配電自動(dòng)化系統(tǒng)在10kV 電網(wǎng)中的應(yīng)用分析

劉 峣 孫云奇 趙 詣 朱瑾潤(rùn)

（國(guó)網(wǎng)安徽省電力有限公司巢湖市供電公司，安徽巢湖 238000）

1 配電自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1.1 系統(tǒng)主體

配電自動(dòng)化系統(tǒng)在10kV 中壓電網(wǎng)中的系統(tǒng)主體是饋線自動(dòng)化、電網(wǎng)分析自動(dòng)化以及監(jiān)控自動(dòng)化等功能于一體的智能自動(dòng)化系統(tǒng)，配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)與其他自動(dòng)化系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)大范圍的自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用。目前，配電自動(dòng)化系統(tǒng)在10kV 中壓電網(wǎng)中被廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)量值管理、饋線故障隔離與恢復(fù)、用電配點(diǎn)信息數(shù)據(jù)采集等實(shí)際操作。

配電自動(dòng)化結(jié)構(gòu)一般分為中心主站層、子站層、終端層等多個(gè)分支結(jié)構(gòu)，主站層的配電主站配置多個(gè)子站，各級(jí)配電子站層又包含配電終端。中心主站層負(fù)責(zé)所有系統(tǒng)的統(tǒng)籌管理，負(fù)責(zé)采集所有電信息信號(hào)，通過(guò)信息采集處理實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)的自動(dòng)化監(jiān)控?，F(xiàn)階段，我國(guó) 10kV 中壓配電網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)備和線路老化、管理水平較為低下，導(dǎo)致我國(guó)10kV 中壓電網(wǎng)配電自動(dòng)化系統(tǒng)在應(yīng)用運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)故障的頻率較高，使用過(guò)程中存在一定問(wèn)題。因此，我國(guó)電網(wǎng)的自動(dòng)化環(huán)節(jié)在10kV 電網(wǎng)還相對(duì)薄弱，有待加強(qiáng)。

基于我國(guó)現(xiàn)階段配電自動(dòng)化發(fā)展情況，了解配電自動(dòng)化系統(tǒng)的主體結(jié)構(gòu)，配電自動(dòng)化系統(tǒng)主站主要負(fù)責(zé)采集處理配電自動(dòng)化系統(tǒng)信息。同時(shí)，對(duì)整體電網(wǎng)進(jìn)行分析、精細(xì)化計(jì)算和科學(xué)管理。配電自動(dòng)化系統(tǒng)核心作為配電自動(dòng)化系統(tǒng)的中樞，配電自動(dòng)化系統(tǒng)主體一般設(shè)置在中心位置，借由中心的地位確保遠(yuǎn)程監(jiān)控信號(hào)的均衡使用與配備，遠(yuǎn)程控制模塊主要包括遠(yuǎn)程監(jiān)控站和監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用軟件。自動(dòng)化主站的持久運(yùn)行，可以實(shí)現(xiàn)無(wú)人管理?xiàng)l件下，區(qū)域內(nèi)根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整各種開(kāi)關(guān)的鏈接狀態(tài)，實(shí)時(shí)地進(jìn)行電氣參數(shù)監(jiān)測(cè)，除了具有遠(yuǎn)程控制等常規(guī)檢測(cè)功能外，還能夠輔助電力技術(shù)維修人員對(duì)機(jī)電設(shè)備進(jìn)行日常的維修維護(hù)。在當(dāng)前科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的時(shí)代背景下，機(jī)電設(shè)備結(jié)合配電自動(dòng)化系統(tǒng)，加強(qiáng)系統(tǒng)主體主站對(duì)設(shè)備的合理管理，保證配電自動(dòng)化設(shè)備順利運(yùn)行。在10kV 中壓電網(wǎng)中，通過(guò)配電自動(dòng)化在通信網(wǎng)絡(luò)中的遠(yuǎn)程信令傳輸與對(duì)電網(wǎng)使用情況的遙測(cè)，對(duì)電網(wǎng)油電機(jī)組進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，確保所有電網(wǎng)使用端都有充足的備用電源，保證設(shè)施設(shè)備正常使用。電網(wǎng)的集成配電自動(dòng)化主體系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了電路線路的繼電保護(hù)，對(duì)相關(guān)電力自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)開(kāi)發(fā)與使用，提高了配電系統(tǒng)機(jī)電設(shè)備的管理和使用效率。

