配電自動化技術(shù)應(yīng)用與配電網(wǎng)安全運行管理

林毅

廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司湛江供電局 廣東 湛江 524000

引言

電力資源屬于現(xiàn)代社會運行的重要資源，其對于人們的生產(chǎn)和生活起著一定的影響作用。只有維持正常、穩(wěn)定的電力資源供應(yīng)，才能促使社會秩序更加穩(wěn)定、和諧。所以電力企業(yè)應(yīng)對配電自動化技術(shù)進(jìn)行科學(xué)化應(yīng)用，積極開展安全管理工作，切實提升電力系統(tǒng)輸送電能的質(zhì)量，保證配電線路的安全運行。

1 配電自動化技術(shù)的概述

配電自動化技術(shù)是通過計算機技術(shù)、單片機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實現(xiàn)的，其具有智能化、先進(jìn)化、科學(xué)化的特點，可以收集電力系統(tǒng)運行時產(chǎn)生的各種信息、數(shù)據(jù)，中心控制裝置和終端裝置之間的信息傳遞是通暢的，可實現(xiàn)全面而精準(zhǔn)的控制。其包括了電子、通信、計算機、網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)，可以對復(fù)雜電網(wǎng)進(jìn)行自動管控，而且這種技術(shù)在不斷地升級中。除了能保證配電網(wǎng)的安全運行，還能達(dá)到整體自動化的目標(biāo)，減少人為控制的失誤。系統(tǒng)會根據(jù)相應(yīng)的指令來開展工作對參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，并快速發(fā)現(xiàn)其中的故障，對故障位置進(jìn)行隔離保護(hù)，從而達(dá)到穩(wěn)定供電的目的。

2 配電自動化技術(shù)的應(yīng)用

2.1 自動計量技術(shù)應(yīng)用

配電自動化技術(shù)中的計量技術(shù)，包括了智能電表、計量自動化等。一般情況下，對于專變用戶（工廠電力用戶、商業(yè)混合用電、民用電力用戶等），需借助負(fù)荷管理終端、費控設(shè)備來監(jiān)控用電量、費用等。針對低壓用戶，則能借助費控設(shè)備、開關(guān)、低壓集抄系統(tǒng)來對外地的電力用戶進(jìn)行費控，對停電和復(fù)電進(jìn)行管控。電力企業(yè)要根據(jù)相關(guān)政策的調(diào)整，以及實際情況來對低壓客戶電能表和低壓集抄進(jìn)行改建。對于低壓集抄，要采用各種不同的先進(jìn)技術(shù)，比如RS-485總線、載波和微功率無線等，來進(jìn)行數(shù)據(jù)收集與計量。自動計量中的功能包括了分時和無功的計量，以及凍結(jié)電量，另外還有數(shù)據(jù)記錄，而且地區(qū)的計量設(shè)備需要和上一級的設(shè)備進(jìn)行連接，比如省級、國家級的計量設(shè)備，促使數(shù)據(jù)被全面收集，從而掌握各個地區(qū)用戶的用電量、負(fù)荷情況等，更好地進(jìn)行規(guī)劃和建設(shè)。另外，廠站計量自動化終端中的數(shù)據(jù)和信息也會得到傳遞。公網(wǎng)在收集了主站、負(fù)荷檢測設(shè)備、計量設(shè)備中的數(shù)據(jù)之后，可為調(diào)度工作提供相應(yīng)的依據(jù)[1]。

2.2 配電網(wǎng)通信技術(shù)的應(yīng)用

可根據(jù)省干配電通信網(wǎng)和地區(qū)配電通信網(wǎng)來建設(shè)配電通信網(wǎng)，采用核心層、匯聚層二層結(jié)構(gòu)組網(wǎng)，連接各地區(qū)配電數(shù)據(jù)網(wǎng)。核心層覆蓋中調(diào)（含主備調(diào)）以及組網(wǎng)所需的220kV及以上電壓等級站點，匯聚層覆蓋地調(diào)及組網(wǎng)所需的220kV及以上電壓等級站點。地市供電局進(jìn)行全面規(guī)劃和安全，因地制宜建立地區(qū)級網(wǎng)絡(luò)。整個配電通信網(wǎng)包括了兩個部分，即骨干層、接入層。前者獲取通信終端的數(shù)據(jù)，再傳遞到業(yè)務(wù)主站系統(tǒng)。后者則負(fù)責(zé)對數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄和收集，最后傳遞至骨干層。

