電力自動化系統(tǒng)技術(shù)在配電網(wǎng)運行管理中的應(yīng)用探討

蔣一鳴 周忞剴

國網(wǎng)上海金山供電公司 上海 200540

目前,電力供電系統(tǒng)在不斷發(fā)展,配電自動化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用緊跟當(dāng)前科技發(fā)展的步伐逐漸發(fā)展,在當(dāng)今的配電網(wǎng)運行管理中充分應(yīng)用,有利于提升配電網(wǎng)運行的效率以及穩(wěn)定性。配電網(wǎng)的自動化應(yīng)用了多種先進的技術(shù),能夠自動收集和處理配電網(wǎng)數(shù)據(jù),從而實現(xiàn)自動處理問題。電力自動化系統(tǒng)技術(shù)還能夠?qū)ε潆娋W(wǎng)的設(shè)備和線路進行實時的監(jiān)控和保護,對配電網(wǎng)運行過程中出現(xiàn)的故障進行處理,將配電網(wǎng)故障帶來的影響范圍縮小,從而能夠使配電網(wǎng)供電的質(zhì)量以及可靠性得到提高。應(yīng)用自動化技術(shù)有利于提高電力服務(wù)質(zhì)量和水平,大大提高工作效率,確保電力供應(yīng)持續(xù)穩(wěn)定,滿足人民群眾的實際需要。其次,應(yīng)用電力供電系統(tǒng)自動化技術(shù),能夠使電力供應(yīng)商對控制電源、電壓、功耗、負載等相關(guān)的知識數(shù)據(jù)進行監(jiān)視,從而獲取第一手資料,分析得出結(jié)論并根據(jù)情況進行調(diào)整,從而提高供電服務(wù)質(zhì)量。自動化技術(shù)進入電力系統(tǒng)是不可逆轉(zhuǎn)的,電力相關(guān)行業(yè)的從業(yè)人員和管理者必須正確認識自動化技術(shù)對電力系統(tǒng)的影響,了解信息技術(shù)在配電網(wǎng)中應(yīng)用的必然性,探索自動化技術(shù)的框架、運行模式及其與電力行業(yè)的契合點。

一、在配電網(wǎng)運行管理中應(yīng)用電力自動化系統(tǒng)技術(shù)的意義

(一)有利于提高供電質(zhì)量

電力自動化系統(tǒng)技術(shù)就是綜合計算機網(wǎng)絡(luò)、通信以及電子這三種技術(shù),實時監(jiān)控、維修以及管理電力工程中的配電網(wǎng)系統(tǒng)運用狀態(tài)以及事故情況,從而能保證配電網(wǎng)系統(tǒng)處于安全運行狀態(tài)下的一種電力自動化技術(shù),它可以應(yīng)用到每個終端程序系統(tǒng)中,可以達到實時監(jiān)控配電網(wǎng)絡(luò)運作經(jīng)過中電能、頻率、負載等數(shù)值的改變,還可以實時監(jiān)控經(jīng)過每個裝備運作的動態(tài)變化,能夠平均用電功率,進而合理地提高了全部配電網(wǎng)絡(luò)的供電質(zhì)品質(zhì)以及安全,大幅度提升配電網(wǎng)系統(tǒng)運行的綜合性能[1]。

(二)有助于提高供電可靠性

運用電力自動化系統(tǒng)技術(shù)到配電網(wǎng)運行管理中,有利于提高供電可靠性。因為造成配電網(wǎng)異常情況和故障的原因十分復(fù)雜,并且發(fā)生過程十分迅速,如果沒有第一時間對其進行預(yù)判和處理,既會給設(shè)備和相關(guān)人員帶來危險,又會導(dǎo)致配電網(wǎng)絡(luò)大范圍崩潰,從而出現(xiàn)大范圍停電的情況,還會造成嚴重的經(jīng)濟損失。因此,運用電力自動化系統(tǒng)技術(shù)可以及時地梳理和監(jiān)控?zé)┈嵉呐潆娋W(wǎng)絡(luò),在出現(xiàn)問題后立刻分析、研究相關(guān)緣由,進而為運行人員提供解決問題的數(shù)據(jù)和信息,能夠在配電網(wǎng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障的情況下,幫助維修人員快速找到引起故障的原因,精準地進行維修,從而能夠在短時間內(nèi)恢復(fù)供電,提高供電的可靠性。

