配網(wǎng)自動(dòng)化關(guān)鍵技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)分析及控制措施研究

王勇

摘要：配網(wǎng)自動(dòng)化綜合應(yīng)用了電氣一二次技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、通信技術(shù)、信息技術(shù)，由于這些技術(shù)都屬于高新技術(shù)，很多都未完全成熟，加之應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)不足，給配網(wǎng)自動(dòng)化的順利發(fā)展埋下很多隱患。文章分析了配網(wǎng)自動(dòng)化的關(guān)鍵技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，并結(jié)合實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)提出了相應(yīng)控制策略，以供同行參考。

關(guān)鍵詞：配網(wǎng)自動(dòng)化；關(guān)鍵技術(shù)；風(fēng)險(xiǎn)分析；控制措施；電力系統(tǒng) 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TM76 文章編號(hào)：1009-2374（2016）30-0131-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.30.064

1 概述

配電網(wǎng)在整個(gè)電力系統(tǒng)中占有重要地位，配電網(wǎng)運(yùn)行的安全與否會(huì)直接影響到電力供應(yīng)的連續(xù)性、可靠性。配電網(wǎng)自動(dòng)化是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)新技術(shù)，它綜合應(yīng)用集成了配電網(wǎng)一二次設(shè)備、自動(dòng)化技術(shù)、通信技術(shù)等，具有很多技術(shù)交叉點(diǎn)，不易掌握且信息整合難、管理難，這就給大規(guī)模建設(shè)配網(wǎng)自動(dòng)化埋下了很多風(fēng)險(xiǎn)，為使配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)在我國(guó)得到迅速發(fā)展，我們必須分析配網(wǎng)自動(dòng)化關(guān)鍵技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，并采取相應(yīng)措施進(jìn)行控制。

2 關(guān)鍵技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)及控制思路

配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)主要是用來(lái)運(yùn)行監(jiān)控中低壓系統(tǒng)的，利用配電自動(dòng)化系統(tǒng)可處理各種中低壓故障并進(jìn)行應(yīng)用分析，配電自動(dòng)化主站、終端及相關(guān)通信系統(tǒng)是配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的主要構(gòu)成部分，配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用中的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)主要為：

2.1 主站及信息技術(shù)

配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)主站的開(kāi)發(fā)通常是在調(diào)度自動(dòng)化主站多年發(fā)展的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，由于配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)具有復(fù)雜的聯(lián)絡(luò)，且規(guī)模比較大，其相比于變電站，雖然單個(gè)監(jiān)控點(diǎn)只有少量的信息量，但其總監(jiān)控點(diǎn)量，要比主網(wǎng)大很多，對(duì)人口規(guī)模較大城市來(lái)說(shuō)，其配網(wǎng)自動(dòng)化主站需處理的信息總量通常要比主網(wǎng)高很多，所以實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)自動(dòng)化主站高級(jí)應(yīng)用的難度也要比主網(wǎng)高很多；配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)需涉及到很多其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)，這些業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)量與復(fù)雜度都比主網(wǎng)涉及的大，這就進(jìn)一步增加了配網(wǎng)整合信息的難度；在計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)以及數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)逐步完善的影響下，配網(wǎng)自動(dòng)化主站建設(shè)開(kāi)始朝著數(shù)字化、智能化、集成化方向發(fā)展，其實(shí)現(xiàn)的功能越來(lái)越多。在配網(wǎng)自動(dòng)化發(fā)展過(guò)程中面臨的主要技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)大致可總結(jié)為下列三點(diǎn)：

2.1.1 高級(jí)分析及應(yīng)用。繪圖時(shí)拓?fù)鋽?shù)據(jù)自動(dòng)生成、及時(shí)檢驗(yàn)各項(xiàng)數(shù)據(jù)連接關(guān)系、拓?fù)鋭?dòng)態(tài)著色、分析顯示動(dòng)態(tài)電源等功能當(dāng)前國(guó)內(nèi)很多生產(chǎn)廠家都可完成，但能完成一些高級(jí)分析功能的廠家卻不多，如狀態(tài)估計(jì)、分析潮流、預(yù)測(cè)負(fù)荷、進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)仿真等，對(duì)于一些智能化功能如自愈控制、智能預(yù)警、智能監(jiān)視等能完成的廠家少之又少，所以在進(jìn)行配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)時(shí)，應(yīng)先把基本功能完成，等配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)成熟后，再逐步引入一些高級(jí)應(yīng)用功能。