1.2 系統(tǒng)分站

在10kV 中壓電網(wǎng)中，配電自動(dòng)化系統(tǒng)的配電站子站作為整個(gè)配電自動(dòng)化系統(tǒng)的中間層系統(tǒng)分站，系統(tǒng)分站的主要功能就是配電信息的交互處理，通過(guò)系統(tǒng)分站的交互運(yùn)用實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化系統(tǒng)終端與系統(tǒng)主體之間的各種信息互通交互，并將信息上傳至系統(tǒng)核心，將收集到的信息發(fā)布至通信處理器，實(shí)現(xiàn)功能互補(bǔ)。

另外，配電系統(tǒng)分系統(tǒng)還具有配電系統(tǒng)自動(dòng)控制、故障自動(dòng)報(bào)警、實(shí)時(shí)設(shè)備監(jiān)視、配電使用信息采集等功能，分系統(tǒng)的功能運(yùn)轉(zhuǎn)主要通過(guò)通信系統(tǒng)連接的相關(guān)線路實(shí)現(xiàn)，從而確保配電系統(tǒng)高速、快捷的通信交流。從配電網(wǎng)絡(luò)實(shí)際使用情況出發(fā)，電網(wǎng)中的10kV 中壓配電自動(dòng)化系統(tǒng)在很大程度上，依靠外部電網(wǎng)，將相關(guān)數(shù)據(jù)通過(guò)分系統(tǒng)上傳核心主體系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電網(wǎng)使用有關(guān)內(nèi)容。配電自動(dòng)化系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)擁有監(jiān)測(cè)范圍廣、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)量大等特點(diǎn)，子站分系統(tǒng)處理的數(shù)據(jù)量巨大，為了避免無(wú)關(guān)緊要的信息占用電力系統(tǒng)整體資源，需要最大程度地縮短系統(tǒng)主體與分系統(tǒng)之間的傳輸距離與傳輸時(shí)間，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程信號(hào)的交互傳遞，迅速解決系統(tǒng)故障，優(yōu)先上傳緊急數(shù)據(jù)。

1.3 遠(yuǎn)程終端

配電自動(dòng)化系統(tǒng)的遠(yuǎn)程終端配電站為10kV 中壓配電網(wǎng)配電自動(dòng)化系統(tǒng)提供了內(nèi)后端部分的運(yùn)行保障，遠(yuǎn)程終端是配電網(wǎng)饋線回路中的應(yīng)用重點(diǎn)。通過(guò)使用各遠(yuǎn)程終端和配電變壓器遠(yuǎn)程終端功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控與操作，遠(yuǎn)程終端系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)對(duì)10kV 中壓配電網(wǎng)進(jìn)行遠(yuǎn)程遙測(cè)遙控，對(duì)運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生的故障進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。通過(guò)遠(yuǎn)程終端功能運(yùn)轉(zhuǎn)，有效實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)配電自動(dòng)化系統(tǒng)的遠(yuǎn)距離監(jiān)控，保證配電系統(tǒng)的正常運(yùn)行[1]。

1.4 通信系統(tǒng)

通信系統(tǒng)作為配電自動(dòng)化系統(tǒng)的信息交互程序執(zhí)行單位，在投入配電系統(tǒng)的自動(dòng)化使用時(shí)，通過(guò)鋪設(shè)大量的通信光纜實(shí)現(xiàn)通信系統(tǒng)的信息通信功能。10kV 中壓配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)采用光纖通信技術(shù)，有利于配電網(wǎng)自動(dòng)化運(yùn)行效率的進(jìn)一步提高。在配電系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，通信配電系統(tǒng)還設(shè)置了柴油發(fā)電機(jī)組，對(duì)分系統(tǒng)進(jìn)行供電，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)供電的回路和不間斷供電，保證配電系統(tǒng)的持續(xù)正常工作，并實(shí)時(shí)傳輸最新的相關(guān)數(shù)據(jù)，保證電網(wǎng)配電系統(tǒng)區(qū)域內(nèi)通信傳輸設(shè)備的正常運(yùn)行。

