試論配網(wǎng)運(yùn)維管理中配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用

國(guó)網(wǎng)眉山供電公司 劉 凱

1 引言

國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展促使我國(guó)電力行業(yè)獲得空前發(fā)展，而隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)水平的不斷提升，各類(lèi)電力技術(shù)也相繼被研發(fā)出來(lái)，并在電力系統(tǒng)建設(shè)運(yùn)行中發(fā)揮了非常重要的作用。近年來(lái)，國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展及人民生產(chǎn)生活對(duì)電力供給側(cè)的要求越來(lái)越高，尤其對(duì)電力供應(yīng)安全性及穩(wěn)定性的要求已上升到更高層次，為此，電力企業(yè)應(yīng)持續(xù)加大自動(dòng)化技術(shù)研究及應(yīng)用，努力提升電力自動(dòng)化水平。在配網(wǎng)運(yùn)維管理實(shí)踐中，通過(guò)相關(guān)自動(dòng)化設(shè)備技術(shù)的科學(xué)應(yīng)用，可在有效提升電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性基礎(chǔ)上，提升電力系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量[1]。

配電網(wǎng)系統(tǒng)中，若電廠、輸電線路任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障，必將引起電力系統(tǒng)故障，對(duì)用戶(hù)用電安全性產(chǎn)生不良影響。隨著近年來(lái)自動(dòng)技術(shù)應(yīng)用范圍的進(jìn)一步擴(kuò)展，相關(guān)技術(shù)在配電網(wǎng)系統(tǒng)中有效應(yīng)用顯著提升了配網(wǎng)自動(dòng)化水平，保證了電網(wǎng)運(yùn)行效率及安全。本文基于配電自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)配電網(wǎng)安全運(yùn)行的影響及配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)原理分析，對(duì)配網(wǎng)運(yùn)維管理中配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用展開(kāi)詳細(xì)介紹，為相關(guān)企業(yè)提供了有益借鑒與指導(dǎo)。

2 配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)原理

配電網(wǎng)自動(dòng)化是指對(duì)配電網(wǎng)絡(luò)中的主要設(shè)備（配變、線路、負(fù)荷開(kāi)關(guān)等）進(jìn)行信息采集，在配電網(wǎng)發(fā)生故障或非故障情況下，通過(guò)控制、監(jiān)視、測(cè)量等設(shè)備，自動(dòng)完成故障的隔離和非故障區(qū)域的恢復(fù)供電，是配電自動(dòng)化系統(tǒng)中最核心的組成部分，也是實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)運(yùn)行優(yōu)化與控制的基礎(chǔ)。對(duì)配電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化是當(dāng)前我國(guó)智能電網(wǎng)發(fā)展中的一個(gè)重要方向。配電自動(dòng)化技術(shù)具有信息采集、處理、通信等功能，能夠自動(dòng)完成對(duì)配電網(wǎng)絡(luò)各環(huán)節(jié)運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測(cè)、控制與調(diào)節(jié)。主要包括饋線自動(dòng)化技術(shù)、配變自動(dòng)化技術(shù)和配電裝置自動(dòng)化技術(shù)，其中饋線自動(dòng)化技術(shù)是配電系統(tǒng)中最重要的自動(dòng)化方式之一，包括基于通信技術(shù)的配電網(wǎng)故障監(jiān)控和管理功能，基于智能電子設(shè)備（IED）技術(shù)的配電系統(tǒng)故障分析和控制功能，基于計(jì)算機(jī)和通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的配電網(wǎng)故障處理功能。

配網(wǎng)自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)方式主要包括：一是利用自動(dòng)化設(shè)備實(shí)現(xiàn)配電設(shè)備的監(jiān)控和管理；二是通過(guò)軟件系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的采集和管理；三是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)絡(luò)信息的傳遞。

