電力系統(tǒng)自動化技術在配電網(wǎng)運行管理中的實踐研究

解金鋼

（國網(wǎng)安康供電公司，陜西 安康 725000）

0 引 言

國家電網(wǎng)中的一個核心概念就是配電網(wǎng)，配電網(wǎng)的職責主要是保證電能的有效傳輸，一旦配電網(wǎng)出現(xiàn)問題，將會造成整個電能傳輸出現(xiàn)較大問題，間接導致用電故障甚至出現(xiàn)電網(wǎng)崩潰等諸多問題。但是，配電網(wǎng)的管理仍然存在許多問題，比如，配電網(wǎng)是一個龐大的系統(tǒng)，具體到每一段的配電線路尤其是偏遠山區(qū)，配電線路的長度長、安裝困難，管理起來更加困難，不能實時有效地監(jiān)控配電線路的電能傳輸情況，給用電安全和方便快捷的用電體驗帶來了一系列的挑戰(zhàn)[1]。因此，為了極大提高配電網(wǎng)運行的效率，將電力自動化技術引入配電網(wǎng)的運行管理中，通過電力自動化解放人力物力，實現(xiàn)資源的節(jié)約和有效利用。

1 配電網(wǎng)運行管理存在的問題及配電網(wǎng)自動化建設意義

1.1 配電網(wǎng)運行管理中存在的問題

配電網(wǎng)的運行與配電線路的運營緊密結(jié)合在一起。由于配電線路較長，如果某一段配電線路出現(xiàn)線路老化或者由于不可抗因素造成線路損壞而沒有及時發(fā)現(xiàn)，將會給用電安全帶來極大隱患。因此，需要引入一個系統(tǒng)監(jiān)管冗長的配電線路，提高總體的安全性能。另外，存在配電網(wǎng)運行程序運行延遲現(xiàn)象。一個好的輸電系統(tǒng)要精準進行輸電，如果由于傳輸效率等導致居民或者企業(yè)沒有及時有效收到電，那么造成的損失將不可估量?，F(xiàn)階段，配電網(wǎng)運行是多個獨立系統(tǒng)協(xié)同工作，有時很難保持長時間多個系統(tǒng)聯(lián)合穩(wěn)定工作，因此易導致運行效率低下。這些問題是配電網(wǎng)運行管理中的一些突出問題。

1.2 電力自動化系統(tǒng)技術實現(xiàn)配電網(wǎng)自動化的意義

1.2.1 提高供電質(zhì)量

引入電力自動化系統(tǒng)技術后可以實現(xiàn)多個系統(tǒng)的聯(lián)合控制，使整個配電網(wǎng)系統(tǒng)的運行更加智能化。這個過程中配電網(wǎng)的運行是一個動態(tài)過程，是一個將電能、頻率以及數(shù)值之間相互轉(zhuǎn)換的過程。通過自動化系統(tǒng)可以實現(xiàn)三者的自由轉(zhuǎn)換，極大地提高了運行效率，從而可以減少電路傳輸過程中的損失，提高供電質(zhì)量。

1.2.2 有利于提高供電的經(jīng)濟性

一個好的自動化系統(tǒng)主要通過可靠性和經(jīng)濟性進行評價。通過引入電力自動化系統(tǒng)，可以極大提高供電過程中的智能化，在供電過程中可以及時篩選出正常運行的配電線路和已經(jīng)出現(xiàn)故障的配電線路，從而避免電能的浪費。另外，引入電力自動化系統(tǒng)后，可以增加補償電容器，防止電線老化造成安全隱患。它可以在發(fā)生安全隱患時自動進行補償，防止出現(xiàn)因為電源老化造成線路崩潰甚至引發(fā)火災等情形，從而提高配電網(wǎng)供電過程的經(jīng)濟性。

2 電力自動化系統(tǒng)在配電網(wǎng)運行管理中的應用原則

2.1 安全性原則

由于電力自動化本身是高危險的，并且配電網(wǎng)在運行過程中易存在隱患，因此將電力自動化系統(tǒng)引入配電網(wǎng)運行管理過程要注意是安全。安全無小事，引入過程中需要做大量的安全試驗，從而不斷改進技術，進行科學有效的設計，提升配電網(wǎng)的安全性能，更好地實現(xiàn)配電網(wǎng)運行管理的安全性。

2.2 可靠性原則

供電可靠性是配電網(wǎng)運行管理必須重視的問題。如果一個線路在運行過程中不可靠，會造成大量的故障隱患，導致配電線路在傳輸過程中出現(xiàn)故障。由于配電線路較長，很多時候如果某一段配電線路出現(xiàn)故障將很難排查到，不僅花費大量的人力物力，也不利于系統(tǒng)長期有效的運用。