2 配電自動(dòng)化系統(tǒng)在10kV 中壓電網(wǎng)內(nèi)的具體運(yùn)用

在以往的10kV 中壓電網(wǎng)運(yùn)行維護(hù)過(guò)程中，受到技術(shù)因素以及管理模式等因素的影響和制約，導(dǎo)致其日常維護(hù)成本較高，且對(duì)于人力資源的依賴較為顯著。為進(jìn)一步優(yōu)化10kV 中壓電網(wǎng)控制管理工作流程，提升10kV 中壓電網(wǎng)輸配電管理的穩(wěn)定性與可靠性，可引進(jìn)與利用配電自動(dòng)化系統(tǒng)。相關(guān)電網(wǎng)管理技術(shù)人員應(yīng)基于相關(guān)技術(shù)手段對(duì)配電自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行搭建[2]。

2.1 智能分布式自動(dòng)控制技術(shù)

智能分布式自動(dòng)控制技術(shù)是采用傳感器技術(shù)以及信息化技術(shù)，對(duì)10kV 中壓電網(wǎng)中線路運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行跟蹤與監(jiān)控，并將相關(guān)運(yùn)行信息以及運(yùn)行數(shù)據(jù)匯總于控制中樞，從而給定相關(guān)智能化控制方案與控制策略的一項(xiàng)技術(shù)手段，是構(gòu)建中壓電網(wǎng)配電自動(dòng)化系統(tǒng)的基礎(chǔ)和重要前提。在組網(wǎng)與布局設(shè)計(jì)過(guò)程中，技術(shù)人員可結(jié)合自動(dòng)化運(yùn)行要求以及運(yùn)行方案，利用智能開(kāi)關(guān)對(duì)饋線線路進(jìn)行控制，及時(shí)獲取線路中運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)與運(yùn)行故障的相關(guān)信息，使中樞控制系統(tǒng)能夠及時(shí)對(duì)停電或電力沖擊等現(xiàn)象做出相關(guān)反饋，減少中壓配電線路故障對(duì)電網(wǎng)造成的損失和影響，有效提升電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性與安全性。

2.2 10kV 中壓配電調(diào)控一體化

受到各地區(qū)經(jīng)濟(jì)技術(shù)發(fā)展水平以及基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等相關(guān)因素的影響和限制，10kV 中壓配電線路的相關(guān)設(shè)備運(yùn)行尚存在一定的不足和短板，亟待進(jìn)行轉(zhuǎn)型升級(jí)。相關(guān)技術(shù)人員可依托中壓配電調(diào)控一體化技術(shù)，對(duì)配電自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)與架構(gòu)。在進(jìn)行方案開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì)的過(guò)程中，技術(shù)人員可將配電線路跟蹤監(jiān)管與調(diào)節(jié)控制等兩項(xiàng)關(guān)鍵功能進(jìn)行一體化調(diào)控，并根據(jù)中壓配電網(wǎng)日常運(yùn)行、維護(hù)與檢修工作規(guī)范和要求進(jìn)行全方位優(yōu)化，進(jìn)一步降低配電網(wǎng)故障與風(fēng)險(xiǎn)的出現(xiàn)概率，使自動(dòng)化配電系統(tǒng)的運(yùn)行效率得到顯著提升。

2.3 10kV 中壓配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)

