10kV 配電網(wǎng)規(guī)劃中智能技術(shù)的應(yīng)用分析

賈沈翔

(國網(wǎng)江蘇省電力有限公司泰州市姜堰區(qū)供電分公司)

0 引言

隨著科學(xué)技術(shù)不斷升級(jí)應(yīng)用, 將智能技術(shù)引入到配電網(wǎng)規(guī)劃中已經(jīng)成為當(dāng)前電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行重要趨勢(shì)。結(jié)合實(shí)踐應(yīng)用, 不難發(fā)現(xiàn), 引入智能配電網(wǎng)技術(shù)后可以極大提升電力系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行環(huán)境, 使得電力運(yùn)行更加平穩(wěn), 充分發(fā)揮智能配電網(wǎng)技術(shù)作用, 有助于推動(dòng)配電網(wǎng)建設(shè)發(fā)展。但目前我國針對(duì)智能配電網(wǎng)技術(shù)研究還處于不斷探索階段, 需要不斷積累經(jīng)驗(yàn), 對(duì)智能配電網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行更深層次研究, 才能保證電力系統(tǒng)安全平穩(wěn)運(yùn)行。

1 智能配電網(wǎng)概述

近些年, 智能配電網(wǎng)技術(shù)逐步進(jìn)入大眾視野, 也成為電力行業(yè)重點(diǎn)關(guān)注對(duì)象。深入分析智能配電網(wǎng)可知, 其中包含了多種智能技術(shù), 通過有效整合后成為一項(xiàng)綜合化技術(shù)。在智能配電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行下可以更好監(jiān)督工作人員, 有利于提高管理工作水平, 確保電網(wǎng)運(yùn)行故障可以第一時(shí)間發(fā)現(xiàn), 并以最快速度搶修, 使得配電網(wǎng)系統(tǒng)可以始終保持平穩(wěn)運(yùn)行。配電系統(tǒng)作為電網(wǎng)重要組成部分, 會(huì)直接影響終端用戶用電情況,同時(shí)也關(guān)乎整個(gè)供電系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)性。

2 智能配電網(wǎng)運(yùn)行管理現(xiàn)狀與問題

2.1 運(yùn)行現(xiàn)狀

從目前配電網(wǎng)運(yùn)營情況看, 部分地區(qū)在建設(shè)智能配電網(wǎng)時(shí), 無法緊密結(jié)合市場需求建設(shè), 造成供需不平衡。隨著現(xiàn)代社會(huì)以及科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展, 企業(yè)應(yīng)當(dāng)高度重視配電技術(shù)功損率較大問題和停電頻率過高問題, 必須要采取有效改善措施。另外, 配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)無法滿足高速度傳輸網(wǎng)絡(luò)要求, 導(dǎo)致整體電力供應(yīng)下降, 必須積極提高智能配電網(wǎng)規(guī)劃水平。配電系統(tǒng)作為電力系統(tǒng)終端關(guān)鍵, 與配電網(wǎng)和電力用戶具有緊密聯(lián)系, 加強(qiáng)配電網(wǎng)運(yùn)行管理水平, 可以更好滿足電力用戶用電需求, 提高電力供給質(zhì)量。因此, 需要深入實(shí)際找出配電網(wǎng)運(yùn)維管理中存在的問題, 解決電能大量損耗問題, 進(jìn)一步降低配電成本, 提高供電穩(wěn)定性。

