配網(wǎng)自動化技術在配網(wǎng)運行中的應用與探究

國網(wǎng)湖南省電力有限公司長沙供電公司望城區(qū)分公司 胡偉杰

1 引言

隨著人們對電力需求越來越大，電力行業(yè)也在這一背景下高速發(fā)展，而作為電力系統(tǒng)基礎的配網(wǎng)工程，其本身的復雜性、危險性，給電網(wǎng)的建設帶來了較大困難。而配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)的出現(xiàn)直接推動了電力產業(yè)的快速發(fā)展。配電網(wǎng)的自動化系統(tǒng)運行通過各種技術升級優(yōu)化組合，基本實現(xiàn)了可在線或離線進行自動監(jiān)管，并且時刻掌握配電網(wǎng)的具體運行情況，可以持續(xù)地供給可靠且穩(wěn)定的高質量電，配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的運行能在電網(wǎng)出現(xiàn)故障的第一時間進行詳細具體的報告，能在第一時間對電網(wǎng)進行修復處理，極大地縮短了處理電網(wǎng)運行中出現(xiàn)故障的時間，不僅減少停電的范圍，還給電網(wǎng)系統(tǒng)的運行降低了維護成本，提高了電力企業(yè)對配網(wǎng)工程的管理效率，更好地為人民群眾進行供電[1]。

2 簡析配網(wǎng)自動化技術

2.1 概述

配網(wǎng)自動化技術一般指利用現(xiàn)代計算機技術、自動控制技術、電子信息化技術、網(wǎng)絡通信技術、電網(wǎng)結構數(shù)據(jù)及新型高性能配電自動化設備等多種技術手段，按一定算法邏輯所通過編程的自動化配網(wǎng)管理系統(tǒng)，這套系統(tǒng)可以實現(xiàn)對配網(wǎng)系統(tǒng)進行離線或在線的自動化監(jiān)測管理，使配網(wǎng)工程始終在可監(jiān)測范圍下進行工作，讓配網(wǎng)工程得以最大效益的運行。

2.2 配網(wǎng)自動化相關技術

2.2.1 監(jiān)控技術

監(jiān)控技術是指通過Aram 的頻譜分析，對電力的實時監(jiān)控進行了最優(yōu)化，建立了一種新型的監(jiān)控設備來監(jiān)控配電網(wǎng)絡的工作狀態(tài)。利用監(jiān)視技術能夠對配電系統(tǒng)的自動操作進行及時的分析與監(jiān)視，進而進行詳細的分析?；赟CADA 的集成控制體系可以有效地實現(xiàn)對終端數(shù)量和數(shù)據(jù)交換的監(jiān)控，同時也可以通過數(shù)據(jù)的分享來增加數(shù)據(jù)交換速度，從而保證了配電網(wǎng)絡的運行效率。

2.2.2 新型通信技術

配電網(wǎng)自動化技術在配電網(wǎng)絡的發(fā)展中，對遠程監(jiān)測技術提出了越來越高的需求。光纖技術在配電網(wǎng)絡的建設中的應用，是由于其高成本效益。光纖技術的功能是傳輸與維護有關的信息，并由終端來實現(xiàn)對現(xiàn)有的數(shù)據(jù)和頻率的調控。在一般的配電系統(tǒng)中，一般都會采用高速的數(shù)據(jù)傳送技術，其優(yōu)勢可以促進更多的功能的擴充。

2.2.3 配電系統(tǒng)集中化

當前，配電系統(tǒng)集中化建設和管理主要還是采用分布式網(wǎng)絡，但是由于用戶的信息和服務系統(tǒng)自身的不穩(wěn)定，使得分散的網(wǎng)絡在保持集中狀態(tài)下的性能并沒有得到預期的持續(xù)?？傮w而言，電力網(wǎng)建設要求對各主要站和變電所間的負載進行集中處理。由于電力市場的集中控制對電力市場的影響，使得電力市場上的電力設備的安全管理顯得尤為關鍵。

3 當前配電系統(tǒng)中存在的問題

在現(xiàn)有技術下，配網(wǎng)系統(tǒng)中的供電方式，從由低壓側的兩路電源備自投的應用方案，替換至最初所使用的單電源供電技術，從這一角度上來說克服了因單電源供電連續(xù)性差，且易出現(xiàn)故障時將所有負載電力截停的現(xiàn)象，而在實際使用中每一路電源都有自己的負載。因此，在聯(lián)絡開關閉合時單電源供電直接加大了額外負載，致使變壓器超過平時的用電高峰期導致線路的截停進而造成停電現(xiàn)象。當這種情況出現(xiàn)時，必須由專業(yè)工作人員進行手動切除，將負載部分從線路上截掉以維持電力的正常穩(wěn)定輸出。