在以往配電網(wǎng)出現(xiàn)故障時(shí)，需要組織相關(guān)技術(shù)力量對(duì)線路故障點(diǎn)位進(jìn)行針對(duì)性修復(fù)與維保，工作效率較為低下、維修成本較高的情況下，可能會(huì)對(duì)整個(gè)配電網(wǎng)帶來(lái)較為嚴(yán)重的損失與威脅。因此，技術(shù)人員應(yīng)依托自動(dòng)化系統(tǒng)，對(duì)中壓配電網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)，由中樞管理系統(tǒng)對(duì)中壓配電網(wǎng)的運(yùn)行情況進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度，一旦出現(xiàn)故障或影響配電網(wǎng)正常運(yùn)行的相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)，可自動(dòng)采取措施對(duì)故障段進(jìn)行切斷與隔離，并使配電網(wǎng)具備相應(yīng)的自愈能力，使其能夠按照預(yù)定方案啟動(dòng)備用線路，確保轄區(qū)用戶的正常供電[3]。當(dāng)故障與風(fēng)險(xiǎn)排查處置完畢后，維保人員以及技術(shù)人員可通過(guò)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)恢復(fù)原線路運(yùn)行狀態(tài)，從而有效減少線路故障問(wèn)題給用戶用電體驗(yàn)造成的影響，使配電網(wǎng)的運(yùn)行更加可靠。

3 10kV 中壓電網(wǎng)配電自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用措施

為了使自動(dòng)化配電系統(tǒng)能夠在10kV 中壓電網(wǎng)中發(fā)揮更加關(guān)鍵的價(jià)值和作用，有效改善終端應(yīng)用成效，相關(guān)技術(shù)人員以及電網(wǎng)布局人員可采取相關(guān)手段進(jìn)行優(yōu)化。

3.1 強(qiáng)化配電自動(dòng)化終端系統(tǒng)的防護(hù)效果

作為中壓配電網(wǎng)運(yùn)行管理的重要策略和措施，自動(dòng)化配電終端系統(tǒng)的推廣和使用能夠有效規(guī)避線路故障造成的影響，提高電網(wǎng)內(nèi)部調(diào)度效率，提升轄區(qū)用戶用電體驗(yàn)。但受到我國(guó)各地區(qū)電網(wǎng)運(yùn)行環(huán)境以及基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)狀態(tài)等因素的影響，終端系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性存在一定問(wèn)題，容易受到外界環(huán)境因素的影響出現(xiàn)異常情況，給配電線路造成額外的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。因此，技術(shù)人員在進(jìn)行組網(wǎng)施工的過(guò)程中，應(yīng)盡可能強(qiáng)化配電自動(dòng)化終端系統(tǒng)的防護(hù)措施以及防護(hù)效果，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境狀況采取更加合理科學(xué)的終端配置方案，從而避免環(huán)境干擾帶來(lái)的影響和運(yùn)行問(wèn)題。

3.2 提高專業(yè)工作人員的巡查檢視頻率

在長(zhǎng)期高強(qiáng)度的運(yùn)行過(guò)程中，中壓電網(wǎng)自動(dòng)化配電系統(tǒng)可能會(huì)出現(xiàn)老化現(xiàn)象，影響其正常運(yùn)行性能，不利于配電工作的持續(xù)開(kāi)展。因此，為了保持自動(dòng)化配電系統(tǒng)的運(yùn)行成效，充分延長(zhǎng)其運(yùn)行壽命，電網(wǎng)企業(yè)以及相關(guān)管理單位應(yīng)組織專業(yè)技術(shù)力量對(duì)自動(dòng)化配電終端的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行巡檢、巡視，針對(duì)可能影響其正常運(yùn)行的故障進(jìn)行及時(shí)上報(bào)與處理，減少異常故障對(duì)自動(dòng)化終端產(chǎn)生的影響和威脅，使其能夠更好地實(shí)現(xiàn)預(yù)期配電控制目標(biāo)[4-5]。