2.2 運(yùn)行管理問題

智能配電網(wǎng)運(yùn)行質(zhì)量優(yōu)劣直接影響到終端用電客戶, 在智能技術(shù)應(yīng)用下可以滿足用戶用電便捷需求, 同時(shí)也能保障電能供給質(zhì)量的穩(wěn)定性。但就目前國內(nèi)供電網(wǎng)運(yùn)行實(shí)際情況看, 還存在以下幾方面問題: 第一, 智能配電網(wǎng)建設(shè)水平落后。由于智能配電網(wǎng)建設(shè)不足, 嚴(yán)重阻礙智能配電網(wǎng)進(jìn)一步發(fā)展。一些經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)智能配電網(wǎng)建設(shè)相對(duì)完善,而經(jīng)濟(jì)落后地區(qū)則相對(duì)建設(shè)發(fā)展速度緩慢, 供電難以滿足用電客戶需求, 制約區(qū)域電力企業(yè)進(jìn)一步發(fā)展。第二, 現(xiàn)行管理方式不科學(xué)。智能配電網(wǎng)能夠發(fā)揮效用, 與科學(xué)管理方式存在緊密聯(lián)系, 可從實(shí)踐落實(shí)情況看, 智能配電網(wǎng)管理方式不科學(xué)不合理, 直接影響智能配電網(wǎng)運(yùn)行, 引發(fā)較大電能損耗問題, 甚至出現(xiàn)電網(wǎng)負(fù)荷過大導(dǎo)致停電現(xiàn)象, 嚴(yán)重縮短電網(wǎng)使用壽命, 若是經(jīng)常性出現(xiàn)停電, 會(huì)增加電網(wǎng)維修工作難度, 給居民帶來不良用電體驗(yàn)感。第三, 智能配電網(wǎng)自動(dòng)化水平不高。目前, 與輸電網(wǎng)相比, 配電網(wǎng)自動(dòng)化程度相對(duì)較低, 導(dǎo)致整體供電效果不佳, 進(jìn)而直接影響供電質(zhì)量。為了提升配電網(wǎng)自動(dòng)化水平, 需要借助相應(yīng)硬件設(shè)備和人工輔助管理, 這也意味著要投入大量物力、人力、財(cái)力等資源, 增加管理成本[1]。

3 智能技術(shù)在10kV 配電網(wǎng)規(guī)劃中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

在10kV 配電網(wǎng)中引入智能配電網(wǎng)技術(shù), 可以對(duì)配電網(wǎng)進(jìn)行高效管控, 也可以利用智能技術(shù)構(gòu)建監(jiān)測(cè)系統(tǒng), 進(jìn)而推動(dòng)城市配電網(wǎng)管理工作順利開展。此外, 智能配電網(wǎng)技術(shù)能夠有效提升配電網(wǎng)規(guī)劃科學(xué)性、合理性, 切實(shí)發(fā)揮出智能配電網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用價(jià)值。而對(duì)于10kV 配電網(wǎng)規(guī)劃, 主要就是發(fā)揮智能技術(shù)作用, 實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)故障準(zhǔn)確定位, 之后借助在線檢測(cè)技術(shù), 進(jìn)一步保證配電網(wǎng)運(yùn)行安全性, 提高配電網(wǎng)運(yùn)行可靠性。

將智能技術(shù)應(yīng)用到10kV 配電網(wǎng)規(guī)劃中, 其優(yōu)勢(shì)與效應(yīng)主要體現(xiàn)在以下幾方面: 其一, 引入智能配電網(wǎng)技術(shù)后, 可以更加合理地管控電力系統(tǒng)停電時(shí)間,可以縮短停電時(shí)間, 減少用戶損失。其二, 以完善為基本目標(biāo), 合理設(shè)置監(jiān)測(cè)線路, 并根據(jù)l0kV 配電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行情況實(shí)施全面監(jiān)測(cè)。同時(shí)需要考慮到負(fù)荷電流信息, 充分利用瞬時(shí)接地尖峰電流等信息作用下可以提高節(jié)約效果。除此之外, 可以通過分析局部放電、過負(fù)荷故障等情況, 明確構(gòu)建出相關(guān)預(yù)警機(jī)制,以此預(yù)防故障發(fā)生[2]。其三, 引入智能技術(shù)提升10kV 配電網(wǎng)規(guī)劃水平, 可以構(gòu)建實(shí)時(shí)化線路檢測(cè)模式, 在短路、接地、停電等方面整理故障部位。借助智能技術(shù)可以將故障點(diǎn)及時(shí)上報(bào), 促進(jìn)高效化定位處理, 確保故障搶修可以順利開展, 進(jìn)一步提升配電作業(yè)效率, 確保配電網(wǎng)供電運(yùn)行可靠性。如圖1、圖2所示, 為某省首次使用全自動(dòng)配網(wǎng)帶電雙臂機(jī)器人作業(yè)。首次試用新智能技術(shù), 標(biāo)志著10kV 配網(wǎng)機(jī)器人帶電作業(yè)將進(jìn)行全面推廣和應(yīng)用。

