自動化技術在電力系統(tǒng)配電網(wǎng)工程中的應用探討

摘 要：電力系統(tǒng)配電網(wǎng)中自動化技術應用的功能突出，體現(xiàn)于在線監(jiān)測及數(shù)據(jù)搜集功能、饋線自動化功能等方面。要想充分發(fā)揮其功能，還需明確把握電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動化的設計要點和關鍵技術，以推進供電質量的持續(xù)改進。本文主要對自動化技術在電力系統(tǒng)配電網(wǎng)工程中的應用進行闡述，希望對配電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行起到積極參照作用。

關鍵詞：自動化技術；電力系統(tǒng)；配電網(wǎng)工程；應用

隨著城市化建設的進程加速，配電網(wǎng)供電質量的矛盾越發(fā)突出，加強電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動化建設成為提高配電網(wǎng)供電質量的有效手段。電力系統(tǒng)的智能化發(fā)展直接受配電網(wǎng)自動化的影響，但自動化建設仍處于摸索性前進階段，有較大的完善空間，值得深入研究。

一、電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動化概念及重要性

配電網(wǎng)自動化建設利于推進電力系統(tǒng)的現(xiàn)代化發(fā)展。自動化系統(tǒng)配送相對靈活，在配電網(wǎng)系統(tǒng)中得到了廣泛的應用。配電自動化涉及饋線自動化、配電管理、通信技術等多方面，配電自動化施行多試點由配電站與子站、饋線終端等部分構成。饋線自動化在光纖通信與饋線終端的作用下，能夠實現(xiàn)快速通信。施行電力系統(tǒng)配電自動化的優(yōu)勢特點突出，體現(xiàn)在以下幾方面：

（一）防止發(fā)生安全事故

在對配電網(wǎng)進行管理的過程中，為了確保系統(tǒng)使用過程中的穩(wěn)定性、安全性得到提升，需要利用自動化技術進行管理，確保該系統(tǒng)能夠第一時間內發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中存在的異常情況。在維護檢修的過程中，利用該系統(tǒng)也能第一時間解決問題，提高檢修質量，保證電力系統(tǒng)的運行效果得到改善。

（二）降低成本

當前大部分的電力企業(yè)在向用戶輸送電力資源的過程中，選擇的方式為電站—電路電源這一種獨特的處理方式。一旦當前電源輸送過程中存在異常的情況，十分容易出現(xiàn)安全問題，選擇電網(wǎng)自動化這一獨特的構建方式，可以根據(jù)用戶在使用過程中的實際需求完善電能的供應效果，同時根據(jù)需求構建網(wǎng)絡結構，保證在系統(tǒng)出現(xiàn)問題后第一時間內對損壞的元件進行更換處理。利用配電網(wǎng)自動化取代不常用的配電網(wǎng)絡，實施監(jiān)控線路，可有效降低系統(tǒng)的運行成本，使電力企業(yè)自身的經(jīng)濟利益得到保護。

（三）提高供電質量

電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動化建設可有效規(guī)避線損、配電網(wǎng)線路負荷較大等潛在的供電質量問題，在提高配電網(wǎng)電力運營水平的同時，積極拓展電力企業(yè)的效益空間，實現(xiàn)資源的優(yōu)化配置及高效利用。

二、電力系統(tǒng)配電網(wǎng)中自動化技術應用的功能

配電網(wǎng)自動化技術在電力系統(tǒng)中處于關鍵地位。靈活運用自動化技術可完善配電網(wǎng)的結構，提高電網(wǎng)的供電能力及質量。配電網(wǎng)的功能應用如下所示：

