配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)在電力調(diào)控一體化中的應(yīng)用探究

摘要：配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)在電力調(diào)控一體化中不僅能夠大幅度提升電力調(diào)控效率，還可為電力調(diào)控質(zhì)量提供有力保障，是系統(tǒng)運(yùn)作安全性與穩(wěn)定的重要支撐。但在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，仍有部分危險(xiǎn)點(diǎn)會(huì)影響電力調(diào)控效率與質(zhì)量。基于此，本文主要針對(duì)如何在配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)當(dāng)中有效應(yīng)用電力調(diào)控一體化展開(kāi)相關(guān)探討與分析。

關(guān)鍵詞：配網(wǎng)自動(dòng)化；電力調(diào)控；技術(shù)應(yīng)用

DOI：10.12433/zgkjtz.20232440

為了更好地實(shí)現(xiàn)電力調(diào)度和滿足用戶用電需求，充分運(yùn)用配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)非常有必要。與常規(guī)的電氣控制相比，配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)具有安全、穩(wěn)定，操作簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)。與傳統(tǒng)的人工控制相比，自動(dòng)化控制系統(tǒng)可以減少人為因素的干擾，提高控制精度和可靠性。在經(jīng)濟(jì)效益方面，自動(dòng)化控制系統(tǒng)也有顯著優(yōu)勢(shì)，可以節(jié)約人力、物力和財(cái)力，提高電力生產(chǎn)效率。

一、配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的概念

隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，配網(wǎng)自動(dòng)化逐漸成為電力系統(tǒng)中必不可少的一部分。配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)是指通過(guò)集成先進(jìn)的技術(shù)手段，將電力配網(wǎng)的運(yùn)行和管理自動(dòng)化，提高其效率和可靠性。配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)包括多個(gè)功能層次，如饋線自動(dòng)化、電網(wǎng)分析自動(dòng)化及監(jiān)控自動(dòng)化等。這些功能相互獨(dú)立，但相互協(xié)作，形成完整的配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)，分為中心主站層、主站層、子站層和終端層四個(gè)層次，各有不同的管理職責(zé)。中心主站層主要負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的控制和管理，主站層負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)分析和處理，子站層是對(duì)電網(wǎng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控和控制，終端層是負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的采集和傳輸。由于配電網(wǎng)處于復(fù)雜環(huán)境中，電能質(zhì)量與用戶滿意度直接相關(guān)。

二、配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用原則

（一）優(yōu)化電網(wǎng)系統(tǒng)功能

配網(wǎng)的組成要素較多，要使配網(wǎng)更加實(shí)用、高效，就必須加以綜合、優(yōu)化。同時(shí)，配網(wǎng)自動(dòng)化水平需要逐漸提升，以適應(yīng)社會(huì)發(fā)展需求。為了實(shí)現(xiàn)電力調(diào)控一體化，需要積極實(shí)施電網(wǎng)改革，包括改變傳統(tǒng)的電力調(diào)控方式，采用先進(jìn)的技術(shù)手段，如大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等，提高電網(wǎng)的智能化水平。同時(shí)，還需要加強(qiáng)電網(wǎng)的安全保障和應(yīng)急響應(yīng)能力，確保電力供應(yīng)的穩(wěn)定性和安全性。還需要充分發(fā)揮配網(wǎng)自動(dòng)化的優(yōu)勢(shì)，加強(qiáng)配網(wǎng)設(shè)備的監(jiān)控和維護(hù)，提高配電質(zhì)量和效率。另外，還需要加強(qiáng)與用戶的溝通和交流，了解用戶對(duì)電力服務(wù)的需求和意見(jiàn)，及時(shí)調(diào)整和改進(jìn)。

（二）加強(qiáng)智能配網(wǎng)建設(shè)，接入分布式電源

隨著科技不斷進(jìn)步，智能配網(wǎng)建設(shè)已成為電力行業(yè)發(fā)展的重要方向。智能配網(wǎng)是通過(guò)現(xiàn)代化的通信、計(jì)算、控制等技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)自動(dòng)化、可靠化、安全化、高效化。為了實(shí)現(xiàn)智能配網(wǎng)的建設(shè)，需要加強(qiáng)配網(wǎng)結(jié)構(gòu)的完善和配電實(shí)施方案的完善，同時(shí)優(yōu)化各種資源的配置和利用，發(fā)揮分布式發(fā)電技術(shù)和可再生資源的優(yōu)勢(shì)，接入分布式電源，提高配網(wǎng)適應(yīng)性。

（三）改革傳統(tǒng)電網(wǎng)