圖1 帶電雙臂機(jī)器人作業(yè)

圖2 工作人員借助機(jī)器操作

4 配電網(wǎng)規(guī)劃中智能配電網(wǎng)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用

隨著現(xiàn)代社會(huì)生產(chǎn)生活多元化需求, 對(duì)l0kV 配電系統(tǒng)運(yùn)行提出更高要求, 應(yīng)當(dāng)積極向信息化、自動(dòng)化方向發(fā)展。這就需要加強(qiáng)l0kV 配電規(guī)劃, 全面分析供電企業(yè)經(jīng)營目標(biāo), 明確各項(xiàng)建設(shè)指標(biāo), 確定好配電系統(tǒng)運(yùn)行方向, 確保智能配電網(wǎng)技術(shù)優(yōu)勢(shì)得以有效發(fā)揮。在實(shí)際應(yīng)用中, 相關(guān)技術(shù)人員必須全面了解l0kV 配電網(wǎng)規(guī)劃具體要求, 并依據(jù)當(dāng)前市場發(fā)展多元環(huán)境, 不斷提升智能配電網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用成效, 制定針對(duì)性控制方法, 保證電力系統(tǒng)可以平穩(wěn)可靠安全運(yùn)行, 更好滿足各方用電需求。

4.1 構(gòu)建在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

分析在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可知, 其主要是建立在配電網(wǎng)線路上方區(qū)域, 需要預(yù)留足夠的空間進(jìn)行安裝系統(tǒng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)。技術(shù)人員需要結(jié)合調(diào)度控制中心具體狀況, 在主站中安裝系統(tǒng), 最終在監(jiān)測(cè)點(diǎn)、中心主站之間構(gòu)建出一個(gè)完備的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。對(duì)于監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè), 應(yīng)當(dāng)考慮到檢測(cè)終端、通訊主機(jī)等基礎(chǔ)設(shè)施, 確保二者可以相互組合, 發(fā)揮監(jiān)測(cè)功能。在終端位置, 也就是故障指示器, 應(yīng)當(dāng)將數(shù)據(jù)采集設(shè)備作為主機(jī)處理; 針對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)故障指示器的設(shè)置, 為滿足其空間需求, 應(yīng)當(dāng)從變電站出口處入手, 加強(qiáng)對(duì)應(yīng)線路的控制, 并借助在線監(jiān)測(cè)方式提高控制效果。分析主站軟件可知, 其涉及到Web 發(fā)布、SCADA/FA、GIS 系統(tǒng)接口, 這些軟件能夠滿足配電網(wǎng)運(yùn)行需求[3]。數(shù)據(jù)采集作為在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié), 系統(tǒng)會(huì)將采集到數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、故障檢測(cè), 針對(duì)檢測(cè)到的故障及時(shí)發(fā)出報(bào)警, 并結(jié)合系統(tǒng)反饋情況, 進(jìn)行故障準(zhǔn)確定位。然而數(shù)據(jù)采集器的應(yīng)用, 需確保設(shè)備采集功能有效發(fā)揮,為此, 在設(shè)備安裝時(shí)需要考慮到數(shù)據(jù)采集器安裝位置, 了解周邊通訊主機(jī)位置, 根據(jù)終端情況完成檢測(cè)。調(diào)度控制中心主站運(yùn)行過程中, 必須保證主站構(gòu)建完整性, 確保計(jì)算機(jī)、通訊交換機(jī)、主站軟件基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)量一致。