這三種方式分別針對(duì)不同的配電設(shè)備和不同的配網(wǎng)線路，能有效地提高配網(wǎng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。第一種方式能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)配電設(shè)備和線路的監(jiān)控、管理，但設(shè)備和線路之間需要通過(guò)無(wú)線通信技術(shù)進(jìn)行連接，對(duì)通信技術(shù)有較高要求；第二種方式主要針對(duì)配網(wǎng)線路進(jìn)行管理，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)配電線路信息的采集和管理，但同時(shí)也存在著一定的問(wèn)題；第三種方式主要針對(duì)配網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，排除電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，并對(duì)電氣系統(tǒng)運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)督和檢查，一旦發(fā)現(xiàn)故障問(wèn)題，系統(tǒng)可以通過(guò)智能識(shí)別的方式具有針對(duì)性地進(jìn)行調(diào)節(jié)，使目前存在的問(wèn)題可以很大程度地被調(diào)整，使電氣系統(tǒng)安全地運(yùn)行。

3 配電自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)配電網(wǎng)安全運(yùn)行的影響

電力配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)中，常用自動(dòng)化技術(shù)包含自動(dòng)采集技術(shù)、自動(dòng)化饋線技術(shù)、自動(dòng)停電協(xié)調(diào)技術(shù)等；而從系統(tǒng)構(gòu)件上看，主要包含通信系統(tǒng)、配電終端包含配電主站、子站等，如圖1所示。配網(wǎng)主站是配電自動(dòng)化系統(tǒng)中最核心構(gòu)件之一，其主要功能是實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)的自動(dòng)化采集與存儲(chǔ)，以及實(shí)現(xiàn)停電協(xié)調(diào)監(jiān)控；而子站系統(tǒng)功能則是緩解主站通信壓力，實(shí)施控制區(qū)域的穩(wěn)定監(jiān)測(cè)。配網(wǎng)終端是配電網(wǎng)系統(tǒng)中核心輸出設(shè)備，其主要通過(guò)自動(dòng)化饋線技術(shù)、仿真技術(shù)綜合應(yīng)用，將配電主站、子站系統(tǒng)融合為一個(gè)有機(jī)整體，共同構(gòu)成相對(duì)完整的配電自動(dòng)化系統(tǒng)。

圖1 配電自動(dòng)化系統(tǒng)組成

供電可靠率（RS）是衡量配電網(wǎng)運(yùn)行安全性高低的重要指標(biāo)之一，供電可靠性高低程度對(duì)用戶(hù)用電安全性、穩(wěn)定性產(chǎn)生著非常重要的影響，據(jù)相關(guān)單位統(tǒng)計(jì)，因配電網(wǎng)故障造成的停電概率最大，幾乎超過(guò)80%的停電事件均由此引起，因此，在配網(wǎng)運(yùn)維管理中，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)通過(guò)分析供電可靠率數(shù)據(jù)，掌握配電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行狀況。供電可考慮（RS）計(jì)算表達(dá)式為：

進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，用戶(hù)平均停電時(shí)間與統(tǒng)計(jì)周期時(shí)長(zhǎng)及電力修復(fù)時(shí)間相關(guān)。

本研究旨在探尋配電網(wǎng)安全運(yùn)行的有效措施，首先要明確配電主、子站、配電終端及通信系統(tǒng)對(duì)配電網(wǎng)安全運(yùn)行的影響。

3.1 配電主、子站對(duì)配電網(wǎng)安全運(yùn)行的影響

在配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)中，配電主站與子站承擔(dān)了大部分配電系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息處理及傳遞功能，是整個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)中的中樞控制系統(tǒng)。從某種層面講，配電主站及子站系統(tǒng)規(guī)模于配電系統(tǒng)運(yùn)行可靠性密切相關(guān)，當(dāng)主站規(guī)模過(guò)大時(shí)，與之相匹配的配電子站建設(shè)規(guī)模也應(yīng)該擴(kuò)大，不僅增加了建設(shè)、運(yùn)維成本，還可能造成主站利用率降低，對(duì)供電企業(yè)而言，無(wú)疑是事倍功半效果[2]；當(dāng)配電主站規(guī)模過(guò)小時(shí)，配電子站規(guī)模也應(yīng)該適度縮小，由此造成的問(wèn)題是系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理能力不足、故障信息無(wú)法得到及時(shí)有效的處理，從而造成用戶(hù)停電時(shí)長(zhǎng)增加，對(duì)用戶(hù)生產(chǎn)生活均帶來(lái)不利影響，為此，在配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)中，一定要結(jié)合電力系統(tǒng)規(guī)模合理配置配電主站、子站規(guī)模，依據(jù)數(shù)據(jù)體量協(xié)調(diào)配置，保證配網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行能力、運(yùn)行安全性滿(mǎn)足供配電可靠性要求。

