電力系統配電網自動化技術的應用

齊少春，張永勝

（南京南瑞繼保電氣有限公司，江蘇 南京 211106）

1 自動化技術對電力系統配電網的應用意義

自動化技術進入電力系統是不可逆轉的，相關電力行業從業者和管理者，必須正確認識自動化技術對電力系統的影響，認識在配電網中應用信息技術的必然性，探究自動化技術的構架、運作方式及與電力行業的契合點。需將自動化技術和電力系統結合應用，以推動社會的發展。

根據當前自動化技術的發展狀況及其在電力系統配電網中的運用狀況可知，自動化技術的應用可為電力系統配電網帶來三個方面的現實效用[1]。

第一，提升電力服務質量。電力服務過程中，穩定而持續的供電是決定電力服務質量的標準。

第二，提升供電可靠性。電力系統配電網因承擔維護信息化社會運轉的重責，存在架構龐大、細節繁多及日常運轉中常發生各種故障等問題。自動化技術在電力系統中的實際應用有助于工作人員迅速發現線路故障癥結所在，并及時進行修復，從而有效提高供電可靠性。

第三，縮減運營成本。電力系統配電網本身是需要投入大量資源以維持運轉的高消耗體系。自動化技術的應用有助于降低資源消耗。基于先進技術的系統可實現對各項運營數據的快速收集和整理，更好地記錄電力系統的工作細則，從而找到線路不適配的情況，根據具體情況類型制定出解決策略，節約因線路損耗而產生的資源投入，有效精簡運營成本。

2 自動化技術在配電網中的應用策略和過程

如果無法有效融合到電力系統的運轉框架內，那么自動化技術的成效會大打折扣。為使自動化技術正面影響電力系統配電網，總結了兩個方面的技術應用內容[2]。

2.1 技術應用要求

自動化技術是一種獨立的技術類別。為確保自動化技術能有效合適地在配電網中發揮效用，需收集和監督配電網運營時產生的各類數據，需同時符合四點應用要求。

2.1.1 數據監測

數據監測是非常關鍵的應用要求。自動化技術能為電力系統配電網帶來較多優勢，正是依賴于對數據的有效記錄。為保障自動化技術在電力系統中的應用，必須實現對供電輸入/輸出計算裝置和用戶用電輸入/輸出計算裝置的數據監測。數據監測能讓供電人員記錄每個時段的供電過程，并及時監測整個供電過程中是否存在竊電行為，保證供電質量。

2.1.2 數據收集

數據收集是自動化技術的另一個應用要求。配電網中存在諸多線路，線路之間的負荷量、運行情況及承載情況都不盡相同。需詳細收集這些數據，以確保工作人員能在第一時間了解配電網的線路狀況，避免意外事故發生，阻礙配電網的供電過程。

2.1.3 數據完整性

自動化技術需為工作者提供及時、完整及有效的數據，以保證工作人員在第一時間發現電力系統中的問題。為檢驗自動化技術應用的可靠性，需準確評判數據的準確和完整與否。

2.1.4 環境因素

實際上，環境因素是自動化技術的重要應用要求。電力系統配電網常設置在較偏遠的地區，工作環境并不理想，需做好數據監測和數據處理，以識別和應對惡劣環境，及時布置防范措施。

2.2 模式內容闡述

自動化技術的核心目的幫助電力系統配電網實現自動化運營，以提升供電效益，降低供電成本。因此，在自動化技術與電力系統配電網的融合過程中，自動化運營模式能否有效建立直接決定自動化技術是否成功應用到電力系統。相關從業者在設計對應的電力系統和自動化技術融合方案時，應秉承對應的設計思路和設計方案。分析電力系統的實際運營情況和自動化技術的特點可知，在電力系統配電網中建立自動化運營模式，需注意三個思路方向。

2.2.1 開關結合

設計配電網自動化時，需將多個區域配電網視為一個完整的多智能體系統。自動化設計就是實現智能體和相鄰的智能體之間的互相傳輸和通信，因此設計者需要讓配電網間實現有效地柔性多狀態開關連接，用離散一致性算法來取得通信同步需要的協調控制指令。自動化控制應當是一個雙層控制策略，設計師可利用公式去計算電網的負荷容量，其中ti表示停電受影響負荷的恢復狀態，k表示沒有發生故障的區域受影響負荷數量，Si表示第i個待恢復負荷的容量大小。

不同功率損耗情況下，分析迭代完成后饋線的負載率誤差，盡力調整開關設計，使其在配電網自動化中發揮最大功效[3]。

2.2.2 重合器設置

重合器是電網中非常關鍵的部分，有利于數據收集，以便及時發現電網故障。電力系統中，電源相連不同電網，通過人為劃分分割成幾個不同的部分，需在兩側分別設置重合器，以確保當其中某一部分出現故障時，兩側的重合器會彼此響應，自動切斷電網其他線路的電源供應，阻止供電問題擴大化，并實現配電網中電源故障的自動發現和自動處理，減少電網故障對電力服務的影響。

2.2.3 饋線設計

饋線是自動化方案設計中比較關鍵的部分，短波饋線通常由12根銅包鋼線和絕緣橫支撐瓷棒等組成，結構緊湊且十分精細。饋線支撐環的直徑可達80 mm，特性阻抗能達到300 Ω。配電網中，饋線通常是以懸掛的方式處于4～5 m的半空中進行高頻信號傳輸。自動化技術在配電網中的主要作用是記錄和收集數據，并通過數據操控整個電力系統，而饋線的信號傳輸功能就是電力系統配電網在運營過程中的數據來源途徑，因此饋線在自動化運營中地位舉足輕重。

設計者應將饋線的遠程控制和就地控制進行有效統一。例如，使用快速纏繞法在斷線處把未斷饋線聚攏在一起，使用絕緣皮銅線進行纏繞捆扎，以縮短斷線對接距離，加大饋線的操作空間，便于工作人員操作，促進饋線自動化處理的實現。饋線自動化能幫助電力系統配電網實現自動化的遠程數據收集和整理，從而實現配電網的自動化供電運營。

3 結 論

電力系統是電子技術發展和運轉的支撐體系。現階段，人們的供電需求越來越高，工業發展所需的電力消耗越來越多，促進了自動化技術在電力系統配電網中的切實應用。本文論述了解自動化技術的現實意義、自動化技術在電力系統配電網中的應用意義及自動化技術在電力系統配電網中的應用細則。研究自動化技術在配電網中的應用要求和應用模式，以提升電力服務質量。