電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)技術(shù)探索

摘 要 當(dāng)前，世界各發(fā)達(dá)國家電力系統(tǒng)輸電網(wǎng)都已經(jīng)達(dá)到較高水平的自動(dòng)化程度。自動(dòng)化控制的電力系統(tǒng)配電網(wǎng)可以增強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性，同時(shí)又可以提高經(jīng)濟(jì)效益。我國電力工作者也逐漸重視電力系統(tǒng)的動(dòng)動(dòng)化控制程度，當(dāng)前電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動(dòng)化程度正在逐步提高。配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)就是結(jié)合信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)，由系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一管理，控制系統(tǒng)中的電力設(shè)備，使其在最優(yōu)模式下工作，即能充分滿足客戶的需求，又能取得最大的經(jīng)濟(jì)效益。文章研究了當(dāng)前電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)，并分析了未來技術(shù)發(fā)展趨勢。

【關(guān)鍵詞】配電網(wǎng)自動(dòng)化 自動(dòng)化 電力系統(tǒng) 實(shí)現(xiàn)技術(shù)

1 電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動(dòng)化簡介

電力系統(tǒng)配電網(wǎng)在整個(gè)電子系統(tǒng)中處于末端環(huán)節(jié)與用戶連接的那一部分網(wǎng)線，正如人的神經(jīng)末梢一樣，配電網(wǎng)上有較多的設(shè)備、線路錯(cuò)綜復(fù)雜，連于終端用戶，電壓等級低。配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)就是結(jié)合信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)，由系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一管理，控制系統(tǒng)中的電力設(shè)備，使其在最優(yōu)模式下工作，即能充分滿足客戶的需求，又能取得最大的經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)在自動(dòng)監(jiān)測電力設(shè)備，在出現(xiàn)故障時(shí)能夠即時(shí)合理進(jìn)行配制，并報(bào)警。當(dāng)前，世界各發(fā)達(dá)國家電力系統(tǒng)輸電網(wǎng)都已經(jīng)達(dá)到較高水平的自動(dòng)化程度。自動(dòng)化控制的電力系統(tǒng)配電網(wǎng)可以增強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性，同時(shí)又可以提高經(jīng)濟(jì)效益。我國電力工作者也逐漸重視電力系統(tǒng)的動(dòng)動(dòng)化控制程度，當(dāng)前電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動(dòng)化程度正在逐步提高。

2 電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)技術(shù)

2.1 面向?qū)ο虻脑O(shè)計(jì)技術(shù)

配電網(wǎng)是按照變電站、饋線、開關(guān)或者變壓器以及負(fù)荷分層分布。一個(gè)區(qū)域當(dāng)中包括各個(gè)饋線子網(wǎng)，每個(gè)饋線子網(wǎng)即一個(gè)變電站，每個(gè)饋線子網(wǎng)又包括各個(gè)節(jié)點(diǎn)。每個(gè)節(jié)點(diǎn)歸屬于一個(gè)管理節(jié)點(diǎn)，并由聯(lián)絡(luò)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)絡(luò)管理。通常各個(gè)變電站之間的節(jié)點(diǎn)是不能進(jìn)行通信的，因?yàn)橹挥袣w屬于同一饋線子網(wǎng)上的節(jié)點(diǎn)才有通信的必要。但是當(dāng)遇到特殊情況時(shí)，如網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)時(shí)，節(jié)點(diǎn)需要溝通其當(dāng)饋線子網(wǎng)中的節(jié)點(diǎn)時(shí)，就需要通知聯(lián)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，當(dāng)、當(dāng)聯(lián)絡(luò)節(jié)點(diǎn)允許其通信時(shí)，不同變電站的節(jié)點(diǎn)才可以進(jìn)行通信。網(wǎng)絡(luò)管理節(jié)點(diǎn)在饋線子網(wǎng)上的第一個(gè)子站，該節(jié)點(diǎn)記錄著饋線子網(wǎng)上子節(jié)點(diǎn)的信息，此種設(shè)計(jì)是面向?qū)ο虻脑O(shè)計(jì)技術(shù)，有利于網(wǎng)絡(luò)的不斷擴(kuò)展。

2.2 節(jié)點(diǎn)全網(wǎng)漫游技術(shù)

理論上全網(wǎng)中的每一節(jié)點(diǎn)都有可能與網(wǎng)中其它節(jié)點(diǎn)通信。在自動(dòng)配電系統(tǒng)當(dāng)中，每一節(jié)點(diǎn)都對應(yīng)著其所在饋線中的一個(gè)管理節(jié)點(diǎn)，與管理節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信。如果某一節(jié)點(diǎn)A不能夠與其管理節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信，則網(wǎng)絡(luò)會(huì)自動(dòng)自檢節(jié)點(diǎn)，此時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)為丟失狀態(tài)。系統(tǒng)會(huì)改變中繼，由管理節(jié)點(diǎn)去搜索該節(jié)點(diǎn)。當(dāng)管理節(jié)點(diǎn)也不能搜索到該節(jié)點(diǎn)時(shí)，會(huì)報(bào)告給饋線子網(wǎng)的聯(lián)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，即完成漫游申請。此漫游申請經(jīng)將匯報(bào)給側(cè)變電站的通信息管理節(jié)點(diǎn)，由此管理節(jié)點(diǎn)對漫游的新節(jié)點(diǎn)進(jìn)行重新注冊。注冊成功后會(huì)發(fā)通知給配調(diào)中心，由配調(diào)中心通知相關(guān)變電站，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)的全網(wǎng)漫游。