同時，有通信接入需求的配電房、環(huán)網(wǎng)柜、柱上開關(guān)，需要配電通信網(wǎng)接入層進(jìn)行連接。根據(jù)實際情況來進(jìn)行設(shè)置和調(diào)整，如果有光纜接入條件，那么配網(wǎng)業(yè)務(wù)節(jié)點需要安裝工業(yè)以太網(wǎng)交換機。相反，若光纜無法進(jìn)行接入，但有無線專網(wǎng)覆蓋的配網(wǎng)業(yè)務(wù)節(jié)點，則要配置無線專網(wǎng)終端。如果兩者都不具備，則需要借助無線公網(wǎng)信號的配網(wǎng)業(yè)務(wù)節(jié)點來設(shè)置無線公網(wǎng)終端。如果以上條件均不具備，那么整個配網(wǎng)業(yè)務(wù)節(jié)點則要采用其他方式來進(jìn)行通信，比如載波、衛(wèi)星等。

2.3 可編程邏輯控制

在配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)中，可編程邏輯控制是非常核心的部分，其也被稱為PLC?？墒古潆娊K端不依賴主站的指令，也能進(jìn)行自動控制。比如DTU可以實現(xiàn)電源自投、線路故障的自動隔離，配電變壓器監(jiān)測終端可對電壓、無功變化自動控制無功補償電容進(jìn)行投切，所以配電終端中的可編程邏輯控制設(shè)備非常重要。

可以預(yù)先借助軟件編程設(shè)計出相應(yīng)的PLC功能，根據(jù)實際情況對配電終端的整體配置文件進(jìn)行編輯，從而選擇合適的PLC功能，滿足使用需要。或者是在配電終端設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)的PLC功能，由生產(chǎn)商提供在計算機中使用的PLC編程軟件。提前設(shè)定可操作的界面，設(shè)定相應(yīng)的編程，對使用功能進(jìn)行控制，從而達(dá)到自動操控的目的[2]?？删幊踢壿嬁刂频淖詣涌刂乒δ茌^多，推進(jìn)了配電自動化系統(tǒng)的應(yīng)用。然而卻必須具有較強的操作系統(tǒng)，而且前期的開發(fā)量非常大。

2.4 數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控

此外還有數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控系統(tǒng)，其也被稱為SCADA，監(jiān)控屏幕可展示出相應(yīng)的數(shù)據(jù)和信息，促使工作人員將其作為參考依據(jù)，快速對系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)度。而且其中包括了這些應(yīng)用：第一，通過配電自動化終端（FTU）智能化算法，促使DAS系統(tǒng)能更好地抵抗干擾，而且整個系統(tǒng)更加穩(wěn)定和安全。第二，建立實用的小電流接地智能架構(gòu)，打破了小電流接地的限制。第三，對標(biāo)準(zhǔn)化主站支持系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)用，賦予開關(guān)技術(shù)更加先進(jìn)、智能的功能[3]。

3 配電網(wǎng)安全運行管理

3.1 制定出安全運行的準(zhǔn)則

為了保證配電網(wǎng)的安全運行，要使高、中壓配電網(wǎng)在最大負(fù)荷情況下滿足以下的安全要求。

表1 高、中壓配電網(wǎng)的供電安全準(zhǔn)則

供電企業(yè)要制定出高壓配電網(wǎng)供電安全準(zhǔn)則，第一，在正常運行的情況下，各種情況的跳閘，比如交流線路、變壓器、母線跳閘等，造成風(fēng)險的概率都是非常小的。但若是產(chǎn)生了風(fēng)險和事故，就必須快速進(jìn)行排除和解決。如果事件等級達(dá)到了二級以上，則要兼顧目標(biāo)網(wǎng)架和規(guī)劃項目，防止產(chǎn)生更大的影響。第二，在供電區(qū)域建設(shè)初期、過渡時期，高壓配網(wǎng)產(chǎn)生單線單變供電，中壓配電網(wǎng)不能進(jìn)行故障負(fù)荷轉(zhuǎn)移，那么線路和變壓器的故障會減少一些負(fù)荷。后面需要按照負(fù)荷增長，進(jìn)行一定的優(yōu)化與完善，從而達(dá)到供電安全目標(biāo)。第三，110kV及以下變電站供電范圍是單獨的。需要按照負(fù)荷的情況，在附近變電站、供電片區(qū)之間形成關(guān)聯(lián)性，從而在產(chǎn)生事故時能及時進(jìn)行支援[4]。