4.2 智能配電網(wǎng)技術(shù)自動(dòng)化應(yīng)用

引入智能自動(dòng)化技術(shù), 可以提升配電網(wǎng)規(guī)劃作業(yè)水平, 進(jìn)一步發(fā)揮智能配電網(wǎng)技術(shù)優(yōu)勢(shì)。引入智能自動(dòng)化技術(shù)后, 可以根據(jù)實(shí)際情況合理優(yōu)化、完善配電網(wǎng)規(guī)劃方案內(nèi)容, 提高配電網(wǎng)信息精準(zhǔn)性, 同時(shí)幫助工作人員全面分析電網(wǎng)信息, 逐步實(shí)現(xiàn)調(diào)度工作一體化, 不斷提升配電網(wǎng)規(guī)劃工作質(zhì)量, 增強(qiáng)總體規(guī)劃水平。在具體實(shí)踐中, 為促使l0kV 配電網(wǎng)規(guī)劃作業(yè)有效性, 需要保證信息調(diào)度平臺(tái)具有較強(qiáng)適應(yīng)性, 確保該平臺(tái)能夠與配電網(wǎng)規(guī)劃緊密結(jié)合, 從而滿足日常工作需求。依托智能自動(dòng)化技術(shù)構(gòu)建智能化預(yù)警系統(tǒng),發(fā)揮智能技術(shù)作用, 全面了解掌握配電網(wǎng)各類問題,并依據(jù)設(shè)定好的數(shù)據(jù)對(duì)故障問題進(jìn)行預(yù)警, 提高系統(tǒng)科學(xué)性、有效性, 同時(shí)也更好為相關(guān)工作人員提供指導(dǎo), 增強(qiáng)工作人員系統(tǒng)操作能力[4]。

智能自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用, 需要以構(gòu)建自動(dòng)化應(yīng)用程序?yàn)橹? 確保系統(tǒng)可以發(fā)揮出預(yù)警性功能。為此,應(yīng)當(dāng)總結(jié)10kV 配電網(wǎng)規(guī)劃階段常見問題, 針對(duì)性的設(shè)置預(yù)警功能, 提高故障處理高效性。引進(jìn)自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用時(shí), 應(yīng)結(jié)合10kV 配電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行狀態(tài), 實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控, 利用遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù), 構(gòu)建實(shí)時(shí)化監(jiān)控模式, 通過遠(yuǎn)程操作可以保證監(jiān)控作業(yè)順利開展, 提高監(jiān)控時(shí)效性, 與此同時(shí), 也可以進(jìn)一步減少安全隱患發(fā)生概率, 最終使得10kV 配電網(wǎng)可以平穩(wěn)、安全運(yùn)行。為保證系統(tǒng)預(yù)警模式功能正常發(fā)揮, 相關(guān)技術(shù)操作人員需要深入了解、全面分析預(yù)警模式, 提高系統(tǒng)問題分析準(zhǔn)確性, 并結(jié)合不同問題找出相應(yīng)的解決方法, 縮短故障時(shí)間, 控制影響范圍, 進(jìn)而降低經(jīng)濟(jì)損失?？偟膩碚f, 智能自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用, 主要體現(xiàn)在10kV 配電網(wǎng)自動(dòng)調(diào)度中, 需要根據(jù)配電網(wǎng)具體運(yùn)行情況, 隨時(shí)調(diào)整調(diào)度方法, 確保電力資源可以合理調(diào)度, 更好滿足用戶用電需求, 使得配電網(wǎng)規(guī)劃更加科學(xué)合理。

在智能技術(shù)作用下, 可以進(jìn)一步優(yōu)化配電網(wǎng)調(diào)度, 其中配電數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)揮著重要作用,該技術(shù)主要是以優(yōu)化調(diào)度技術(shù)為核心。在該技術(shù)作用下, 系統(tǒng)可以全面收集用戶信息并上傳到智能化系統(tǒng)中, 之后依托系統(tǒng)傳達(dá)調(diào)度指令, 更好避免電力資源浪費(fèi)問題。在配電數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用下, 有效優(yōu)化以往電力光纖有線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù), 使得技術(shù)安全性能得到提升, 逐步實(shí)現(xiàn)從通信網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)變?yōu)闊o線網(wǎng)絡(luò), 這在很大程度上提高了信息傳輸速度與效率。