配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)在電力事業(yè)中起著至關(guān)重要的作用。這個(gè)系統(tǒng)由主站、子站等組件構(gòu)成，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電力設(shè)備的自動(dòng)監(jiān)測(cè)、調(diào)節(jié)、控制、保護(hù)等功能。然而，近年來(lái)我國(guó)電網(wǎng)發(fā)展存在工作效率待提升、功能不健全等問(wèn)題。與配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)相配套的其他系統(tǒng)作用無(wú)法得到充分發(fā)揮，給電力事業(yè)的發(fā)展帶來(lái)了很大的影響。配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)在電力調(diào)控一體化中應(yīng)用時(shí)，需要充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)，將傳統(tǒng)電網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行有效融合，實(shí)現(xiàn)信息共享和數(shù)據(jù)交互，為實(shí)現(xiàn)電力調(diào)控一體化提供堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支持。

三、配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)電力調(diào)控一體化運(yùn)行設(shè)計(jì)

（一）系統(tǒng)開(kāi)發(fā)關(guān)鍵技術(shù)

1.系統(tǒng)可靠性保障技術(shù)

在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中的調(diào)控集成，即將調(diào)度、調(diào)控、監(jiān)控和管理等多個(gè)環(huán)節(jié)整合，從而達(dá)到對(duì)電網(wǎng)智能化管理和控制的目的。一旦出現(xiàn)問(wèn)題，可以立即分析并發(fā)出警告，全面監(jiān)測(cè)并測(cè)試系統(tǒng)的安全性。利用系統(tǒng)自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)，能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和檢測(cè)，有效預(yù)防系統(tǒng)故障和事故的發(fā)生，提高系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。另外，系統(tǒng)工作環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)是調(diào)控一體化的重要組成部分。通過(guò)傳感器、算法和參數(shù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)工作環(huán)境，包括室內(nèi)室外溫度、濕度等可變參數(shù)，當(dāng)可變參數(shù)范圍發(fā)生變化時(shí)發(fā)出報(bào)警。監(jiān)控電網(wǎng)的工作環(huán)境，能有效防止由于外界因素引起的電網(wǎng)失效或事故，從而保證電網(wǎng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。同時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)集成化，還需要采用系統(tǒng)的冗余技術(shù)，該項(xiàng)技術(shù)包含數(shù)據(jù)庫(kù)信息、應(yīng)用以及系統(tǒng)的安全防御技術(shù)等內(nèi)容，在操作時(shí)，必須對(duì)系統(tǒng)的主備展開(kāi)設(shè)計(jì)并加以控制，以保障系統(tǒng)安全運(yùn)行。通過(guò)系統(tǒng)冗余技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的備份和恢復(fù)，保證系統(tǒng)的可用性和可靠性。

2.系統(tǒng)一體化

系統(tǒng)一體化是電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)的一種關(guān)鍵應(yīng)用。它的作用是將電力系統(tǒng)中的調(diào)控、監(jiān)控和管理等關(guān)鍵業(yè)務(wù)進(jìn)行整合，形成完整的、高效的系統(tǒng)。這樣不僅可以提高電網(wǎng)的運(yùn)營(yíng)效率，而且可以為第三方的用戶在應(yīng)用中提供更為精確的供電服務(wù)。要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)一體化，需要根據(jù)電網(wǎng)調(diào)控與電網(wǎng)監(jiān)控的需求，促進(jìn)調(diào)控與監(jiān)控的融合發(fā)展。這就需要將調(diào)控與監(jiān)控兩個(gè)方面整合，使得電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)得到更加準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)和控制。在實(shí)施系統(tǒng)一體化過(guò)程中，電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)起著關(guān)鍵作用。

3.數(shù)據(jù)處理技術(shù)

實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)一體化是數(shù)據(jù)處理技術(shù)的一個(gè)重要方面。它由數(shù)據(jù)收集裝置和探測(cè)裝置組成，用來(lái)獲得相關(guān)的數(shù)據(jù)信息的結(jié)構(gòu)、內(nèi)容和數(shù)據(jù)順序。通過(guò)數(shù)據(jù)一體化，可以將不同來(lái)源、不同格式的數(shù)據(jù)整合在一起，形成完整的數(shù)據(jù)集，為后續(xù)的分析和應(yīng)用提供便利。比如，在工業(yè)制造領(lǐng)域，通過(guò)將不同工序的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的實(shí)時(shí)監(jiān)控和優(yōu)化。實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)平臺(tái)的一體化。可以采用OR-ACLE數(shù)據(jù)庫(kù)保存數(shù)據(jù)，引導(dǎo)各個(gè)平臺(tái)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一的整合與分析。比如，在城市管理領(lǐng)域，通過(guò)將交通、氣象、環(huán)保等多個(gè)數(shù)據(jù)源整合，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)城市運(yùn)行狀況的全面分析和預(yù)測(cè)。