(三)有助于提高供電經(jīng)濟性

電力部門以及工作人員的工作目標大多是減少配電線路的損壞、降低供電的成本資金。在配電網(wǎng)運行管理中應(yīng)用電力自動化系統(tǒng),可以優(yōu)化配電網(wǎng)的運行、提高電源的等級、將大導(dǎo)線的截面擴大,還可以借助電力自動化系統(tǒng)技術(shù)補償電容器,從而減少線路自身的損壞。此時,電力自動化系統(tǒng)技術(shù)可呈現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)拓撲剖析、狀況預(yù)計、最佳潮流運算、負載預(yù)測等種種性能,從滿足配電網(wǎng)絡(luò)調(diào)度運作的經(jīng)濟性,在不加大投入資金的情況下,達到完善配電網(wǎng)運作形式以及縮小線損的目標,從而降低配電網(wǎng)供電的經(jīng)濟損失。除此之外,在配電網(wǎng)運行管理中運用電力自動化技術(shù),能夠降低相關(guān)工作人員的工作強度,為工作人員的安全提供保障,幫助維修人員快速找到故障并維修,能夠提升配電網(wǎng)的供電效率。在配電網(wǎng)實際運行過程中應(yīng)用電力自動化系統(tǒng),還能夠?qū)ε潆娋W(wǎng)的運行情況在線實時監(jiān)控,并能快速得到監(jiān)測的數(shù)據(jù),從而大大降低配電網(wǎng)的運行成本。

二、配電網(wǎng)運行管理存在問題分析

(一)配電網(wǎng)運行管理跟不上時代的發(fā)展

電力配電網(wǎng)供電以及自身的傳輸通道在傳輸供電的過程中不能適應(yīng)城市化發(fā)展的需要,其電力的最大容量以及電源的輸電能力都不能夠滿足大多數(shù)城市的需求,不能夠滿足大型商業(yè)規(guī)模以及商業(yè)用戶或者是居民用戶的使用。除此以外,配電網(wǎng)在輸電的過程中,由于輸出線的半徑有限,并且輸出線的半徑無法增大,從而導(dǎo)致配電網(wǎng)在運行過程中出現(xiàn)多種問題,不能緊跟時代的發(fā)展,不能滿足人們的使用需求。

(二)配電網(wǎng)的運行結(jié)構(gòu)不夠合理

為了進一步滿足城市建設(shè)的需要,需要設(shè)置合理的運行結(jié)構(gòu),由于目前配電網(wǎng)的傳輸率逐漸增大,受電力超負荷以及不可靠供電的影響,限制了電力自動化系統(tǒng)在配電網(wǎng)運行管理中的發(fā)展,導(dǎo)致現(xiàn)有的電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不能滿足城市相關(guān)規(guī)劃設(shè)計的需求,導(dǎo)致配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了不合理的情況,從而導(dǎo)致配電網(wǎng)不能穩(wěn)定正常地運行。除此之外,配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)在形成以后,隨著時間的推移會出現(xiàn)各種問題,如果不能夠及時地更換老化的配電網(wǎng)線路并及時地檢修配電網(wǎng),可能會出現(xiàn)電力長時間超負荷的情況,會加大能源消耗,導(dǎo)致線損率過高,還可能會導(dǎo)致電力設(shè)備的損害程度加重。因此,在建設(shè)配電網(wǎng)運行結(jié)構(gòu)時,需要投入大量的人力、物力以及財力,不斷地精進技術(shù),更新配電網(wǎng)結(jié)構(gòu),從而為配電網(wǎng)的穩(wěn)定運行提供保障。

(三)實施過程艱難

運用電力自動化系統(tǒng)到配電網(wǎng)運行過程中比較艱難,由于目前人們對電力的需求日益增大,對供電的可靠性以及穩(wěn)定性也有了更高的要求。在更新電力系統(tǒng)的過程中,需要充分地應(yīng)用電力自動化系統(tǒng),在配電網(wǎng)運行管理中需要借助現(xiàn)代技術(shù),例如使用計算機技術(shù)、配電網(wǎng)設(shè)備以及遠程設(shè)備等技術(shù)進行運行監(jiān)控管理,但是在具體實施過程中,由于沒有實際的技術(shù)保障電力自動化系統(tǒng)在配電網(wǎng)運行管理中的應(yīng)用,從而導(dǎo)致了電力自動化系統(tǒng)應(yīng)用的難度加大,在一定程度上限制了電力的發(fā)展。

三、電力自動化系統(tǒng)技術(shù)在配電網(wǎng)運行管理中的運用分析

(一)充分運用電力自動化系統(tǒng)的智能開關(guān)