4.3 輔助優(yōu)化系統(tǒng)構(gòu)建

故障定位技術(shù)應(yīng)用主要借助指示器等相關(guān)設(shè)施實(shí)現(xiàn), 因?yàn)橹甘酒骺梢詫?shí)現(xiàn)過流速斷定值, 并以此數(shù)值分析出變電站出口實(shí)際情況, 有利于提升調(diào)查、檢測(cè)工作的效率。不僅如此, 還能夠分析、檢測(cè)兩相接地短路等故障問題, 且在檢測(cè)作業(yè)中, 實(shí)現(xiàn)對(duì)過流故障等問題的全面檢測(cè)。例如, 如果出現(xiàn)小電流接地系統(tǒng)單相接地故障, 必須保證系統(tǒng)自動(dòng)檢測(cè)作用得以發(fā)揮, 促使系統(tǒng)處于穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài), 之后合理運(yùn)用突變檢測(cè)法、接地瞬間首半波尖峰電流、線路電壓測(cè)量法等多種不同形式, 更好明確接地故障問題, 提高此類操作規(guī)范性。各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)在正常運(yùn)行之下, 應(yīng)當(dāng)全面匯總各類信息, 同時(shí)及時(shí)上傳到主站, 然后在智能方式和人為加工融合下, 加強(qiáng)信息判斷, 最終獲取接地動(dòng)作電流、首半波尖峰電流、線路電壓等相關(guān)基礎(chǔ)信息。為確保故障定位技術(shù)發(fā)揮作用, 必須保證指示器正常運(yùn)行, 這主要依據(jù)就是利用電流互感器工作原理, 實(shí)現(xiàn)對(duì)線路電流的全面測(cè)量。比如, 數(shù)據(jù)故障指示器運(yùn)行時(shí), 如果與導(dǎo)線處于連接狀態(tài), 應(yīng)當(dāng)從數(shù)字故障指示器入手, 運(yùn)用電流傳感器進(jìn)行電流測(cè)量。對(duì)于電流傳感器二次信號(hào)分析時(shí), 借助指示器數(shù)據(jù)反饋, 同樣可以更好支持負(fù)荷電流計(jì)算作業(yè)開展, 需要注意的是, 在計(jì)算首半波尖峰、短路等電流時(shí), 應(yīng)當(dāng)保證計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性。

5 結(jié)束語

綜上所述, 通過對(duì)配電網(wǎng)規(guī)劃中智能配電網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用研究, 不難發(fā)現(xiàn), 目前我國智能配電網(wǎng)技術(shù)還處于探索、完善階段, 在實(shí)際建設(shè)應(yīng)用中還存在諸多問題和不足, 因此, 相關(guān)領(lǐng)域研究人員應(yīng)當(dāng)深入了解分析智能配電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行情況, 并著重分析智能配電網(wǎng)技術(shù)在配電網(wǎng)規(guī)劃中的實(shí)際應(yīng)用。確保智能技術(shù)可以提高10kV 配電網(wǎng)規(guī)劃水平, 進(jìn)一步發(fā)揮智能技術(shù)優(yōu)勢(shì), 保障配電網(wǎng)自身運(yùn)行更加穩(wěn)定、可靠、安全。為此, 希望通過此次探究, 可以使得相關(guān)領(lǐng)域和人員重視對(duì)智能配電網(wǎng)技術(shù)的深度研發(fā), 不斷推進(jìn)、發(fā)揮出智能配電網(wǎng)實(shí)際價(jià)值作用, 進(jìn)而助力電力行業(yè)可持續(xù)性發(fā)展。