但在錯綜復雜的電網(wǎng)系統(tǒng)之中，經驗老練的電力工作人員也無法在瞬間清楚變壓器的負荷運行情況，也就是變壓器處于類似用電高峰期過載時的參數(shù)，因此必須利用智能開關的相關參數(shù)對變壓器的負載情況進行判斷，但智能開關的參數(shù)并不會直接顯示在開機柜上，因為電力局內部明令禁止與之配套的后臺軟件，不允許在智能開關上安裝，因此一般用戶不會對智能開關進行后臺安裝，因此無法有效獲取精確詳細的智能開關記錄的相關參數(shù)，在得不到精確詳細的參數(shù)時，電力工作人員只能根據(jù)以往的經驗來進行判斷，對負載部分進行手動切除，因此相對會產生較大的用電隱患。

而因為采集數(shù)據(jù)的不充分，也會導致一系列的相關電力問題出現(xiàn)，在電力工作人員對相關設備進行故障搶修時，無法從運維系統(tǒng)中獲取所需要的相關設備運行的狀態(tài)信息，以及電參量信息，或出現(xiàn)的報警及其他的故障信息，無法將數(shù)據(jù)進行詳細的匯總。即使在問題出現(xiàn)之后通過電力局的許可進行后臺軟件安裝，但因停電后臺軟件無法得到供電，因此也不能利用后臺軟件進行信息的獲取，這會直接導致?lián)屝迺r間成倍增長，導致電力系統(tǒng)的整體運行效率低下，且存在較高的電力安全風險，易發(fā)生電力事故，類似情況的出現(xiàn)對整個電力工作人員團隊的管理都無形中增加了困難，導致電力系統(tǒng)的工作處于低效運行狀態(tài)。

4 在電力系統(tǒng)中配網(wǎng)自動化技術的重要性

在配電自動化系統(tǒng)中，其自動化的主要功能就是對配電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)和配電網(wǎng)電壓管理系統(tǒng)，以及配電網(wǎng)故障診斷和斷電管理系統(tǒng)與操作票專家系統(tǒng)、饋線控制局數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)和饋線自動隔離和恢復系統(tǒng)等具體功能[2-3]，為整個配電自動化系統(tǒng)運行提供堅實的技術支持。通過遙信、遙測、遙控、遙調進行數(shù)據(jù)采集，對系統(tǒng)運行狀態(tài)進行監(jiān)視報警事件順序記錄統(tǒng)計計算，制表打印，且支持無人值班時變電站的接口等功能。

配電自動化系統(tǒng)能在電力網(wǎng)出現(xiàn)故障時，以最快的速度對故障的電參量，以及故障原因變壓器散熱狀態(tài)等數(shù)據(jù)進行及時記錄與反饋，從根本上直接提高了電力系統(tǒng)的搶修效率，能極大地節(jié)約運維成本，且通過計算機對相關設施進行負載率和斷路狀態(tài)及設施可使用時長進行參數(shù)計算，實時傳輸至運行維護系統(tǒng)給電力工作人員提供詳細精準，且重要的設施參數(shù)以做出科學合理的判斷，進而可以對相關電力設施進行有效的維運，當電力設施出現(xiàn)故障時能以最快速度找到原因并及時進行搶修。

5 配網(wǎng)自動化技術在電力系統(tǒng)中的應用

5.1 配電自動化技術與人工智能技術

隨著用電需求量的不斷增加，我國電力系統(tǒng)發(fā)展已進入成熟階段，電力系統(tǒng)的自動化建設已進入智能化，在結合配電自動化技術與人工智能技術算充分利用BIM 模型，對城市供電系統(tǒng)進行模擬計算，電力企業(yè)通過提供及時的設施數(shù)據(jù)，再通過大數(shù)據(jù)進行計算，將可能會出現(xiàn)的電力事故進行推演，然后根據(jù)推演結果采取措施對相關設施進行維護，充分保障電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，為基礎設施正常工作提供強大的技術支持，推動地區(qū)的經濟整體發(fā)展。

借助云計算下的智能保護技術，對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性進行新時期背景下所需的基本維護，積極利用先進科學技術提升供電企業(yè)的電力網(wǎng)系統(tǒng)，安全穩(wěn)定運行。通過配網(wǎng)自動化系統(tǒng)，提高電力系統(tǒng)運行的管理效率，根據(jù)地區(qū)的用電需求進行人員組織架構，按地區(qū)的設施磨損程度進行工作安排，對所有區(qū)域的電力網(wǎng)進行實時監(jiān)控，并進行數(shù)據(jù)記錄及運算。若部分地區(qū)的配電網(wǎng)因為自然環(huán)境等因素產生故障問題，通過配電自動化系統(tǒng)能夠及時地確定故障發(fā)生的所在位置，且能根據(jù)故障現(xiàn)場的實施情況進行數(shù)據(jù)收集，通過人工智能算法啟動科學設置好的應急預案，盡可能減小部分故障，對整個電力系統(tǒng)造成的損壞，通過數(shù)據(jù)的實時反饋以最短的時間解決電網(wǎng)故障，減少故障區(qū)的停電時間，提升電網(wǎng)的整體運行效率，將配電自動化技術充分地進行利用。

