電力系統配電網自動化技術的應用及解析

趙國富

摘 要：當前，許多歐美發達國家的電力系統的配電網自動化技術已經趨向于成熟，自動化的控制可以加強電力系統運行的安全性。我國也逐漸注重電力系統中的自動化技術應用，通過這樣做不僅保證供電的安全性，滿足用電用戶的需求，而且促進電力企業的可持續發展。

關鍵詞：電力系統；配電網；自動化技術；應用

中圖分類號：TM76 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）31-0164-02

Abstract： At present， many developed countries in Europe and the United States distribution network automation technology has tended to mature， automation control can enhance the security of power system operation. Our country also gradually pays attention to the application of automation technology in power system， not only to ensure the security of power supply， to meet the needs of electricity users， but also to promote the sustainable development of power enterprises.

Keywords： power system； distribution network； automation technology； application

配電網自動化是對配電網上的所有設備進行實時遠方監控以及協調的集成系統。電力系統配電網自動化技術是指多種現代高科技在配電網自動化方面的應用，主要包括現代電子計算機技術、通信技術等等。近年來，我國電力系統自動化在多個方面都有迅速的發展，比如高壓網路、發電廠等等。然而在配電網上是相當落后的。在我國城市化進程的不斷加快的背景下，配電網供電質量的矛盾日益突出，所以想要提高配電網供電質量，必須要進一步推進電力系統配電網自動化建設。

1 概述配電網運行系統

配電網自動化系統具有較高的靈活性，其主要分為三個子系統，分別是配電網自動化主站系統、配電網自動化終端以及配電網自動化子站系統。

1.1 配電網自動化主站系統

配電網自動化主站系統在配電網自動化系統是最頂層，分別是配電網應用軟件子系統DAS、配電SCADA主站系統以及配電故障診斷恢復等等。[1]想要更好的保證配電網自動化系統在投入運營之后，能夠滿足相關的技術要求，應該對配電網應用軟件子系統DAS和配電網故障診斷恢復做聯調測試。配電主站系統中的AM/GIS是獲得、保存和分析電力設備的屬性資料，從而建立的信息化數據庫管理系統。

1.2 配電網自動化終端系統

配電網自動化終端系統是應用于中低壓電網的每種遠方監測、控制單元的總稱，其關鍵功能是對開閉所、以及環網柜等進行有力的監控，從而實現FTU、TTU等各項功能、對故障的控制功能，為配電網自動化主站系統提供更好的配合基礎，也為子站實現配網運行中的工況檢測以及配電網故障中的非故障區域的修復，創造一些技術條件。

2 配電網自動化的現狀分析

配電網自動化的主要目的就是利用現代通訊技術、網絡技術以及電子計算機技術，對配電工作進行計量、監督、保護和監督，從而達到提升供電質量、改進和用戶之間的關系，提供相對合理的用電價位以及提升配電部門的工作水平。想要有效處于電力企業與配電系統中的功能數據流，還需要從用電用戶的角度出發，充分考慮到降低運行費用以及提升服務質量等等。[2]就目前的情況來分析，實現配電網自動壞主要有以下幾種方法：其一，在樹狀線路或者10kV的輻射中，一般采取分段器和重合器的方法，這種方法可以借助自身的功能對供電過程中有可能出現問故障進行修復和隔離，因此當前是最為普遍應用的。其二，通常在10kV環形電路中使用重合器，這樣做能夠與環網柜配合而實現配電網自動化。其三，將FTU加入到10kV環形配電網絡中，并且設置配電網自動化系統。其四，采用不同的環網，而且各個用電用戶的供電電源至少有兩個，這種方法在農村應用較少，大多數應用于城市。

3 電力系統配電網自動化遵循的基本原則

3.1 適應性

適應性原則主要體現在以下幾點：其一，在配電網自動化時，需要綜合考慮到當地的經濟發展情況。[3]應該根據用電的用戶情況和當地的經濟條件，將有限的資金投入到當地的配電網自動化建設中。其二，結合配電網的發展現狀，開展自動化工作。隨著我國網改的迅速發展，配電網在設備和規模上也提出新的要求。因此，在配電網自動化工作開展過程中，必須要使配電網現狀與配電網自動化程度相符合。其三，在配電網自動化中，應當采用定時限保護的基本原則。這種原則通過時間階梯和電流階梯相重合的方法，實現上級和下級的配合方便。

3.2 逐步實施

配電網自動化的基本條件是擁有的配電網點相對較多，同時還會涉及到配電網規劃、城市建設以及選擇設備等一系列的工程，對其進行實施時，要具有一定的階段性。通常，主要有三個階段。第一階段，將自動重合閘安裝在變電站出線上，以發揮保護的作用。此外，即將多組自動配電開關安裝在出線路上，以構建電壓控制系統。這個階段又稱為初級階段。第二階段，在第一階段的基礎上，安裝控制設備和通信設備，而且將自動配電開關安裝在各個分支線路上。這些開關全部是由供電所控制，以便于對負荷進行適當的調節。第三階段，增強各個供電所和配電管理中心之間的信息溝通交流，讓配電信息立即傳送到配電管理中心，進而實現信息自動化控制和微機控制。