在電網(wǎng)企業(yè)與相關(guān)管理部門(mén)組織開(kāi)展人工巡檢工作的同時(shí)，巡檢人員應(yīng)按照企業(yè)內(nèi)部相關(guān)規(guī)定要求對(duì)歷次巡檢情況進(jìn)行記錄，針對(duì)自動(dòng)化配電終端在巡檢過(guò)程中展現(xiàn)的運(yùn)行狀況、巡檢人員、故障類別、處理方案以及巡檢時(shí)間等重點(diǎn)信息進(jìn)行全面記錄，并按需對(duì)巡檢記錄進(jìn)行歸檔存儲(chǔ)，使電網(wǎng)企業(yè)在對(duì)自動(dòng)化配電終端進(jìn)行處理的過(guò)程中能夠獲取更加細(xì)致的信息參考，實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)故障責(zé)任的有效追溯，保障自動(dòng)化控制終端的正常運(yùn)行。

3.3 進(jìn)一步提升中壓電網(wǎng)配電自動(dòng)化管理水平

隨著時(shí)代與技術(shù)的不斷發(fā)展，社會(huì)層面用電量不斷增加，給中壓配電網(wǎng)的管理和運(yùn)行工作帶來(lái)了一定的壓力和挑戰(zhàn)。為了減少高強(qiáng)度運(yùn)行對(duì)配電網(wǎng)絡(luò)造成的風(fēng)險(xiǎn)和損失，技術(shù)人員可結(jié)合實(shí)際情況，不斷提升中壓電網(wǎng)配電自動(dòng)化管理水平，基于大數(shù)據(jù)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)配電網(wǎng)資源的合理調(diào)控，推動(dòng)供配電相關(guān)工作的持續(xù)發(fā)展。

電網(wǎng)管理企業(yè)可按照電網(wǎng)日常運(yùn)行情況對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，并將其錄入信息化數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，由信息化系統(tǒng)得出相關(guān)分析結(jié)論，使電網(wǎng)調(diào)度人員能夠獲知中壓配電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中的高峰時(shí)段以及轄區(qū)內(nèi)用戶的需求變化情況，由工作人員按照數(shù)據(jù)分析結(jié)果給出相應(yīng)的配電網(wǎng)調(diào)度方案，并針對(duì)自動(dòng)化管理終端進(jìn)行設(shè)定，使其在10kV 配電網(wǎng)中的控制與運(yùn)行狀態(tài)有據(jù)可依，有效強(qiáng)化配電網(wǎng)整體運(yùn)行成效。另外，自動(dòng)化控制終端還能將電網(wǎng)信息及時(shí)回傳至控制中心，對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行實(shí)時(shí)更新，形成良好的運(yùn)行循環(huán)。

3.4 做好10kV 中壓電網(wǎng)配電系統(tǒng)的自動(dòng)化信息系統(tǒng)升級(jí)

為進(jìn)一步確保自動(dòng)化配電終端運(yùn)行的安全可靠，使其內(nèi)部控件能夠有效適應(yīng)時(shí)代與電力市場(chǎng)的發(fā)展趨勢(shì)，將其接入信息互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，并針對(duì)其內(nèi)部控件進(jìn)行及時(shí)升級(jí)。維保部門(mén)、安全部門(mén)以及電網(wǎng)調(diào)配部門(mén)應(yīng)進(jìn)行全方位溝通和交流，做好部門(mén)間信息共享與傳輸，構(gòu)建更加可行的電網(wǎng)自動(dòng)化終端升級(jí)方案，使其運(yùn)行狀態(tài)實(shí)現(xiàn)與時(shí)俱進(jìn)[6-7]。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著電網(wǎng)用戶的不斷拓展與增加，以往的輸配電管理模式已不再適應(yīng)市場(chǎng)需求，亟待對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化與變更。相關(guān)技術(shù)人員與電網(wǎng)企業(yè)應(yīng)進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到自動(dòng)化配電系統(tǒng)的應(yīng)用價(jià)值與應(yīng)用意義，結(jié)合中壓配電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，針對(duì)自動(dòng)化配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用進(jìn)行綜合分析與梳理，有效提升10kV 中壓電網(wǎng)的自動(dòng)化配電水平，使電網(wǎng)轄區(qū)內(nèi)的用電客戶能夠獲取更加優(yōu)質(zhì)的用電體驗(yàn)以及用電服務(wù)，減少配電故障或電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)造成的損失與影響。