2.3 自動(dòng)設(shè)置中繼技術(shù)

在軟件設(shè)計(jì)當(dāng)中對NDLC中繼節(jié)點(diǎn)設(shè)置了轉(zhuǎn)發(fā)、接收信息的功能模塊，使其即能夠成為一般結(jié)點(diǎn)，又能夠?qū)崿F(xiàn)信息的轉(zhuǎn)發(fā)與接收功能。設(shè)計(jì)中對于NDLC中繼節(jié)點(diǎn)采用了數(shù)字信號，信號可以在網(wǎng)絡(luò)中不失真?zhèn)鬏敚⑶矣捎趥鬏數(shù)男畔⑿　㈩l率低，因此對于網(wǎng)上通信不會(huì)造成太大壓力。整個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中任意兩個(gè)相臨節(jié)點(diǎn)間若能實(shí)現(xiàn)通信，則整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的任節(jié)點(diǎn)都可以相互通信。通過自動(dòng)設(shè)置中繼技術(shù)，在滿足這一條件的基礎(chǔ)上可以解決通信距離問題。

3 未來技術(shù)發(fā)展

未來，電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動(dòng)化將有以下幾種發(fā)展趨勢。

首先是逐漸提高電能的質(zhì)量。當(dāng)前，在工業(yè)生產(chǎn)中大量大功率的電子設(shè)備數(shù)據(jù)增多，隨之而來的是對電能質(zhì)量要求的不斷提高。當(dāng)前，很多電力工作者都在探索提高電能質(zhì)量的新課題。DSP對于提高電能質(zhì)量起到了重要的作用。通過高速數(shù)字信號處理器可以使系統(tǒng)提高其可靠性與靈活性。同時(shí)可以通過算法的改進(jìn)，達(dá)到提高電能質(zhì)量的目標(biāo)。

第二，實(shí)施配電網(wǎng)系統(tǒng)保護(hù)。饋線自動(dòng)化把通信作為基礎(chǔ)，實(shí)施配電網(wǎng)全局性的數(shù)據(jù)控制及采集，進(jìn)而使配電高級應(yīng)用—PAS與配電SCADA得以實(shí)現(xiàn)；還把地理信息系統(tǒng)—GIS作為平臺，確保了配電網(wǎng)的設(shè)備管理的實(shí)現(xiàn)；同時(shí)PAS、SCADA與GIS的一體化就促進(jìn)配電網(wǎng)自動(dòng)化成為配電網(wǎng)管理與配電監(jiān)控及保護(hù)的全方位自動(dòng)化運(yùn)行管理系統(tǒng)，此方案已經(jīng)成為當(dāng)前配電網(wǎng)自動(dòng)化的主要方案。

第三，分布式小電流接地保護(hù)方案。未來，完全分布的FTU將會(huì)在探索小電流接地保護(hù)方案發(fā)面綻露頭角。完全分布的FTU具有很高準(zhǔn)確度、較大的承載量，運(yùn)用此技術(shù)可以很容易獲得配電網(wǎng)的整個(gè)電流負(fù)序分量分布狀況，能夠運(yùn)用負(fù)序電流的突變量與小波分析技術(shù)，以使識別的可靠性及靈敏度有效提高。此種基于配電自動(dòng)化的小電流接地保護(hù)方案有著優(yōu)越的性能，其具有喜人的發(fā)展前景。

（通訊作者：于海芳）

參考文獻(xiàn)

[1]白茂楠.論電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動(dòng)化的應(yīng)用優(yōu)先出版[J].電子制作，2014（03）.

[2]張鯤.對電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動(dòng)化發(fā)展與實(shí)現(xiàn)技術(shù)的探討[J].科技資訊 ， 2011（11）.

[3]蘇海勇，孫凱，孫奉杰.淺析縣城電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動(dòng)化模式方案[J].神州， 2012（07）.

[4]張雷，李大偉.電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動(dòng)化的應(yīng)用現(xiàn)狀及展望[J].職業(yè)技術(shù)，2008（07）.

[5]黃建良.電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動(dòng)化的應(yīng)用探討[J].湖北電力，2003（12）.

[6]黃秋瑜.淺談電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用[J].機(jī)電信息，2009.

[7]朱海燕.電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動(dòng)化研究[J].科技與企業(yè)，2013（07）.

[8]葉敏.電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動(dòng)化的應(yīng)用[J].科技傳播，2013（12）.

作者簡介

張航（1982-），男， 大學(xué)本科學(xué)歷。現(xiàn)在長春工業(yè)大學(xué)攻讀研究生學(xué)位。現(xiàn)為國網(wǎng)長春供電公司工程師，從事配電工作。

于海芳（1976-）女，現(xiàn)為長春工業(yè)大學(xué)教授。

作者單位

1.長春工業(yè)大學(xué) 吉林省長春市 130000

2.國網(wǎng)長春供電公司 吉林省長春市 130000