（二）調(diào)控一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)

配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的電源調(diào)節(jié)集成設(shè)計(jì)，如圖1所示。其中，傳感器、安全保護(hù)裝置、網(wǎng)絡(luò)通信裝置等構(gòu)成整個(gè)監(jiān)控體系的底層。其中，傳感器主要完成對(duì)現(xiàn)場(chǎng)信息的收集，各種安全保護(hù)裝置保證了系統(tǒng)的安全性，而網(wǎng)絡(luò)通信裝置主要完成了各裝置間的通信與信息交換。其中，操作系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)與用戶之間的交互的主體。該層依托Windows進(jìn)行信息交互和交流的環(huán)境，使得系統(tǒng)更易于操作和管理。操作系統(tǒng)層的主要功能是協(xié)調(diào)硬件和應(yīng)用層之間的交互，這一層的主要任務(wù)是將采集到的數(shù)據(jù)傳遞給應(yīng)用層，并對(duì)應(yīng)用層的指令進(jìn)行解析和執(zhí)行。

系統(tǒng)平臺(tái)層的優(yōu)化對(duì)提高系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性至關(guān)重要。應(yīng)用層主要為電網(wǎng)調(diào)節(jié)和監(jiān)督提供服務(wù)，其中包含 SCADA、 EMS以及 PAS等內(nèi)容，并按照每個(gè)應(yīng)用層的要求，對(duì)算法進(jìn)行開(kāi)發(fā)和優(yōu)化。SCADA系統(tǒng)是電力系統(tǒng)監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集的核心，EMS系統(tǒng)負(fù)責(zé)電力系統(tǒng)的操作和管理，PAS系統(tǒng)是電力自動(dòng)化控制的主要手段。應(yīng)用層的優(yōu)化是整個(gè)系統(tǒng)的重點(diǎn)，關(guān)系著電力系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。

四、應(yīng)用調(diào)控一體化系統(tǒng)后配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)效果

（一）實(shí)現(xiàn)精益化管理，提高工作效率

調(diào)控一體化模式可以避免分散管理造成的信息不暢通、決策不一致等問(wèn)題，同時(shí)可以提高管理效率，保障電網(wǎng)安全運(yùn)行。在實(shí)施調(diào)控一體化模式過(guò)程中，除了整合調(diào)控中心和變電所外，還需要優(yōu)化技術(shù)管理和人員管理，提高整體管理水平和工作效率。采用智能化設(shè)備、自動(dòng)化系統(tǒng)等技術(shù)，優(yōu)化工作技術(shù)體系，使業(yè)務(wù)開(kāi)展更加順暢。另外，明確部門職責(zé)是實(shí)施調(diào)控一體化模式的重要步驟。各部門要根據(jù)自身職責(zé)和工作任務(wù)，明確工作范圍，避免出現(xiàn)工作交叉、職責(zé)不清等問(wèn)題。最后，調(diào)控一體化模式還可以通過(guò)一體化平臺(tái)對(duì)人力資源進(jìn)行靈活配置，提高工作效率。例如，根據(jù)工作量的大小和工作內(nèi)容的不同，靈活配置人力資源，做到人盡其才，發(fā)揮最大的工作效能。

（二）降低事故處理時(shí)間

近年來(lái)，調(diào)控一體化技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用。它能夠?qū)崿F(xiàn)運(yùn)行管理與調(diào)控一體化，從而對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和管理，同時(shí)能夠精簡(jiǎn)原有的工作流程和工作體系。這種技術(shù)的應(yīng)用不僅可以提高工作效率，還可以提高設(shè)備的運(yùn)行安全性。在調(diào)控一體化技術(shù)中，智能技術(shù)是非常重要的一個(gè)組成部分，能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)異常時(shí)，能夠及時(shí)發(fā)出警報(bào)，并展示設(shè)備的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)能夠讓運(yùn)營(yíng)人員對(duì)設(shè)備問(wèn)題有更全面了解，從而更好地解決問(wèn)題。