（一）在線監(jiān)控

人工監(jiān)測的方式無法有效保護電力系統(tǒng)。在電力系統(tǒng)配電網(wǎng)中應用自動化技術，能夠全方位、持續(xù)、遠程地監(jiān)控配電網(wǎng)的運行情況，收集電網(wǎng)供配電中的電流等參數(shù)的變化信息，自動化技術可實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的交流及共享，確保配電網(wǎng)的監(jiān)控效果，便于工作人員及時掌握配電網(wǎng)的運行狀況，及時發(fā)現(xiàn)和處理存在及潛在的安全問題，推進配電網(wǎng)系統(tǒng)運行的穩(wěn)中求進。電力系統(tǒng)在進行監(jiān)測過程中，要求負責監(jiān)測相關管理人員針對監(jiān)測數(shù)據(jù)不能主觀、隨意地進行處理，需要監(jiān)測電力系統(tǒng)的整體運行狀況，并且將其與正常運行狀態(tài)的數(shù)據(jù)進行結合、共同分析，以此來確保在進行數(shù)據(jù)分析時分析質量得以提升。與此同時，還需要分析和采集電力系統(tǒng)在運行時各項不同的參數(shù)，對每一項參數(shù)進行分析，從而能夠更好地了解到在當前進行電力系統(tǒng)使用時其存在哪些隱患，這些隱患又如何進行有效解決，需要盡早地采取相應的處理措施對其進行處理。例如，發(fā)電機在用電的低峰期出現(xiàn)溫度異常升高這一情況，溫度監(jiān)測系統(tǒng)會在一時發(fā)出警報，而工作人員在面對警報時應高度注意發(fā)電機在使用時的數(shù)據(jù)內容，以此降低隱患出現(xiàn)的頻率［1］。

（二）安全保障

合理應用電力自動化技術，能夠為電力系統(tǒng)提供基本的保護措施，同時確保電力系統(tǒng)自身具有一定的恢復能力。所謂保護措施是指電力系統(tǒng)在出現(xiàn)故障時，該措施可以自動開啟，幫助電力系統(tǒng)自動排除故障后，能夠快速地第一時間內恢復到正常的運轉狀態(tài)，確保在整個使用過程中，電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性能夠得到提升，滿足當前生產(chǎn)發(fā)展的實際需求，也能夠降低其出現(xiàn)安全事故、造成意外傷亡的概率。保護措施在進行使用時，其主要是通過以下幾種不同的方式：第一，保障電力系統(tǒng)在日常工作過程中其自身的穩(wěn)定性以及安全性。電力自動化技術在應用過程中的應用價值十分突出，能夠為電力系統(tǒng)提供較高的自動化的調節(jié)能力，同時有效處理電力系統(tǒng)在日常運行時的運行問題，幫助工作人員減少日常的工作負擔，同時也能夠讓工作人員更加深入地了解電力系統(tǒng)在實際運行時可能存在哪些故障，面對這些故障其解決方法又是哪些，可以增強其在日常工作過程中的工作經(jīng)驗，幫助工作人員完善工作的整體效果。第二，能夠促使系統(tǒng)在出現(xiàn)數(shù)據(jù)問題時，對數(shù)據(jù)進行及時保存以及恢復，確保所有數(shù)據(jù)在使用時使用質量能夠得到提升，更能夠有效規(guī)范電力系統(tǒng)在運行時的相應參數(shù)，為電力企業(yè)自身的預算管理以及成本控制帶來正面影響，防止其成本控制質量不佳，進而導致其工作質量無法得到提升。而電力自動化技術可自動收集與保存各項參數(shù)信息，更利于推進電力企業(yè)的發(fā)展。第三，保護措施還能夠保障所有電力企業(yè)人員自身的生命安全。電力自動化技術的出現(xiàn)能夠實現(xiàn)實時的電力系統(tǒng)監(jiān)測功能，并且確保其電力系統(tǒng)監(jiān)測質量得以提升，如果發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)在使用時存在異常，應第一時間進行匯報，這種方式也會在第一時間內發(fā)出警報，在最短時間內引發(fā)工作人員對整個電力系統(tǒng)的重視程度，讓電力系統(tǒng)在實際使用時的使用效果得以提升，防止由于在使用時并沒有注意數(shù)據(jù)變化進而導致緊急情況出現(xiàn)的頻率過高，工作人員所面對的安全風險更大。當前在采取保護措施后，一旦遇到了緊急情況，自動化控制系統(tǒng)能夠自動地進行調節(jié)，其目的是降低在使用過程中所面對的風險。如果電力設備在使用時出現(xiàn)溫度過高這一情況，作為控制系統(tǒng)也能夠在第一時間內實現(xiàn)電力設備運行功率的降低，防止溫度進一步地升高。如果在檢測過程中遇到了明火，則會在第一時間內自動開啟噴頭，對明火進行有效的控制，防止火災進一步發(fā)展。