為了更好地實施配電網(wǎng)運行管理,可以通過使用電力自動化系統(tǒng)的智能開關(guān)進行控制。這個智能開關(guān)是指對配電網(wǎng)工作實行監(jiān)控的電氣自動化體系中的一種設(shè)施,它的運行原理是在不借助任何通信系統(tǒng)的情況下,可對配電網(wǎng)系統(tǒng)進行自動檢測,對配電網(wǎng)運行過程中出現(xiàn)的故障及時進行隔離,同時恢復(fù)故障區(qū)的供電。如果在借助通信系統(tǒng)的同時連接智能開關(guān),就能利用智能開關(guān)的控制單元自動控制配電網(wǎng)運行,因為在通信系統(tǒng)的輔助下搭配開放協(xié)議,可以使用遙控接口與控制中心之間建立聯(lián)系,就能夠直接進行遙控。在配電網(wǎng)出現(xiàn)運行故障時,就可以使用智能遙控的斷路器斷開電路的供電,使饋電開關(guān)跳閘,如果能在電線桿上裝上自動重合閘裝置,還能在電網(wǎng)的遠動和斷點系統(tǒng)的配合下,提高供電的可靠性[2]。

(二)運用故障排除功能

在配電網(wǎng)運行管理的過程中,運用電力自動化系統(tǒng)的故障排除功能能夠快速地解決故障。操作者可以根據(jù)實際的配電網(wǎng)工作情況,選擇合適的操作方法對計算機進行遠程操控,并根據(jù)電網(wǎng)的性質(zhì)和特點,融入遠程計算機的運行程序中,做出適當(dāng)?shù)母纳坪驼{(diào)整,同時設(shè)置合理的步驟來推進系統(tǒng)的運行。在進行配電網(wǎng)運行故障探究與處理時,采用電力自動化系統(tǒng)的故障排除功能就能及時地判斷并計算出現(xiàn)的問題。因為電力自動化系統(tǒng)的故障排除功能模塊里可以快速采集故障數(shù)據(jù),并利用故障排除功能隔離排除故障,同時對故障區(qū)恢復(fù)供電,另外能夠利用SCADA系統(tǒng)全方位地分析電網(wǎng)的工作狀況,快速找到出現(xiàn)問題的位置并進行分析處理,保證配電網(wǎng)在運行過程中出現(xiàn)了問題能快速消除,將這些問題造成的損失減小到最小。

(三)運用電力自動化系統(tǒng)的饋線自動化模式

饋線自動化模式是聯(lián)合運用分段器和重合器,確保電力系統(tǒng)可以安穩(wěn)運行,也就是當(dāng)配電網(wǎng)運行過程中能夠歸納發(fā)生故障以及問題的線路,斷定故障出現(xiàn)的因素以及詳細部位特性,從而能夠根據(jù)實際情況合理解決配電網(wǎng)運行故障,保證實時正常供電[3]。除此之外,在電力自動化系統(tǒng)的饋線自動化模式下,為了能夠準確及時地將出現(xiàn)的故障進行切除,可以采用具有智能型功能的負荷開關(guān)切除故障,從而恢復(fù)非故障段的正常供電。

(四)運用電力自動化系統(tǒng)中的地理信息系統(tǒng)

電力自動化系統(tǒng)中的地理信息系統(tǒng)主要是在用戶服務(wù)以及故障定位等方面應(yīng)用比較廣泛,在配電網(wǎng)運行管理中充分運用地理信息系統(tǒng),可以增大配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)的使用功能,并且還可以準確地定位分析配電網(wǎng)運行時出現(xiàn)的故障并及時地做出隔離處理,從而提高配電網(wǎng)運行的質(zhì)量[4]。

(五)運用電力自動化系統(tǒng)中的自動重合器

自動重合器的運用原理是將兩個電源相連的電網(wǎng)分為多個部分,并在每個部分的兩側(cè)安裝重合器,兩端的重合器在配電網(wǎng)運行過程中發(fā)生電力故障時就能被及時分斷,進而隔離故障,將故障的影響范圍降到最低,同時也能降低電力故障所產(chǎn)生的經(jīng)濟損失,提高配電網(wǎng)供電。并且分辨每段電力故障都可以根據(jù)自動重合器關(guān)合故障的時間來進行分析判斷,所以在設(shè)計整個自動化重合器方案的時間時,要確保變電站內(nèi)的斷路器在電網(wǎng)出現(xiàn)故障時能夠先行跳開,隨后再斷開線路短路器,從而能夠保障提高自動重合器的斷電作用。