3.2 配電終端對(duì)配電網(wǎng)安全運(yùn)行的影響

配電終端是配電網(wǎng)系統(tǒng)中最核心部分，是一種集多項(xiàng)功能于一體的自動(dòng)化裝置，具備通信、控制、監(jiān)測(cè)及保護(hù)等功能，可以實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)的集中監(jiān)控和管理，在提升配電網(wǎng)供電可靠性及供電質(zhì)量方面發(fā)揮著非常重要的作用。配電網(wǎng)自動(dòng)化的主要特征之一是實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行的各種自動(dòng)化控制，包括自動(dòng)故障診斷、自動(dòng)重合閘、自動(dòng)隔離和自動(dòng)恢復(fù)供電等。這些自動(dòng)化技術(shù)能顯著提升配電系統(tǒng)可靠性，減輕配電人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)智能配電。

在自動(dòng)化系統(tǒng)的建設(shè)過(guò)程中，必須加強(qiáng)對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備和軟件的安全檢查，確保所有設(shè)備都處于安全狀態(tài)，例如，在電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)中安裝監(jiān)控系統(tǒng)可以有效地提高其運(yùn)行穩(wěn)定性和可靠性。此外，通過(guò)自動(dòng)化饋線技術(shù)在配電終端系統(tǒng)中的科學(xué)應(yīng)用，能夠較少停電故障排查、處理時(shí)間，從而大幅降低停電時(shí)間對(duì)用戶(hù)的影響，保障用戶(hù)用電穩(wěn)定性[3]。

3.3 通信系統(tǒng)對(duì)配電網(wǎng)安全運(yùn)行的影響

通信系統(tǒng)是配電網(wǎng)安全運(yùn)行的基礎(chǔ)，是整個(gè)配電網(wǎng)中信息傳遞的橋梁，其主要功能是及時(shí)將配電終端產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息傳輸至配電主站系統(tǒng)，由配電主站整理分析后經(jīng)通信系統(tǒng)反饋至配電終端，最終實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化處理。但是由于各種因素的影響，目前配電網(wǎng)通信系統(tǒng)還存在一些不足之處，例如通信速率低、信息傳輸不穩(wěn)定、系統(tǒng)可靠性差等，只有合理解決通信系統(tǒng)所存在的問(wèn)題才能提高配電網(wǎng)的運(yùn)行質(zhì)量，進(jìn)而保障電力用戶(hù)用電質(zhì)量。

當(dāng)配電通信系統(tǒng)出現(xiàn)運(yùn)行效率低、傳輸速度慢等情況時(shí)，說(shuō)明通信通道太窄，與配電主站不匹配，最終使配電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)信息得不到技術(shù)統(tǒng)計(jì)與分析處理，增加配網(wǎng)故障發(fā)生率，甚至?xí)黾油ｋ姽收习l(fā)生率，嚴(yán)重影響用戶(hù)用電安全性[4]；當(dāng)通信系統(tǒng)精度較低時(shí)，在實(shí)施數(shù)據(jù)信息傳輸時(shí)就會(huì)造成數(shù)據(jù)信息準(zhǔn)確性不足，導(dǎo)致配電主站制定應(yīng)對(duì)故障的方案時(shí)間存在滯后性。隨著網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，目前光纖通信技術(shù)得到了廣泛普及，為提升數(shù)據(jù)信息傳輸穩(wěn)定性及準(zhǔn)確性提供了保障，從某種程度上講對(duì)保證自動(dòng)化配電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行奠定了良好的基礎(chǔ)。