（三）停電管理

在電力系統(tǒng)中應用自動化技術的作用突出，可全面收集與分析電網(wǎng)運行的數(shù)據(jù)信息，實現(xiàn)對配電網(wǎng)的自動化管理。如停電自動化管理系統(tǒng)，可揀選與分析搜集到的數(shù)據(jù)信息，以此判斷出故障發(fā)生的原因及故障點，確定停電的范圍，便于維修工作的有序展開，從而在最短的時間內復電。

三、配電網(wǎng)自動化技術在電力系統(tǒng)中的應用體現(xiàn)

（一）變電站自動化技術應用

自動化技術等先進科技的迅猛發(fā)展帶動了各行業(yè)領域的轉型升級，尤其是在電網(wǎng)建設中的應用，可帶動電力生產(chǎn)水平及效率的提升。在工程建設和應用的過程中，利用計算機技術全面分析變電站和系統(tǒng)運行的情況。并在系統(tǒng)運行中將電力信號光纜轉變?yōu)殡娎|或光纖的形式，進一步提升了系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。為確保變電站自動化生產(chǎn)技術應用價值的充分發(fā)揮，需采取多措并舉的方式不斷強化變電站運行及監(jiān)控工作的質量，并全面掌握和分析運行中所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息，及時發(fā)現(xiàn)和解決問題。加大對輸電線路自動化技術的研究力度，整合先進的科技手段，以達到預期的自動化技術應用效果。

（二）智能電網(wǎng)自動化技術應用

自動化技術與智能化手段的整合更利于強化電力系統(tǒng)配電網(wǎng)的安全可靠性。在計算中運用各種智能化的技術，可實現(xiàn)對配電輸電的有效控制。變電站的自動化系統(tǒng)與穩(wěn)定的控制系統(tǒng)應用也表明了在自動化技術中引進計算機技術的有效性。尤其是在電路的各個環(huán)節(jié)使用，有助于強化電路的智能化建設程度。在對全局進行控制的過程中應用智能化技術，可彌補自動化中的不足，更便于控制人員的控制［2］。

（三）電網(wǎng)調度自動化技術應用

在計算機技術的支撐下，可實現(xiàn)對電網(wǎng)系統(tǒng)運行狀態(tài)的實時監(jiān)測，收集并分析電網(wǎng)運行過程中的數(shù)據(jù)信息，以此提高了電力系統(tǒng)運行的安全性。

（四）PLC自動化技術應用

PLC技術實現(xiàn)了繼電接觸控制技術、計算機技術的整合，能夠有效控制內部存儲，也可以在存儲器中應用和控制可編程序。PLC技術在電力系統(tǒng)中的應用價值突出，可提高系統(tǒng)的靈活性，優(yōu)化系統(tǒng)的控制效果，減少運行時產(chǎn)生的能耗。PLC可有效分析與處理、傳輸、轉換數(shù)據(jù)，進一步強化電網(wǎng)運行的管理效果。