通過對變壓系統(tǒng)的實時監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)變壓系統(tǒng)存在的安全隱患。利用配電自動化技術，對可能會出現(xiàn)故障的變壓設施進行著重監(jiān)控，將自動化系統(tǒng)技術與實時監(jiān)控變壓系統(tǒng)進行有機融合，利用自動化系統(tǒng)的人工智能算法對變壓系統(tǒng)進行大數(shù)據(jù)計算，通過所反饋的資料利用BIM 技術進行數(shù)據(jù)推演，計算變壓器可能存在故障的概率。在自動化系統(tǒng)的實際運行過程中，相關電力工作人員應充分利用自動化系統(tǒng)的優(yōu)勢，對監(jiān)控轄區(qū)內的所有電力設施所反饋的數(shù)據(jù)進行實時隨機篩查，及時地掌握系統(tǒng)中各個設備的運行狀態(tài)，若出現(xiàn)數(shù)據(jù)異常能在最短時間內進行判斷并做出相應的決策。面對電力系統(tǒng)可能會出現(xiàn)的所有問題，充分利用配電自動化系統(tǒng)的優(yōu)勢，得到最佳解決方案，確保地區(qū)電力網(wǎng)穩(wěn)定安全運行。

5.2 在配網(wǎng)安全管理中的應用

電力行業(yè)是高危行業(yè)，導致配網(wǎng)運維管理的工作存在一定危險性[4]。在配電網(wǎng)絡的運行中，充分運用電力自動化技術，確保配電系統(tǒng)運行中的安全防范工作能夠高效全面地開展。企業(yè)要結合自身的經驗，制定合理有效的安全生產計劃，并與之相適應。首先，必須對影響電網(wǎng)運行的各種因素進行分析，以防止其對電網(wǎng)運行造成不利的后果。其次，要對容易引起失效的可控因子進行有效的控制，及時地對已出現(xiàn)的問題進行處理，以防止給企業(yè)帶來更大的經濟損害和可持續(xù)發(fā)展。

5.3 配網(wǎng)自動化技術在配網(wǎng)信息管理中的應用

通常情況下，電力企業(yè)在進行日常的生產運營過程中會產生大量的數(shù)據(jù)信息，配電自動化技術可以有效地解決這個問題，所以有關部門必須加大對電網(wǎng)自動化技術的應用力度，同時加大對電網(wǎng)自動化技術應用力度，降低工人的勞動能力，從而大大提升生產水平，促進生產和經濟發(fā)展。

5.4 配網(wǎng)自動化技術在配網(wǎng)運維中的應用

要改善配電網(wǎng)絡的運營品質，必須加強配電系統(tǒng)的自動化技術，以達到改善供電品質的目的。首先要強化電力裝備的品質，對其進行有效的管理，既能有效地提升生產的工作效率，又能減少生產中出現(xiàn)的安全隱患。配電網(wǎng)自動控制技術可以實現(xiàn)對電網(wǎng)的遠程監(jiān)控，利用特定的機器對數(shù)據(jù)進行集成和處理，并對其進行數(shù)據(jù)的分析，從而使網(wǎng)絡的運行過程中出現(xiàn)的問題得到有效的檢測，并對其進行有效的控制。

5.5 配網(wǎng)自動化技術在配網(wǎng)調度管理中的應用

配網(wǎng)調度管理主要針對配網(wǎng)中出現(xiàn)的各種緊急事件和故障進行處理，在配電網(wǎng)絡運營管理中具有十分關鍵的作用。通過配電網(wǎng)絡的自動控制技術，可以對設備的故障進行快速檢測，查找故障的根源，把相關數(shù)據(jù)反饋到調度中心，由調度中心的維修人員依據(jù)數(shù)據(jù)進行處理，從而保證配電網(wǎng)絡的安全和可靠的運轉。

6 總結

隨著我國社會經濟的飛速發(fā)展，人們對電力的需求不斷增大，因此供電企業(yè)將面臨供應更大規(guī)模，質量更佳的高質量電，要利用新興科學技術充分了解電力系統(tǒng)中可能會出現(xiàn)的電力安全問題，要認識到電力系統(tǒng)出現(xiàn)問題對人民群眾乃至社會發(fā)展所造成的影響。因此，提供高質量且穩(wěn)定的電是供電單位當前的主要命題，供電單位要充分利用科學技術對供電系統(tǒng)進行監(jiān)管，充分利用配網(wǎng)自動化技術對配網(wǎng)工程進行監(jiān)測。

同時，在人工智能下了解自動化技術在電力系統(tǒng)中的價值和意義，借助新興科學技術對供電設備實施監(jiān)測，充分掌握供電路線的具體輸電情況，針對不同區(qū)域進行分段供電，降低因供電分配不均導致停電的現(xiàn)象。利用新興科學技術結合電力系統(tǒng)所具備的專業(yè)知識，綜合推動電力企業(yè)管理的一體化發(fā)展，充分利用配電自動化技術所帶來的幫助，及時充分的集成各種現(xiàn)代技術，適應不同環(huán)境下的供電需求，解決配電網(wǎng)及用電過程中的安全問題和經濟建設中的矛盾，為電力系統(tǒng)提供穩(wěn)定且安全的堅實保障，共同推動我國全面建成小康社會。