電自動化應(yīng)用能輔助充電樁運行檢查，采集運行數(shù)據(jù)向配網(wǎng)系統(tǒng)上傳，由系統(tǒng)對于運行數(shù)據(jù)展開分析，了解不同地區(qū)分布式電源使用特點，從而制定管理和調(diào)度方案，這一應(yīng)用對于城市的配網(wǎng)系統(tǒng)存在的供需不均衡問題解決十分有利。

3.3 自動化實現(xiàn)配網(wǎng)調(diào)度

配電自動化可應(yīng)用于配網(wǎng)調(diào)度的管理當中，按照配網(wǎng)的實際運行狀態(tài)展開調(diào)度管理，對于不同線路或者配網(wǎng)區(qū)域電力負荷進行調(diào)節(jié)，維持電能的供需平衡，使配網(wǎng)系統(tǒng)運行穩(wěn)定、安全性不斷提高。與此同時，在配網(wǎng)運行階段，還會產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)信息，依托數(shù)據(jù)采集、分析和管理，輔助電力調(diào)度的順利進行。我國電網(wǎng)行業(yè)逐漸向智能化方向發(fā)展，配網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)信息日益增多，傳統(tǒng)運維技術(shù)和電網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)實需求可能存在不符之處。引入配電自動化完成配電調(diào)度能實現(xiàn)配網(wǎng)運維無人值守，解決傳統(tǒng)配網(wǎng)調(diào)度存在的不足之處，有效管理各個配網(wǎng)環(huán)節(jié)。

此外，自動化調(diào)度使用SCADA 管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)同時具備電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集、監(jiān)控、信息監(jiān)測及EMS 多種功能，應(yīng)用于電力調(diào)度能預(yù)測電網(wǎng)的實時用電量，從而對不同區(qū)域用電情況合理安排，防止出現(xiàn)特定區(qū)域用電緊張問題。

3.4 向智能化方向發(fā)展

在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)快速發(fā)展過程，智能化時代已經(jīng)來臨。配網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)，物理現(xiàn)象、物理參數(shù)能形成特定標準，可通過數(shù)據(jù)化形式呈現(xiàn)，對于計算機處理方式極其有利。將電網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)相互融合，能加速電力全球化格局的形成。電網(wǎng)運行范圍更大，還能開發(fā)更多國外市場，與國外電網(wǎng)之間融合、拓寬合作空間，在數(shù)據(jù)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的支持下，讓配網(wǎng)自動化逐漸向智能化方向發(fā)展。

3.5 自動化技術(shù)應(yīng)用靈活

科技的發(fā)展能推動技術(shù)發(fā)展，配網(wǎng)自動化也在不斷發(fā)展，能讓電網(wǎng)的故障診斷、自動化處理功能更強。特別是當前電網(wǎng)范圍不斷擴大，所以要求自動化技術(shù)的監(jiān)控力度更為精準，防止電力故障問題發(fā)生對于電力網(wǎng)絡(luò)造成危險，還能預(yù)防電網(wǎng)受到外部攻擊。利用自動化技術(shù)，部分危險性較高的檢修工作能用機器人代替，靈活運用自動化技術(shù)，通過遠程操作的方式讓智能機器人完成電網(wǎng)的檢修和運維操作。

綜上，配網(wǎng)運維工作開展階段，充分發(fā)揮自動化技術(shù)的優(yōu)勢能保證運維質(zhì)量及效率，提高配網(wǎng)安全性。在電力行業(yè)發(fā)展迅速環(huán)境之下，管理行業(yè)人員應(yīng)明確配網(wǎng)運維中常見故障，尋找解決措施，對于配網(wǎng)自動化進行合理利用，讓自動化配網(wǎng)技術(shù)能得到推廣，為行業(yè)發(fā)展提供技術(shù)支撐。