3.3 采用電流控制模式

電壓控制模式的不足之處在于，重合斷路器的合分操作以及發生故障時的自動重合，使配電開關頻繁動作，從而造成配電設備使用期限減少。[4]此外，因為自動配電開關有合閘延誤的情況，當故障發生時，線路最末端的一級完成合閘的時間就必須要延長到二十分鐘，從而直接影響供電的安全性、可靠性和連續性。

4 在電力系統中應用配電網自動化技術的主要目的

現如今，我國配電網的供電方式受到各種因素的制約，比如：負荷分布、電源部位、地理環境、經濟狀況等等，可以歸納為兩大類，分別是網格式和放射式。以上兩種供電方式都不可以很好的滿足我國《電力法》中要求供可靠性達到的規范要求，實現電力網中配電網自動化逐漸成為順應發展趨勢的必然性。具體來說，在電力系統中應用配電網自動化技術的目的主要體現在以下幾點：

4.1 減少運行成本

在過去，為了可以使重要用戶的供電穩定得到保障，應該采取由變電站直接向用戶多路供電或者互為備用的方式。該方式由于所需要的線路多而增加運行成本，投資規模相當大，并且設備可利用率不高，往往會出現線路閑置的現象。實現電力網中配電網自動化，一方面，配電自動化系統還能夠監視配電線路和相關設備的實際運行情況，為第一時間確定線路的故障部位，減少故障修復時間、減少維修費用等創造良好的條件。另一方面，可以對網絡結構做出合理的安排，一旦確認用戶供電線路發生故障，就能夠立即由其他正常的線路繼續向用戶供電，從而使設備的潛力得到發揮，降低設備投入成本。

4.2 提高供電的安全性

電力系統中實現配電網自動化，能夠使運行管理水平和供電質量得到提高。首先能夠整合優化無功潮流，降低線路損壞的幾率，以免因過大負荷造成供電質量大幅度降低；然后，可以使維修工作和供電工作中所需的人力成本減少；最后，可以對配電網的負荷狀態進行隨時隨地的監控，為電網的合理規劃提供一些有意義的資料。此外，實現電力系統的配電網自動化，能夠避免竊電等不良情況的出現。

4.3 促進電力商業化的運行

通過實現配電網自動化，可以為電力商業化的平穩運行提供許多現代化的工具，也就是可以加大公開透明度。具體來說，第一，配電網自動化可以遠程監控用戶計量設備，比如：控制負荷、適當調整用電需求量以及更改和凍結用戶用電數據等工作。第二，可以為實行新結構電力價格和催繳電費提供有力的保障。

5 配電網自動化的具體實施方案

5.1 自動重合分段器方案

這種方案的特征是當事故發生的時候，自動重合器會按照故障出現的時間進行判斷。因此，設置時間時，需要確保變電站內部的斷路器要全部斷開，并且由線路斷路器延長時間進行斷開。當線路斷路器和變電站內都斷開后，應該重新合上變電站內的斷路器，進而確保電源側向負荷側送電穩定。此外，當故障點上的開關再次合上的時候，站內的斷路器會又一次斷開，以便于保證第二次送電成功。

5.2 饋線自動化方案

這種方案主要分為兩種，分別是計算機集中監控模式與遠方監控混合模式。前者，這種模式有單獨的控制中心，運作模式是饋線把從終端收集到的信息傳遞給主站，這樣只要配電網線路發生故障的時候，主站就會結合接收到的信息，進行及時的判斷，從而排除故障而使供電功能得到恢復。后者，這種模式由三個部分組成，分別是自動化開關、斷路器以及智能型負荷開關。不僅具有準確排除故障的功能，而且可以接收遠方監控的信息，進而主動參與到網絡優化調整中。

5.3 自動重合器方案

這種方案是由兩個電源連接的環網劃分成有限段數，每段線路由相鄰的兩端重合器對其做出保護。只要配電網故障出現時，就會及時由上一級的重合器先將故障斷開，盡量防止因變電站斷開而導致的分合。并且當配電網的任何一段發生故障時，故障段兩端的重合器就會同時斷開，進而起到隔離故障的作用。這樣在出現故障時，可以有針對性地及時排除故障，提升配電網運行的安全性。

6 結束語

總而言之，先進的技術和設備可以幫助企業完成技術升級，增加經濟效益。電力系統配電網自動化管理系統可以有效的提升供電的安全性和可靠性，保證供電質量，改進對用戶的服務水平，為電力企業的發展提供有力的技術保障。對于電力企業來說，還要注重人才培養，以便于更好的實現電力系統配電網自動化。

參考文獻：

[1]彭鑫.電力系統配電網自動化實現技術[J].低碳世界，2017（35）：80-81.

[2]李銳.電力系統中的配電網自動化技術應用分析[J].低碳世界，2017（23）：60-61.

[3]文武.淺談電力自動化系統技術在配電網運行管理中的應用[J].計算機產品與流通，2017（07）：106-107.

[4]許開熙.電力系統配電網自動化實現技術分析[J].中國高新技術企業，2017（06）：203-204.