(六)運用電力自動化系統(tǒng)在線監(jiān)控配電網(wǎng)的運行

運用電力自動化系統(tǒng)能夠?qū)ε潆娋W(wǎng)的運行實施在線自動監(jiān)控,可以通過網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)監(jiān)督配電網(wǎng)的運行,并對運行過程中出現(xiàn)的問題進行修復(fù),實現(xiàn)在線自動監(jiān)控,并對出現(xiàn)的各種故障進行及時的預(yù)警,從而保障配電網(wǎng)的正常運行。在做好在線自動監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)的同時,為了實現(xiàn)對配電網(wǎng)運行的實時監(jiān)控,還需要充分構(gòu)建配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)中的自我診斷功能,可以在配電網(wǎng)系統(tǒng)中融入現(xiàn)代電子自動化技術(shù)以及通信技術(shù),充分應(yīng)用多方面的技術(shù),從而實現(xiàn)實時監(jiān)控,并及時地控制處理配電網(wǎng)運行過程中的可能出現(xiàn)的問題,從而保證供電過程順利、高效地完成。

(七)運用信息采集技術(shù)

在配電網(wǎng)運行管理中,運用信息采集技術(shù),能夠檢測配電網(wǎng)線路。自動化信息采集技術(shù)充分應(yīng)用了通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù),可對配電站設(shè)備進行遠程監(jiān)控,能夠?qū)崟r了解配電網(wǎng)的運行情況以及掌控配電網(wǎng)出現(xiàn)的故障信息,幫助檢修人員快速地對配電網(wǎng)的故障進行檢修。同時,信息采集技術(shù)還可對用戶的實際用電數(shù)據(jù)進行遠程采集和共享,對出現(xiàn)的各種異常信息能夠有效檢測,并智能化地、及時地異常信息以警報的形式發(fā)給配電網(wǎng)管理者以及維修者,方便相關(guān)人員能夠快速掌握配電網(wǎng)運行的異常情況,第一時間得到相關(guān)數(shù)據(jù)并根據(jù)數(shù)據(jù)快速處理異常故障,從而能夠快速恢復(fù)供電。因此,在配電網(wǎng)運行管理中,充分運用信息采集技術(shù),能夠縮短配電網(wǎng)故障維修的時間,使相關(guān)維修人員能夠參照相關(guān)的采集信息,高效準確地對配電網(wǎng)故障進行維修,從而提高用戶在日常生活中用電的安全與可靠性[5]。

(八)運用自動化調(diào)度技術(shù)

電力自動系統(tǒng)化的自動化調(diào)度技術(shù)能夠快速采集配電網(wǎng)的運行情況以及數(shù)據(jù)信息,同時還能根據(jù)配電網(wǎng)電源的荷載量以及實際分布情況和用電高峰期來合理地調(diào)度電力,全面控制電網(wǎng)運行,提高配電網(wǎng)的運行效率。當(dāng)電力供應(yīng)狀態(tài)為正常時,自動化調(diào)度技術(shù)能高效管理配電網(wǎng)電能損耗,并電網(wǎng)運行時出現(xiàn)的電能損耗進行分析,自動調(diào)節(jié)電網(wǎng)的運行,減少配電網(wǎng)能源的整體消耗,為配電網(wǎng)的正常運行提供保障[6]。

(九)運用仿真技術(shù)

在配電網(wǎng)運行管理中,可以運用電力自動化系統(tǒng)的仿真技術(shù)進行仿真練習(xí),對饋線、用戶需求、變電站以及配電網(wǎng)等進行自動化管理,從而有利于技術(shù)人員了解電力自動化系統(tǒng)操作程序和相關(guān)技術(shù)知識、電網(wǎng)運行管理知識等,有利于提高操作人員的操作水平,降低在操作過程中出現(xiàn)的錯誤率,為技術(shù)人員的人身安全提供保障。

結(jié)語

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,我國電力自動化技術(shù)的應(yīng)用也在不斷發(fā)展。目前,不管是城市還是鄉(xiāng)村的配電網(wǎng)系統(tǒng)都進行了大規(guī)模的改造,在配電網(wǎng)運行管理中充分運用電力自動化系統(tǒng)技術(shù),能夠使電力企業(yè)對配電網(wǎng)的電力運輸進行實時監(jiān)控自動化管理,減少人力物力的開支,同時也能夠使配電網(wǎng)運行結(jié)構(gòu)以及電力運輸科學(xué)合理運行。除此之外,加快配電網(wǎng)自動化建設(shè),既可以達到快速分析判斷故障的效果,還可以將配電網(wǎng)故障而導(dǎo)致停電的影響范圍縮小,同時可以將配電網(wǎng)運行的成本以及經(jīng)濟損失降到最低,又可以降低電力系統(tǒng)的運行成本、配電網(wǎng)運行的經(jīng)濟損失,同時也能滿足商業(yè)用電、城市化大量用電以及居民用電等各種用供電需求,在滿足需求的同時也能提高供電質(zhì)量,使配電網(wǎng)能夠穩(wěn)定運行。同時,也能夠在一定程度上保障配電運輸過程的安全性,還能為電力用戶的用電安全提供保障。