配網(wǎng)自動化技術(shù)在電力配網(wǎng)運維中的應(yīng)用探討

國網(wǎng)遼寧省電力有限公司撫順供電公司 劉 寧 國網(wǎng)遼寧省電力有限公司信息通信分公司 孫海波

在配網(wǎng)運維中時常會發(fā)生傳輸故障現(xiàn)象，這將嚴重影響供電質(zhì)量，不利于社會的生產(chǎn)與發(fā)展。所以，為切實滿足配網(wǎng)運維要求，提升配網(wǎng)運維效率及安全性，在此次研究中，專門選擇了某供電公司配網(wǎng)自動化工程為研究對象，深入剖析了配網(wǎng)運維中自動化技術(shù)的應(yīng)用情形，并針對其中所存在的問題，采取相應(yīng)的措施進行妥善處理，最大限度確保電網(wǎng)運行的安全性和穩(wěn)定性，為社會生產(chǎn)發(fā)展保駕護航。

1 工程概述

為掌握配網(wǎng)自動化技術(shù)當(dāng)下在配電運維中的狀況，在此次研究中，專門選擇了某供電公司配網(wǎng)自動化工程為研究對象，此工程用電負荷將近350MW，共設(shè)置了64條配電線路，詳見表1。

表1 某某供電所配電自動化工程實際情況

基于上表內(nèi)容能夠獲悉，在歷經(jīng)一系列改造建設(shè)后，其配網(wǎng)結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足以下要求：分段合理、聯(lián)系密切、各配線路負荷均衡。所以，為實現(xiàn)以上目標，非常有必要引入配網(wǎng)自動化技術(shù)，以確保工程用電質(zhì)量，避免發(fā)生停電事件，且一旦發(fā)生故障，能夠在最短的時間內(nèi)隔離并妥善處理故障，確保電力恢復(fù)。

2 配網(wǎng)自動化系統(tǒng)總體設(shè)計與實現(xiàn)

2.1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計及功能需求分析

此次所開發(fā)的配網(wǎng)自動化運維管理系統(tǒng)是基于B/S 架構(gòu)等工具實現(xiàn)的，通過實際檢驗?zāi)軌虬l(fā)現(xiàn)，此系統(tǒng)不僅能夠依托于人機交互界面，對配網(wǎng)運維過程進行實時監(jiān)測、調(diào)試及分析，而且還能夠依托于IT 運維管理架構(gòu)，將此系統(tǒng)劃分為監(jiān)控及服務(wù)管理系統(tǒng)兩類[1]。圖1為配網(wǎng)自動化檢修管理體系。

圖1 為配網(wǎng)自動化檢修管理體系

此系統(tǒng)的設(shè)計初衷是改造同步配合配電網(wǎng)一次、二次設(shè)備項目。進而在優(yōu)化配電網(wǎng)時，各配電主站系統(tǒng)及自動化設(shè)備改造等部分，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場實際狀況和設(shè)備設(shè)施等方面加以部署。一般情況下，一次、二次配電設(shè)備改造較為復(fù)雜，再加上規(guī)模大，因此需在系統(tǒng)中給出詳細的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，從而對配電線路運行狀況進行實時監(jiān)控[2]。此次配電網(wǎng)運維管理系統(tǒng)是借助B/S 架構(gòu)進行開發(fā)的，因此優(yōu)點頗多，比如，能夠準確收集配電網(wǎng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對故障的快速檢測，可以在最短的時間內(nèi)及時處理所出現(xiàn)的故障和問題，最終保證電網(wǎng)始終以安全穩(wěn)定的狀態(tài)工作。

2.2 系統(tǒng)主要功能模塊設(shè)計及實現(xiàn)