三、電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動化實現(xiàn)技術的設計要點

（一）配電網(wǎng)自動化存在的問題

在城區(qū)配電網(wǎng)網(wǎng)架建設中增加聯(lián)絡點，雖然能夠提高供電量，但網(wǎng)架結構的復雜性增加。特別是在城郊結合部等一系列的地區(qū)進行配電網(wǎng)建設過程中，由于受到了資金、地形等多種不同因素的影響，進而導致其建設質量相對較差，配電網(wǎng)存在著典型接線率低以及難以有效建立聯(lián)絡點等一系列問題。在進行自動化分段點的選取時，普遍存在著忽視分析用戶行為或者是評估線路的轉供能力相對較弱等問題，加之分段不合理，均會導致在配電網(wǎng)自動化使用過程中出現(xiàn)大量的故障，配電網(wǎng)難以進行有效的轉變操作。與此同時，更無法實現(xiàn)實時的、高速的轉移線路負荷機會，導致用戶的平均停電時間無法縮短。配電網(wǎng)在開展自動化建設時，智能化程度相對較低。隨著配電網(wǎng)的自動化技術發(fā)展速度越來越快，而早期設備與后續(xù)的設備其自身的匹配程度相對較低，進而呈現(xiàn)了新舊設備在使用時難以高速地有效地進行聯(lián)動，而主站系統(tǒng)更無法利用自動化設備進行信息的發(fā)送，加之設備模塊在運行時，其自身的運行程度相對較低，出現(xiàn)了拒動或是誤動等一些現(xiàn)象，這也導致維修管理人員在進行故障排查時，其故障排查的時效性也無法得到保障。配電網(wǎng)處于多變的自然環(huán)境與惡劣的運行環(huán)境下，如受鹽霧侵蝕、受冰凍災害、山火、雷擊等安全事故，直接考驗了電網(wǎng)與設備的穩(wěn)定性及可靠性。設備運行處于不穩(wěn)定的通信環(huán)境。

（二）設計要點

1.突出軟件的可維護性

在電力系統(tǒng)應用配電網(wǎng)自動化技術不能一蹴而就，需全面地考慮各種問題，以達到更好的應用效果。其中，要求軟件具備可維護性，提升設備的性能，確保系統(tǒng)的不斷升級和優(yōu)化，以此提高問題解決的效率。全面規(guī)劃電力系統(tǒng)配電網(wǎng)的發(fā)展建設，綜合地考慮各項問題，將可維護性作為研究的重點，才能更好地維護設備，引進更多先進的自動化技術手段，滿足社會的需求，積極促進電力企業(yè)的發(fā)展。

2.優(yōu)化硬件支持系統(tǒng)

立足實際情況，不斷優(yōu)化相應的硬件支持系統(tǒng)，便于有序展開預測市場發(fā)展、系統(tǒng)修復建設等后續(xù)工作。唯有不斷提高自動化系統(tǒng)的性能，規(guī)范落實各種防護措施，才有利于進一步維護系統(tǒng)的穩(wěn)定性。這就需要引進先進的技術，更新發(fā)展的新觀念，打破傳統(tǒng)的發(fā)展瓶頸，從而實現(xiàn)與時俱進。

3.分布智能模式

系統(tǒng)應用分布智能模式可實現(xiàn)自主判斷和修復處理等功能，其中分段開關起到了關鍵的作用。這種模式有操作便利和性能良好等優(yōu)勢特點，即使在網(wǎng)絡不佳的情況下也能夠很好地運轉，確保了經(jīng)濟效益。

四、電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動化實現(xiàn)的關鍵技術

（一）自動設置中繼技術

NDLC中繼節(jié)點通過利用數(shù)字信號技術，實現(xiàn)了接收與轉發(fā)各類信息等功能，轉發(fā)、接收目標信息后，可再做回常規(guī)節(jié)點繼續(xù)待命。在數(shù)字信號技術的支持下，可使用較低的頻率進行傳輸，同時有涉及信息量少、不易發(fā)生失真問題、網(wǎng)絡通信壓力小、運行效率高等優(yōu)勢特點。實際上，要想確保各節(jié)點都能夠在整體網(wǎng)絡中實現(xiàn)自由通信，前提是任意相鄰的兩個節(jié)點是互通的，因此在滿足該前提條件要求后，中繼站進行自主設置調試，就能輕松解決該類通信距離問題。