2.1.2 數(shù)據(jù)交互與集成標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)。未來(lái)信息化的發(fā)展必然朝著交互化與集成化的方向發(fā)展，當(dāng)前信息化應(yīng)用最需迫切解決的問(wèn)題就是“信息化孤島”問(wèn)題。采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式來(lái)促使主站與配電GIS進(jìn)行簡(jiǎn)單交互，這樣對(duì)配電網(wǎng)各系統(tǒng)信息高效交互的實(shí)現(xiàn)非常不利，因此在配電網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)的前期，就應(yīng)以IEC61968/61970標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，把各系統(tǒng)間的聯(lián)絡(luò)都打通，這樣配網(wǎng)自動(dòng)化管理信息化的作用才能得到充分發(fā)揮。

就系統(tǒng)集成內(nèi)容而言，我們可把系統(tǒng)集成分為數(shù)據(jù)集成、業(yè)務(wù)流程集成以及界面集成。信息集成交互方式主要有三種：點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、綜合數(shù)據(jù)平臺(tái)、總線，這些方式都有自身的優(yōu)缺點(diǎn)，如點(diǎn)對(duì)點(diǎn)集成方式在進(jìn)行多個(gè)系統(tǒng)接口處理過(guò)程中，會(huì)指數(shù)級(jí)增加接口數(shù)量，這樣便會(huì)給后期帶來(lái)巨大的維護(hù)工作量，綜合數(shù)據(jù)平臺(tái)雖然可把接口數(shù)量問(wèn)題順利解決，但這種方式封裝與加工信息能力不強(qiáng)，存在的原始數(shù)據(jù)較多，接受信息的一方必須再處理、再加工數(shù)據(jù)，加之?dāng)?shù)據(jù)綁定現(xiàn)象明顯，這樣系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)過(guò)緊耦合現(xiàn)象，不利于數(shù)據(jù)開(kāi)發(fā)。總線技術(shù)可把接口數(shù)量問(wèn)題與系統(tǒng)耦合問(wèn)題充分解決，但就當(dāng)前的總線技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀而言，還有很多問(wèn)題亟待解決，其科學(xué)、合理應(yīng)用還有一定風(fēng)險(xiǎn)，今后需進(jìn)行深入研究。

2.1.3 建設(shè)規(guī)模及主站配置水平的確定。要想科學(xué)合理地進(jìn)行配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)，首先應(yīng)把各監(jiān)控點(diǎn)的類型、數(shù)量與投資規(guī)模弄清楚，這樣才可依據(jù)主站系統(tǒng)的規(guī)模需求，對(duì)其具體建設(shè)形式進(jìn)行準(zhǔn)確確定。但由于當(dāng)前仍沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一、準(zhǔn)確、通用的計(jì)算法來(lái)確定服務(wù)器的配置與數(shù)據(jù)量的比例關(guān)系，隨著廠商的不同其系統(tǒng)軟件算法也不同，通常都是由各廠商依靠自身經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行配置，這樣就很難避免出現(xiàn)主服務(wù)器出現(xiàn)配置偏高或偏低現(xiàn)象。對(duì)于那些預(yù)期能完成投資規(guī)模的單位，最好應(yīng)按照規(guī)劃規(guī)模一次完成建設(shè)，實(shí)際建設(shè)中會(huì)有很多不確定因素影響到投資規(guī)模，尤其是對(duì)于那些先進(jìn)行試點(diǎn)建設(shè)，然后再進(jìn)行大規(guī)模建設(shè)的單位，應(yīng)先采用較低配置開(kāi)建，然后再按分批建設(shè)加以擴(kuò)容改造的形式來(lái)進(jìn)行主站建設(shè)。

2.2 通信技術(shù)

縱觀各種通信方式，我們發(fā)現(xiàn)在配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)中比較適用的就是光纖以太網(wǎng)通信，這主要是由于這種通信方式不但具有較高可靠性，而且傳輸信息速度快，加之近年來(lái)價(jià)格的逐步下降，其越來(lái)越受到人們的青睞，但這種通信方式也有很多不足如易受光纖敷設(shè)通道條件影響，其價(jià)格與同類通信方式相比仍然偏高等。因此，就實(shí)際通信現(xiàn)狀而言，在解決監(jiān)測(cè)點(diǎn)通信時(shí)，人們應(yīng)用無(wú)線公網(wǎng)通信的也比較多，主要是由于這種通信成本較低，但在實(shí)際應(yīng)用中，仍有很多問(wèn)題亟待解決，如易掉線、通信速率低，安全可靠性差等，因此我們應(yīng)重視無(wú)線專網(wǎng)技術(shù)、無(wú)線公網(wǎng)技術(shù)這方面的風(fēng)險(xiǎn)分析與控制。