除了智能技術(shù)外，圖形服務(wù)也是調(diào)控一體化技術(shù)的重要組成部分。通過(guò)對(duì)設(shè)備問(wèn)題進(jìn)行標(biāo)點(diǎn)處理，能夠?yàn)榻鉀Q問(wèn)題提供更加精準(zhǔn)的指導(dǎo)，能夠讓運(yùn)營(yíng)人員更好地了解設(shè)備狀況，從而更快地解決問(wèn)題。調(diào)控一體化技術(shù)不僅能夠監(jiān)測(cè)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，還能夠制作解決方案，提高事故問(wèn)題解決的時(shí)效性和安全性。當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，系統(tǒng)能夠自動(dòng)進(jìn)行故障排查，并提供解決方案，能夠讓運(yùn)營(yíng)人員更加高效地解決問(wèn)題，并保證設(shè)備安全運(yùn)行。

（三）大幅度提升電網(wǎng)的安全性

通過(guò)將調(diào)控和運(yùn)營(yíng)功能整合，可以大大提高電力系統(tǒng)的安全性和自動(dòng)化技術(shù)的事故應(yīng)急能力。具體來(lái)說(shuō)，通過(guò)應(yīng)用調(diào)控一體化技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)和設(shè)備運(yùn)行情況的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制。這種技術(shù)可以結(jié)合傳感器技術(shù)和人工智能技術(shù)，及時(shí)預(yù)測(cè)參數(shù)變動(dòng)并進(jìn)行報(bào)警，準(zhǔn)確提示設(shè)備故障位置并自動(dòng)修復(fù)，從而提高設(shè)備監(jiān)測(cè)效率和能力。此外，調(diào)控一體化技術(shù)還可以整合和對(duì)比電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)運(yùn)行過(guò)程中的數(shù)據(jù)，提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持。通過(guò)分析這些數(shù)據(jù)，可以發(fā)現(xiàn)潛在的問(wèn)題和隱患，并及時(shí)采取措施進(jìn)行改善，從而進(jìn)一步提高電力系統(tǒng)的安全性和自動(dòng)化技術(shù)的事故應(yīng)急能力。

（四）提升配網(wǎng)管理水平

為了提高自動(dòng)化裝備的普及程度和數(shù)據(jù)傳輸安全性，電力企業(yè)需要利用SCADA（Supervisory Control and Data Acquisition）系統(tǒng)。SCADA系統(tǒng)是一種用于監(jiān)控和控制自動(dòng)化設(shè)備的系統(tǒng)，可以對(duì)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和實(shí)時(shí)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集、傳輸、分析和處理，提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率和安全性。通過(guò)定期檢修和維護(hù)設(shè)備，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備的故障和隱患，并修復(fù)和處理，提高設(shè)備的運(yùn)行可靠性。同時(shí)，通過(guò)升級(jí)設(shè)備，可以引入新的技術(shù)和設(shè)備，提高設(shè)備的性能和功能，滿足電力系統(tǒng)不斷發(fā)展的需求。為了優(yōu)化數(shù)據(jù)傳輸通道，電力企業(yè)需要采用一系列措施，提高傳輸質(zhì)量和準(zhǔn)確度。例如，可以采用高速傳輸協(xié)議和安全加密技術(shù)，確保數(shù)據(jù)的快速傳輸和安全性。同時(shí)，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和傳輸路由，降低傳輸延遲和丟包率，提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性和準(zhǔn)確度。為了優(yōu)化配網(wǎng)調(diào)控一體化設(shè)計(jì)，通過(guò)將SCADA和GIS有機(jī)結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)調(diào)控的精準(zhǔn)化和優(yōu)化設(shè)計(jì)，提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率和安全性。

五、結(jié)語(yǔ)

隨著電力系統(tǒng)的快速發(fā)展，配網(wǎng)系統(tǒng)的重要性越來(lái)越被人們所重視，傳統(tǒng)的配網(wǎng)系統(tǒng)管理方式已經(jīng)無(wú)法滿足當(dāng)前電力系統(tǒng)的管理需求。為了解決這一問(wèn)題，調(diào)控一體化技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。調(diào)控一體化技術(shù)將調(diào)控技術(shù)和信息化技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對(duì)配電系統(tǒng)的全面監(jiān)測(cè)和控制。通過(guò)應(yīng)用調(diào)控一體化技術(shù)，可以提高配網(wǎng)系統(tǒng)管理的柔韌性和精益性。工作人員能夠更加靈活地應(yīng)對(duì)各種復(fù)雜的電力系統(tǒng)問(wèn)題，并根據(jù)系統(tǒng)提示精準(zhǔn)地定位故障，從而快速解決故障。

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作者簡(jiǎn)介：王竹婷（1974），女，陜西省西安市人，本科，高級(jí)工程師，研究方向?yàn)殡娏φ{(diào)控自動(dòng)化。