（二）主動對象數(shù)據(jù)庫技術

主動對象數(shù)據(jù)庫技術是電力自動化管理系統(tǒng)當中最常用的一種監(jiān)測技術，可實時監(jiān)控電力系統(tǒng)的運行情況，同時，對電力系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析和軟件開發(fā)、程序編寫等方面的影響較大。主動對象數(shù)據(jù)庫在電力系統(tǒng)中的應用廣泛，在較強針對性、主動控制功能、根據(jù)編寫的程序全面監(jiān)測數(shù)據(jù)庫內的所有數(shù)據(jù)等方面的優(yōu)勢特點，都是傳統(tǒng)的控制技術不能比擬的［3］。

（三）現(xiàn)場總線技術

現(xiàn)場總線技術是指利用現(xiàn)場總線的布置，使其形成一個完整的通信系統(tǒng)，以此實現(xiàn)自動化控制管理電力系統(tǒng)線路及設備。以往的線路連接是主要根據(jù)設備的分布情況分別進行布置的，內部線路分布更是雜亂，難以達到理想的管理效果，甚至會破壞線路及設備。在電力系統(tǒng)中應用現(xiàn)場總線技術后，實現(xiàn)了對不同線路連接上不同設備的統(tǒng)一化管理，彌補了常規(guī)控制方式的不足，帶動了電力系統(tǒng)設備管理水平的提升。

（四）光互連技術

光互連技術廣泛用于電力系統(tǒng)的繼電保護領域，有統(tǒng)一管理電力系統(tǒng)中的繼電保護裝置等作用。繼電保護裝置在電力系統(tǒng)運行中尤為重要，當電力系統(tǒng)當中出現(xiàn)電壓過高或電流過載等問題時，繼電保護裝置會自動開啟保護措施以暫時斷開電路，避免線路或設備受損，以此防止發(fā)生上述問題。

五、電力系統(tǒng)配網(wǎng)自動化控制技術的發(fā)展趨勢

（一）革新遠動終端

RTU系統(tǒng)采用的是工業(yè)控制計算機作為硬件的平臺，在擴展測控接口電路可以完成“遙控”功能。RTU有較高的擴展性、設計的周期短等優(yōu)勢特點，但也有體積大和成本高、使用便利性不足等問題，這也是改進自動化技術遠動終端的重要著手點。

（二）分布式技術的發(fā)展

分布式發(fā)電系統(tǒng)具有靈活的變負荷調峰性能，可滿足用戶的特殊要求。分布式技術能夠節(jié)約輸送和變電的成本，積極響應了節(jié)能等政策號召，貼合能源緊張的現(xiàn)狀。尤其是DG技術的應用，更利于帶動分布式自動化技術的應用及發(fā)展。

（三）自動化控制技術優(yōu)化

在現(xiàn)代科技發(fā)展的帶動下，電力系統(tǒng)的輸送、變電、配電等工作實現(xiàn)了網(wǎng)絡管理，電力網(wǎng)絡需要分析計算較大的信息量，就需要EMS高級分析應用軟件進一步優(yōu)化。

結語

電力系統(tǒng)中配電網(wǎng)自動化技術的應用功能強大，可實現(xiàn)停電管理與安全保障等，但創(chuàng)新發(fā)展仍是一項系統(tǒng)性的工程。需要立足于配電網(wǎng)自動化現(xiàn)狀，本著引進來和走出去的原則，借鑒優(yōu)秀的經(jīng)驗，并通過引入先進的技術手段、優(yōu)化設計要點、打破技術瓶頸等措施，整體性地完善配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)，發(fā)揮各種技術優(yōu)勢，推進電力工程的穩(wěn)定發(fā)展。

參考文獻：

［1］陳婷.電力工程中配電網(wǎng)自動化技術的應用研究［J］.通信電源技術，2022，39（22）：3.

［2］阮宜將.電力工程技術在智能電網(wǎng)建設中的應用探討［J］.福建質量管理，2021（10）：3940.

［3］王子涵.電力系統(tǒng)中配電網(wǎng)自動化技術的應用探討［J］.中文科技期刊數(shù)據(jù)庫（文摘版）工程技術，2022（9）：3.

作者簡介：薛建標（1988— ），男，漢族，山東菏澤人，本科，中級工程師（電力工程）。