4 配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)在配網(wǎng)運(yùn)維管理中的實(shí)際應(yīng)用

配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)作為一種先進(jìn)的技術(shù)，具有很強(qiáng)的實(shí)用性，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)配電網(wǎng)的監(jiān)控和管理。通過(guò)采用配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)配網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理，并能根據(jù)運(yùn)行狀況及時(shí)調(diào)整配網(wǎng)系統(tǒng)中的各項(xiàng)參數(shù)，從而保證配網(wǎng)運(yùn)行的可靠性和安全性。同時(shí)，還能利用配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)對(duì)配網(wǎng)系統(tǒng)中出現(xiàn)的故障進(jìn)行及時(shí)、有效的處理，從而盡可能地保證配網(wǎng)運(yùn)行的可靠性和安全性。我國(guó)目前已經(jīng)建設(shè)了許多先進(jìn)、實(shí)用、成熟的配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)，如上海、武漢等地都已經(jīng)將配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用到實(shí)際運(yùn)行中，取得了良好效果。這些配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)不僅能實(shí)現(xiàn)對(duì)配電設(shè)備和線路的實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理，還能實(shí)現(xiàn)對(duì)配電系統(tǒng)中各種參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和管理，并能對(duì)故障進(jìn)行及時(shí)、有效的處理。

5 應(yīng)用效果分析

配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)在配網(wǎng)運(yùn)維管理中的應(yīng)用，可以對(duì)配電運(yùn)行進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并實(shí)現(xiàn)配電運(yùn)行的實(shí)時(shí)監(jiān)控、故障定位、故障隔離等功能，并能通過(guò)對(duì)配電運(yùn)行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)和分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)配電系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，進(jìn)而達(dá)到提高供電效率、降低供電成本的目的。

首先，配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)配電線路運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控和故障定位功能，能在第一時(shí)間內(nèi)發(fā)現(xiàn)配網(wǎng)線路中存在的故障，并通過(guò)自動(dòng)化設(shè)備對(duì)其進(jìn)行自動(dòng)處理，及時(shí)切斷故障電流，避免出現(xiàn)大面積停電事故。

其次，配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)配網(wǎng)運(yùn)行中各種數(shù)據(jù)的采集和處理功能，并能對(duì)故障數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)和分析。通過(guò)配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，可以提高配網(wǎng)運(yùn)行效率和供電可靠性，避免由于配電網(wǎng)絡(luò)故障而造成的停電事故。

最后，配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)配電設(shè)備運(yùn)行情況的實(shí)時(shí)監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集功能，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)配網(wǎng)中存在的問(wèn)題并進(jìn)行相應(yīng)處理。因此，在配網(wǎng)運(yùn)維管理中應(yīng)用配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)具有良好的應(yīng)用效果。

6 結(jié)語(yǔ)

隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展要求的進(jìn)一步提高，對(duì)電力供應(yīng)質(zhì)量及安全穩(wěn)定性也越來(lái)越高，為此，對(duì)于電力企業(yè)而言，應(yīng)加大配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)研究及應(yīng)用力度，努力提升配網(wǎng)自動(dòng)化水平。在配網(wǎng)運(yùn)維管理中，通過(guò)相關(guān)自動(dòng)化技術(shù)的科學(xué)應(yīng)用，不僅能提高配網(wǎng)運(yùn)維管理的水平，還能有效降低配電企業(yè)的生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。本研究通過(guò)分析配電自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)配電網(wǎng)安全運(yùn)行的影響，對(duì)配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)在配網(wǎng)運(yùn)維管理中的實(shí)際應(yīng)用及實(shí)際效果展開(kāi)論述，希望能為提升電力企業(yè)的配電系統(tǒng)質(zhì)量，保障用電質(zhì)量安全性及促進(jìn)我國(guó)電力行業(yè)健康穩(wěn)定發(fā)展提供幫助。