2.2.1 數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控模塊設(shè)計

此模塊功能是數(shù)據(jù)采集，通常有日志文件、故障與緩存信息、用戶數(shù)量、相關(guān)參數(shù)配置等數(shù)據(jù)。設(shè)計標準不但達到了《Q/GDW 配電線路故障定位裝置技術(shù)規(guī)范》《Q/GDW 配電自動化終端技術(shù)規(guī)范》等規(guī)范要求，還能夠?qū)ε潆娋W(wǎng)柱開關(guān)及配電房高壓開關(guān)等設(shè)備模擬量進行監(jiān)測與采集。甚至還具備遠程操作功能，可實時監(jiān)控各設(shè)備運行狀態(tài)參數(shù)。

2.2.2 故障監(jiān)測模塊設(shè)計

此模塊的主要作用是對配電線路中的一切故障信息進行收集與研究，以采取相對應(yīng)的舉措[3]。此外，還能自動發(fā)出指令，將故障信息進行全面且直觀地呈現(xiàn)。不僅如此，此模塊還可以精準識別出電力系統(tǒng)中發(fā)生的任何故障，并在最短的時間內(nèi)預(yù)警二次設(shè)備異常故障。通過此模塊，可以更直觀地顯示各類故障，當(dāng)然若條件允許，也可連接移動終端，同樣可以展現(xiàn)故障問題。不僅如此，在正式設(shè)計此模塊時，還要根據(jù)供電所相關(guān)需求，檢測和區(qū)分以下3種常見的故障，比如瞬時性故障、永久性故障、負荷過濾故障等，以實現(xiàn)有效處理，從而提供高質(zhì)量電能。

在對話框中，憑借展示某節(jié)點中相對應(yīng)的饋線運行狀態(tài)，來給出不同的結(jié)果：如果運行不正常，則對應(yīng)的信息欄將不顯示任何信息，而故障數(shù)據(jù)欄中的接收和處理值都是0，但會顯示造成故障的可能性原因，諸如電流過大、零序過流、電壓過高、接地不規(guī)范、斷路器失效等。

2.2.3 參數(shù)模塊設(shè)計

此模塊基本上能夠達到配電站現(xiàn)場運維管理標準。其過程為先將系統(tǒng)調(diào)節(jié)為遠程模式，然后設(shè)置相關(guān)參數(shù)，最后對配電系統(tǒng)或終端參數(shù)進行有效控制。在這里需要著重強調(diào)的是，此模塊既包含了配電網(wǎng)系統(tǒng)中的基本參數(shù)，又涵蓋了發(fā)送順序表及“三謠”基本參數(shù)等數(shù)據(jù)，可實現(xiàn)遠程參數(shù)操控，來調(diào)整配電終端參數(shù)。

2.2.4 故障調(diào)試模塊設(shè)計

此模塊具備“三遙”功能調(diào)試，可保證系統(tǒng)能夠及時顯示各項配電終端設(shè)備故障信息，再予以深入研究，以最大限度地發(fā)揮配電自動化FA 功能。不僅如此，此模塊還可以精準定位配電網(wǎng)故障位置，并加以隔離，以防止威脅到整個電網(wǎng)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。最后將結(jié)果通過報警、短信及語音等方式，傳輸?shù)较到y(tǒng)中。通過現(xiàn)場實際狀況可知，一切配電網(wǎng)系統(tǒng)在運行時必然會發(fā)生不同的故障問題。而憑借引入配電網(wǎng)自動化技術(shù)、自動化故障處理技術(shù)等，可自動且及時隔離出現(xiàn)故障區(qū)域的部分，以將對整個電網(wǎng)運行的不利影響降到最低。不僅如此，在加裝相應(yīng)的自動化開關(guān)元件后，供電所電力系統(tǒng)能夠主動隔離故障區(qū)域，減少停電、故障定位及處理時間。進而能夠在最短的時間內(nèi)恢復(fù)供電，提高供電穩(wěn)定性與安全性。

此系統(tǒng)的開關(guān)主要由兩部分構(gòu)成：即負荷開關(guān)和斷路器開關(guān)等。對于負荷開關(guān)而言，其主要作用是對輸電線路之間連接負荷進行有效控制；對于斷路器開關(guān)而言，其主要是連接變電站與饋電線路。當(dāng)它們之間出現(xiàn)故障后，會進行自動隔離，當(dāng)故障消除后，會恢復(fù)供電，而此過程的實現(xiàn)，取決于自動化開關(guān)，通過精準識別各類故障，如臨時故障、接地故障等，以便制訂最佳的處理方案，從而及時恢復(fù)供電。