此外，還有低壓配電網(wǎng)的供電安全管理。第一，當(dāng)故障形成于低壓配電網(wǎng)中的配電變壓器、低壓線路時，要縮小停電區(qū)域，不能大面積停電。第二，如果配電站有重要負(fù)荷，則要滿足允許中斷供電時間要求。

3.2 做好千伏網(wǎng)架的安全規(guī)劃工作

要做好配電網(wǎng)的安全規(guī)劃工作，每個供電片區(qū)雖然是相對獨立的，但在產(chǎn)生故障時又必須能相互支援。并促使各個電壓等級電網(wǎng)之間能進(jìn)行配合，在達(dá)到安全準(zhǔn)則的基礎(chǔ)上，避免重復(fù)建設(shè)與投資[5]。在千伏網(wǎng)架規(guī)劃方面，必須要采用科學(xué)合理的接線方式，從而促使供電更加安全穩(wěn)定，避免產(chǎn)生更多損耗，具體如表2所示。

表2 110kV結(jié)構(gòu)接線

在電網(wǎng)建設(shè)的過程中，需要按照供電安全準(zhǔn)則以及目標(biāo)接線型式，采用科學(xué)的過渡接線，逐步形成目標(biāo)網(wǎng)架。而且千伏變電站規(guī)劃需要根據(jù)負(fù)荷的分布，設(shè)立明確的供電范圍，綜合考慮電網(wǎng)結(jié)構(gòu)調(diào)整要求、建設(shè)條件，進(jìn)行全面規(guī)劃。

3.3 加強清理和檢測的工作

也要對通道進(jìn)行清理，構(gòu)建安全責(zé)任制度、巡檢制度，加強對線路的檢查。如果發(fā)現(xiàn)通道里外存在雜物，要及時進(jìn)行清除，而且對沿線線路進(jìn)行動態(tài)監(jiān)管、診斷。在用電高峰期，可對線路開關(guān)、線路斷聯(lián)接頭、電纜終端頭開展紅外測溫，測試負(fù)荷量。由于熱故障、過載會導(dǎo)致線路故障、配變燒壞，所以要提前進(jìn)行檢查和預(yù)警，減少停電事故的發(fā)生。平時還要加強對線路隱患的排查和整改，防止產(chǎn)生私接亂拉與違章用電的問題，將裸導(dǎo)線更換為絕緣導(dǎo)線，避免線路跳閘。

3.4 嚴(yán)格執(zhí)行崗位責(zé)任制

在配電網(wǎng)運行過程中要建立一個自上而下的管理脈絡(luò)，工作人員要嚴(yán)格執(zhí)行崗位責(zé)任制，減少失誤，提高故障防護(hù)能力。除了要開展安全檢查，形成工作票唱票制度以外，也要制定出安全生產(chǎn)作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、調(diào)度操作指令，保證操作的正確性、規(guī)范性，滲透安全第一的思想理念。最后還要明確檢修過程中所列出的工作內(nèi)容、停電要求和范圍，編制出科學(xué)合理的調(diào)度指令票。隨時掌握電力運輸中所存在的問題，及時處理其中存在的問題，并保證在自動運行的情況，對設(shè)備運行進(jìn)行全面監(jiān)管，一旦產(chǎn)生故障，便進(jìn)行自動隔離[6]。

4 結(jié)束語

在企業(yè)和工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模不斷擴大的情況下，社會對供電穩(wěn)定性、安全性的要求也越來越高。過去的配電技術(shù)已經(jīng)無法再滿足需要，為了跟上發(fā)展的步伐，電力企業(yè)要引進(jìn)先進(jìn)的配電自動化應(yīng)用技術(shù)，并且開展安全管理工作，在提高配電系統(tǒng)工作效率的同時，保證整個電力系統(tǒng)能安全穩(wěn)定地運行，建立高質(zhì)量的供電服務(wù)體系。