2.3 終端裝備及其他技術(shù)

2.3.1 標(biāo)準(zhǔn)化及“一體化”。配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的實(shí)際終端設(shè)備數(shù)量通常都要比主網(wǎng)系統(tǒng)的大很多，由于系統(tǒng)需接入外部電源、各種電壓電流信號(hào)與通信網(wǎng)絡(luò)信號(hào)，應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)化的配置與接線，可使安裝調(diào)試工作量大幅減少，借助一體化集成電源、互感器、通信模塊以及一次設(shè)備，這樣一方面可使系統(tǒng)的安裝調(diào)試工作量大大減少，另一方面可把系統(tǒng)故障率降低，便于系統(tǒng)維護(hù)。當(dāng)前，終端與通信模塊的一體化以及一次設(shè)備與互感器的一體化都實(shí)現(xiàn)了，一體化正向著一次設(shè)備智能化的更高層次發(fā)展。

2.3.2 設(shè)備及元件的可靠性。在上一輪配網(wǎng)自動(dòng)化中普遍存在終端與其元件的缺陷問(wèn)題，雖然當(dāng)前提高了終端設(shè)備的防護(hù)等級(jí)，改善了其結(jié)構(gòu)特性，但由于終端設(shè)備大多都在較差的環(huán)境中運(yùn)行，尤其是一些戶外終端設(shè)備，加之各廠商產(chǎn)品質(zhì)量存在較大差異，因此應(yīng)盡量使用工業(yè)級(jí)元件，對(duì)部分故障率特別高的元件應(yīng)使用軍品級(jí)元件，對(duì)于終端功能模塊應(yīng)采用獨(dú)立的模塊化、插件化設(shè)計(jì)，以防系統(tǒng)中某一模塊發(fā)生故障后，引發(fā)整體更換現(xiàn)象，同時(shí)這樣設(shè)計(jì)對(duì)今后系統(tǒng)功能或容量的擴(kuò)展也十分有利。

2.4 智能化發(fā)展的技術(shù)方向

借助信息技術(shù)來(lái)對(duì)能源利用進(jìn)行優(yōu)化是智能化技術(shù)的核心，其全面監(jiān)控與雙向信息交流的實(shí)現(xiàn)，主要依靠的是分布式數(shù)據(jù)傳輸、計(jì)算、控制。自愈好、自適應(yīng)能力強(qiáng)、高安全性、高可靠性是其主要特點(diǎn)，并且其兼容性與互動(dòng)性也非常好。對(duì)于配網(wǎng)智能化的發(fā)展應(yīng)以配網(wǎng)自動(dòng)化發(fā)展為基礎(chǔ)，應(yīng)重視配網(wǎng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集技術(shù)與信息集成技術(shù)的應(yīng)用，要讓各種配網(wǎng)設(shè)備朝著通用化的方向發(fā)展，系統(tǒng)構(gòu)成要盡量實(shí)現(xiàn)分布化，此外還應(yīng)重視配網(wǎng)系統(tǒng)EMS功能的開(kāi)發(fā)。

3 結(jié)語(yǔ)

總之，配網(wǎng)自動(dòng)化是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)新技術(shù)，其組成部分中很多關(guān)鍵技術(shù)還沒(méi)有完全成熟，很多技術(shù)都沒(méi)有一個(gè)明確標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)前的試點(diǎn)或建設(shè)面臨的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)較大，有很多未知問(wèn)題等待我們?nèi)ヌ剿鳌⑷ソ鉀Q。因此我們必須重視配網(wǎng)自動(dòng)化關(guān)鍵技術(shù)的研究與其風(fēng)險(xiǎn)的控制，努力吃透配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)，科學(xué)、合理地管理配網(wǎng)自動(dòng)化，只有這樣才能更好地保障配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)的順利發(fā)展，才能促進(jìn)我國(guó)電力生產(chǎn)的高產(chǎn)、

高效。

參考文獻(xiàn)

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