試析配電自動化設備在供配電系統(tǒng)中的運用

劉振宇，臧明軍

（1.國網冀北電力有限公司秦皇島供電公司，河北 秦皇島 066000；2.國網冀北秦皇島供電公司北戴河區(qū)供電中心，河北 秦皇島 066100）

自動化是當前電力系統(tǒng)運行發(fā)展的主要方向和趨勢之一，能夠以配電自動化設備的應用來提升電力系統(tǒng)的運行效率，減輕人力和物力的負擔。在計算機以及先進科學技術不斷發(fā)展的背景下，將配電自動化設備與信息管理系統(tǒng)、先進技術有效結合起來，能夠實現對供配電系統(tǒng)運行的安全檢測，并基于通信原理實現對配電設備的自動化控制和智能化判斷，保障供配電系統(tǒng)的運行安全和質量。

1 配電自動化設備

結合配電站運行的實際情況，明確配電自動化設備在配電站中的應用，主要能夠體現以下幾個方面的功能：首先，配電自動化設備能夠用于對本地設備和系統(tǒng)的實時檢測，對電網運行中的電量、電壓以及電流等參數變化進行監(jiān)測，同時也能關注電網設備的運行狀態(tài)，幫助電力企業(yè)了解電力系統(tǒng)運行的整體情況，以便能夠及時發(fā)現系統(tǒng)運行中存在的問題。其次，配電自動化設備能夠為電力系統(tǒng)的故障檢驗提供幫助和支持。

2 配電自動化設備在供配電系統(tǒng)中的運用分析

2.1 在低壓配電系統(tǒng)數據網絡中的應用

（1）數據網絡的保護與結構改進。相較一般情況下的配電設備，融入了自動化控制技術的配電設備，更多依賴數據網絡來實現控制和執(zhí)行指令的傳遞，從而實現對設備操作的自動化控制。將這種自動化控制設備應用到供配電系統(tǒng)，尤其是低壓配電系統(tǒng)中，能夠為配電系統(tǒng)的運行提供數據網絡的支持。在數據網絡的結構改進方面，基于數據網絡的特點和要求，在嚴格遵循網絡信息安全相關法律法規(guī)的前提下，明確電力工程調度安全和網絡運行安全的項目特點和要求，對供電系統(tǒng)運行應用的移動數據網絡進行優(yōu)化改進。例如，將配電自動化設備應用到低壓配電系統(tǒng)中，應在網絡通道層打造專用于電力工程調度的移動數據網絡，供給用于保障配電系統(tǒng)運行的互聯網的應用安全和穩(wěn)定性，再通過數據網絡實現配電設備自動化控制的基礎上，讓配電設備能夠與配電系統(tǒng)的運行更加契合，有效保障配電系統(tǒng)的安全運行，提升配電系統(tǒng)的運行效率。

而在數據網絡的保護方面，應用配電自動化設備，可以基于配電設備的自動化控制實時監(jiān)測和反饋的信息，充分發(fā)揮智能管理系統(tǒng)的作用，對配電網以及配電設備運行中應用的各個移動網絡之間的連接管理提供有效的方法，從而有效提升系統(tǒng)互聯網運行的安全系數和運行效率?；诖?，可以在供配電系統(tǒng)的運行中適當融入智能化技術，充分發(fā)揮專家系統(tǒng)、神經網絡、人工算法等智能化技術的作用，實現對系統(tǒng)運行邏輯的有效控制，讓智能化系統(tǒng)能夠充分發(fā)揮管理移動數據網絡的作用。

（2）支持供配電自動化控制系統(tǒng)運行。在供配電系統(tǒng)中應用配電自動化設備，能夠為供配電自動化控制系統(tǒng)的運行提供設計參考的思路和方向。從本質上來看，對供配電系統(tǒng)的自動化控制與對配電設備的自動化控制的技術原理相一致，結合配電自動化設備運行中應用的系統(tǒng)結構和邏輯框架，可以為設計供配電自動化控制系統(tǒng)提供參考。例如，在實際的電網運行中，可以將配電設備的自動化控制系統(tǒng)作為子系統(tǒng)，依據子系統(tǒng)的邏輯來設計供配電自動化控制系統(tǒng)的總體結構。