2.2.5 自動化診斷模型

此模塊主要憑借自動化、智能化等先進技術(shù)，來智能分析運維數(shù)據(jù)，以精確定位故障位置，診斷故障類型，為制訂最佳處理方案奠定堅實基礎(chǔ)。通常此模塊設(shè)計的基礎(chǔ)為繼電保護機制，其可以憑借收集與處理現(xiàn)有的保護終端數(shù)據(jù)，再收集配電現(xiàn)場的一次、二次設(shè)備運行狀態(tài)數(shù)據(jù)，最后予以標準化或歸一化等手段進行處理，最終總結(jié)出有用的數(shù)據(jù)源。當(dāng)發(fā)生故障需要解決時，可借助運維模塊，再結(jié)合相關(guān)數(shù)據(jù)，來精確診斷配電網(wǎng)系統(tǒng)運行中的故障，進而能夠顯著提高配網(wǎng)故障檢修效率，此外，還可以顯著減少配網(wǎng)中隱藏的故障，降低電網(wǎng)運行風(fēng)險，從而提升配電網(wǎng)運行的穩(wěn)定性與安全性。此模塊在接收到相關(guān)數(shù)據(jù)后，系統(tǒng)會發(fā)出查詢指令，來查詢對應(yīng)的故障區(qū)域。然后把相應(yīng)的解決方案，傳輸至運維模塊中。而運維模塊會把具有的問題和相應(yīng)的處理方法，統(tǒng)一傳輸至數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中，以進行相應(yīng)的處理。此外，也可憑借移動終端，把故障檢修指導(dǎo)方案傳輸給工作人員，此舉不但能夠顯著提升故障檢修率，還能夠為故障處理提供有用的參考。

2.2.6 遠程維護

憑借遠程升級更新，將新內(nèi)容增加至運維系統(tǒng)中。再對系統(tǒng)進行重啟，即可實現(xiàn)系統(tǒng)的更新與升級操作。此舉不但能夠顯著縮短配網(wǎng)運維周期，還能夠極大地增強電網(wǎng)系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定性。

3 配電運維中配網(wǎng)自動化技術(shù)探究

3.1 監(jiān)控技術(shù)

此技術(shù)的基礎(chǔ)是ARAM 頻率檢測，最終構(gòu)成最新的終端監(jiān)測配電網(wǎng)系統(tǒng)。隨著此技術(shù)的引入，可實時監(jiān)測與分析配電網(wǎng)系統(tǒng)的自動化運行狀態(tài)，從而更有效地控制終端設(shè)備數(shù)量和數(shù)據(jù)交換過程，以最大限度地彰顯配網(wǎng)系統(tǒng)性能。

3.2 配電系統(tǒng)集中化技術(shù)

目前配電系統(tǒng)建設(shè)與管理常見為分布式網(wǎng)絡(luò)，旨在集中管理配電系統(tǒng)。如果選擇分布式網(wǎng)絡(luò)來對配電系統(tǒng)進行維護，通常會受制于諸多因素的影響，比如用戶信息參差、系統(tǒng)波動等，所以有時不能滿足電網(wǎng)運行的要求。因此非常有必要集中管理變電站、主站、負荷等數(shù)據(jù)。在這種背景下，集中化技術(shù)誕生了，此技術(shù)可以對變電站重要信息進行高效且集中地管控，從而提升變電站的安全性與穩(wěn)定性。