如圖1 所示，對供配電自動化控制系統(tǒng)的設計，應基于配網自動化主站系統(tǒng)，與配電終端以光纖、載波、無線三種通信方式實現互聯，配置配電線路故障處理、配電網應用軟件、配電仿真系統(tǒng)以及WEB 瀏覽服務等功能的分析軟件，滿足對配電網進行實時運行數據采集、運行狀態(tài)監(jiān)測以及開關監(jiān)控的功能要求。

圖1 配電自動化系統(tǒng)結構

其中，對系統(tǒng)數據庫的設計則應考慮供配電系統(tǒng)運行的實際情況，以環(huán)保設備基礎數據庫查詢、效果導出、數據管理系統(tǒng)、回路連接點數據庫查詢等多個部分為主，讓配電系統(tǒng)運行中涉及的各類電氣設備參數運行情況，都能夠以合理的方式分類儲存于數據庫中，也能夠基于實際工作的需求，對數據庫中儲存的各類數據進行及時調取，并將相應的結果導出為各種形式的報表以供參考。

對于功能模塊的設計，則更為強調考慮配電系統(tǒng)運行中涉及的變壓器、電路電纜主接線、電流運行負荷、輸電線路運行等容易影響配電系統(tǒng)運行安全的因素，注重電氣設備型號的選擇、電路電流與負荷的計算，檢查輸電線路選型以及電氣設備型號的選擇。

2.2 電網科學調度與分析

在供配電系統(tǒng)中應用配電自動化設備，也能夠實現對電網整體的科學調度與運行狀態(tài)分析。配電自動化設備的應用，能夠體現出自動化控制技術在設備運行和控制中的作用優(yōu)勢，結合該技術在配電設備中的經驗，可以基于配電自動化控制技術來推動電網調度的科學性，有助于提升配電系統(tǒng)運行的可靠性和安全性。具體而言，考慮省級、區(qū)級、市縣級電網的調度規(guī)模和要求存在一定差異，因而實際用于電網調度的電子計算機應用軟件功能也不同。以推動電網調度的自動化發(fā)展為主要目的，可以通過建設電網調度監(jiān)控中心的方式，將電網運行范圍內涉及的項目借助配電自動化設備結合起來，從而實現對電網的統(tǒng)一調度和科學管理。當前能夠用于電網運行的配電自動化設備，包括自動化線路、配電站、室內開關、一、二、三遙開關等多種類型。

在電網調度中，應用計算機軟件，可以直接獲取配電自動化設備的運行情況，進而基于獲取到的信息來對供電系統(tǒng)的整體運行負荷是否達到標準進行預測和分析，進而結合供電系統(tǒng)實際的經營狀況，選擇合適的方法對系統(tǒng)進行管理，降低供配電系統(tǒng)由于設備、線路故障等原因造成的損失，也能夠有效保障配電網系統(tǒng)的運行安全?；诖耍瑧獙┡潆娤到y(tǒng)中應用的配電自動化設備運行情況進行定期檢查，保障配電自動化設備能夠在保障系統(tǒng)運行中發(fā)揮更大的作用。

如表1 所示，某地區(qū)在明確月平均運行率為100%的情況下，對配電自動化班組進行主站巡視506 次，發(fā)現處理缺陷125 處，累計開展遙控4531 次，遙控使用率為100%。其中，892 臺三遙開關均完成了一次遙控分合。

表1 某區(qū)域配電自動化主站運行情況

2.3 推動配電站運行參數信息化

計算機軟件是能夠對配電設備實現自動化控制的重要前提，以計算機為載體，將互聯網技術與自動化控制技術有效連接起來，可以完成對配電站以及整個供配電系統(tǒng)運行情況的綜合分析。在這一過程中，應用光纜來代替以往應用的通信電纜，能夠充分發(fā)揮電子信息技術的作用，提升系統(tǒng)運行的安全性和可靠性。這樣就為配電站運行參數的信息化奠定了良好的基礎條件。直接利用計算機軟件，對配電站運行的主要參數進行詳細信息化，通過自動化系統(tǒng)程序對信息化數據的監(jiān)測和診斷，可以及時發(fā)現配電站工作中存在的設備和數據出現異常的情況，從而及時采取有效的措施解決問題?；诖耍紤]系統(tǒng)軟件對配電設備和供配電系統(tǒng)運行安全的重要性，如果系統(tǒng)軟件在運行的過程中出現問題，需要及時對其進行優(yōu)化和調整。