4 配電運維中配網(wǎng)自動化技術(shù)的應(yīng)用探討

4.1 通信技術(shù)運維

就配電站而言，要想提升運行安全性與效率，應(yīng)積極引入通信技術(shù)。但在這里需要指出的是，在引入此技術(shù)之前，務(wù)必要具備應(yīng)對此技術(shù)所可能引發(fā)各種風(fēng)險的能力。因此，應(yīng)加強對通信技術(shù)的運維。再者，還應(yīng)搭建一條專門的無線網(wǎng)，再結(jié)合無源光通信技術(shù)，從而盡可能提升數(shù)據(jù)信息傳輸效率，提升信息的抗干擾性，以確保信息高效傳輸。相較于其他通信方式，此技術(shù)存在諸多優(yōu)點，如維護更容易、操作更便捷、成本更低等，因此在配網(wǎng)建設(shè)中，應(yīng)積極引入此技術(shù)，以提升電網(wǎng)系統(tǒng)的自動化水平。

4.2 配電主站及信息處理技術(shù)

為確保配網(wǎng)運行時的穩(wěn)定性與安全性，提升系統(tǒng)自動化水平，應(yīng)全力引入配電主站與信息處理技術(shù)，盡可能完整收集、分析與處理配網(wǎng)運行所產(chǎn)生的一切數(shù)據(jù)。但要強調(diào)的是，為提高信息處理的精確性，非常有必要引入配網(wǎng)自動化技術(shù)，以便盡可能控制風(fēng)險，提升精確性。此外，還能夠有效杜絕因低質(zhì)量數(shù)據(jù)所導(dǎo)致的系統(tǒng)失誤問題。為實現(xiàn)以上目標，需更深入地設(shè)計其拓撲結(jié)構(gòu)，以真正達到配網(wǎng)自動化假設(shè)要求，最終科學(xué)有效地監(jiān)測相關(guān)數(shù)據(jù)信息。此外，還非常有必要重視數(shù)據(jù)集成及交互標準配置，只有實現(xiàn)統(tǒng)一配置，才能對數(shù)據(jù)進行同步管理，最終把配網(wǎng)的自動化性能最大限度地釋放出來。

4.3 配網(wǎng)設(shè)備及元件運維技術(shù)

在配網(wǎng)設(shè)備和元件的運維中，應(yīng)先考慮配網(wǎng)自動化運行的實際狀況和設(shè)備的實際應(yīng)用情況，從而準確查找并分析其所具有的問題。此舉不但能夠顯著降低運維量，還可以進一步降低風(fēng)險，杜絕故障的發(fā)生。再者，要想提高配網(wǎng)設(shè)備性能，需先檢測與分析各元件所具備的功能，以期將設(shè)備風(fēng)險降至最低，甚至沒有。為實現(xiàn)以上目標，需更積極地監(jiān)測配電設(shè)施，并每隔一段時間檢查與維護配電設(shè)備常見故障問題，以確保配電網(wǎng)的安全與穩(wěn)定運行，為用戶提供高質(zhì)量電能，從而為社會生產(chǎn)與發(fā)展提供充分支撐。

4.4 電氣一兩次技術(shù)運維

要想加強電氣一次、兩次技術(shù)運維，需借助先進的運維設(shè)備，只有這樣方可實現(xiàn)真正加強運維的目的。為實現(xiàn)以上目標，相關(guān)運維工作人員需要更深入地掌握與研究設(shè)備性能，然后再制訂科學(xué)的運維方案，以最大限度地滿足配網(wǎng)自動化需求，提升電網(wǎng)運行效率。

5 結(jié)語

憑借以上的分析能夠總結(jié)出，將配網(wǎng)自動化技術(shù)引入至配網(wǎng)運維中，相較傳統(tǒng)配網(wǎng)運維技術(shù)，其存在著很多突出優(yōu)點，具體體現(xiàn)在以下3個方面：第一，能夠有效彌補傳統(tǒng)配網(wǎng)運維過程中所具有的瑕疵；第二，提升配網(wǎng)運維工作質(zhì)量和效率；第三，降低配網(wǎng)運維中的安全風(fēng)險，提升配網(wǎng)的穩(wěn)定與安全性。綜上，引入此技術(shù)之后，不但極大地改善了配電網(wǎng)運維管理系統(tǒng)，提升了運維質(zhì)量與效率，還有效提升了輸送電能的安全與質(zhì)量，有利于電力事業(yè)的發(fā)展。