在電力行業(yè)不斷發(fā)展的背景下，配電自動化設備在未來的電網運行和發(fā)展中會發(fā)揮更大的作用。充分考慮市場對電能供應的需求以及電網企業(yè)自身運營發(fā)展的目標，在后續(xù)的電力企業(yè)發(fā)展中，應注重積極引進更先進的電子信息技術和計算機技術，不斷完善自動化控制軟件程序的運行效率和可靠性，讓自動化控制技術能夠更好地為促進配電設備功能的豐富和完善提供助力。在這一過程中，也應注重考慮引進和應用配電自動化設備涉及的成本問題，應在注重提升配電自動化設備應用精度和安全性、可靠性的前提下，合理控制用于技術優(yōu)化和自動化控制發(fā)展的成本，提升電力企業(yè)的經濟效益。

2.4 推動電力系統(tǒng)智能化發(fā)展

自動化和智能化已經成為當前多個行業(yè)和領域改革發(fā)展的主要方向，在充分發(fā)揮配電自動化設備功能作用的前提下，也應考慮積極引進人工智能技術，將自動化控制與人工智能技術有效結合起來，進一步保障和促進供配電系統(tǒng)的安全高效運行。以推動電力系統(tǒng)的智能化發(fā)展為主要目標，首先應注重推動供配電系統(tǒng)中各類技術的自動化發(fā)展，從而為智能化技術的引進和應用奠定良好的基礎。例如，變電站是電力系統(tǒng)的重要組成部分，應用配電自動化設備，能夠實現對變電站內部各類電氣設備運行情況的實時監(jiān)視和控制。在應用配電自動化設備的基礎上，配合具有開放性的分布式系統(tǒng)，可以將系統(tǒng)與能夠實現全面監(jiān)控的裝置結合起來，滿足對變電站運行情況進行監(jiān)測以及故障診斷等方面的功能要求。而自動化控制技術應用所依賴的數據網絡形式，也能夠應用現場總線技術來提升信號傳輸的效率，也能夠以更廣闊的容量確保系統(tǒng)整體能夠安全高效運行。

基于電力企業(yè)生產發(fā)展對供配電系統(tǒng)運行提出的要求，可以在應用配電自動化設備的基礎上，以智能化的系統(tǒng)來實現對各類異常和故障問題的智能化診斷和反饋分析，并將診斷的結果直接呈現于電腦界面。相關人員可以及時明確供配電系統(tǒng)運行中發(fā)生故障的具體位置，智能化系統(tǒng)也能夠結合數據庫中儲存的對相關故障問題進行處理的經驗，以更短的時間規(guī)劃提出幾種不同的故障解決崔策和方案，供給相關人員參考。

例如，在供配電系統(tǒng)中，電氣高壓設備是能夠促進配電網系統(tǒng)運行的重要設備。在實現對電氣高壓設備自動化控制的基礎上，促進設備的智能化發(fā)展，應基于供配電系統(tǒng)運行對高壓設備提出的要求，以配置具有相應智能組件的高壓電氣設備的方式，實現設備的智能自動化控制效果。其中，高壓開關設備的智能化，可以依靠多項電子和計算機技術結合實現，以實現對高壓開關運行狀態(tài)的檢測為主要目標，對設備運行中涉及的多項技術指標進行評估和分析，以此推動設備管控和運行達到模塊化和一體化的效果，進而有效提升高壓開關設備的智能水平。

3 結語

綜上所述，配電自動化設備能夠在供配電系統(tǒng)的運行中發(fā)揮重要的作用。在供配電系統(tǒng)的運行中，應用配電自動化設備，可以將其作為對供配電系統(tǒng)運行中優(yōu)化數據網絡結構的工具，同時也能夠用于對供配電系統(tǒng)的科學調度和分析。以自動化的配電設備產生的運行狀態(tài)變化，能夠為推動配電站運行參數的信息化發(fā)展奠定良好的基礎，也能夠為推動供配電系統(tǒng)的智能化發(fā)展預留充足的優(yōu)化和發(fā)展空間。