2.3 實事求是原則

電力自動化系統(tǒng)的種類繁多，而且由于現(xiàn)階段科技的不斷發(fā)展，自動化水平越來越高。但是，并不是自動化水平越高的電力自動化對配電網(wǎng)的運行管理就越好。需要根據(jù)每個地區(qū)的實際情況進行選擇，遵循實事求是的原則。通過貫徹實事求是的原則，讓電力自動化系統(tǒng)更好地服務于配電網(wǎng)的運行管理。

3 電力自動化系統(tǒng)技術在配電網(wǎng)運行管理中的應用

3.1 配電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控功能實現(xiàn)

本系統(tǒng)主要通過站控層的數(shù)據(jù)采集器，由專門的數(shù)據(jù)采集員利用采集器上的傳感器，通過控制柱上開關，并且結(jié)合終端系統(tǒng)上配變檢測終端單元的配合傳回數(shù)據(jù)。傳回的數(shù)據(jù)主要通過配變檢測單元傳遞，可以將回路完整的遙測量及其計算量裝置的工作狀態(tài)傳遞給站控層[2]，如圖1所示。

圖1 配電網(wǎng)自動化數(shù)據(jù)采集傳遞

從圖1可以看出，電力自動化系統(tǒng)在配電網(wǎng)中的運行主要包括現(xiàn)地層、通信層以及站控層，其中站控層起著中央控制傳輸?shù)倪^程，不僅可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集，還可以實現(xiàn)監(jiān)控功能。監(jiān)控功能主要是應對突發(fā)情況如突然的停電情況。停電主要是由于設備的故障導致的停電，還有應對突發(fā)情況導致人工計劃檢修停電。

設備故障停電采用電力自動化系統(tǒng)可以更好地檢測篩選故障線路，通過疑似故障點，將所有故障點系統(tǒng)進行自動統(tǒng)計，并且傳遞給站控層，然后對其進行監(jiān)控，且站控層發(fā)出指令自動隔離這些故障點，直到排除故障點并且修好，才重新恢復電能的傳輸。這樣極大增強了電能傳輸效率，可以發(fā)揮自動化系統(tǒng)的精準確定的優(yōu)點，實現(xiàn)實時監(jiān)控，減少篩選的時間和資源的浪費。

3.2 配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的實現(xiàn)

配電網(wǎng)的工作過程中是一個龐大的數(shù)據(jù)收集與整理過程，如果沒有一個有效的系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫支持，將會造成大量數(shù)據(jù)丟失或者數(shù)據(jù)混亂。本文研究的配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫采用當前比較先進的分布式實時數(shù)據(jù)庫C/S結(jié)構商業(yè)數(shù)據(jù)庫[3]，具體結(jié)構如圖2所示。

系統(tǒng)采用EB技術實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)、設備臺帳數(shù)據(jù)、GIS圖形數(shù)據(jù)的共享，將配網(wǎng)數(shù)據(jù)在供電企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡甚至在Internet上發(fā)布，真正做到了配電自動化系統(tǒng)與MIS系統(tǒng)的無縫連接，完成了SCADM、DMS、GIS等傳統(tǒng)封閉獨立系統(tǒng)向真正的開放性系統(tǒng)的轉(zhuǎn)變，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的實時調(diào)取和收集，并且這個過程中數(shù)據(jù)之間不會相互干擾，避免了數(shù)據(jù)之間產(chǎn)生交集造成數(shù)據(jù)混亂的情況。

圖2 配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫結(jié)構圖

3.3 配電系統(tǒng)自動化性能測試結(jié)果分析

在對系統(tǒng)進行設計后，需要測試整個系統(tǒng)的性能，從而保證電力自動化系統(tǒng)可以應用在配電網(wǎng)運行管理中，實現(xiàn)可靠性的分析。本次測試選擇在眾多節(jié)點中隨機選取兩對節(jié)點，分別做1和2編號，通過迭代的方式進行系統(tǒng)計算，迭代次數(shù)為2，具體結(jié)果如表1所示。

對電壓進行測試的10組數(shù)據(jù)，如表2所示。自動化系統(tǒng)應用于配電網(wǎng)十分有效，達到了精度要求。

表2 隨機取10個節(jié)點測電壓數(shù)據(jù)

4 結(jié) 論

綜上所述，本文主要通過對電力控制系統(tǒng)應用于配電網(wǎng)運行中實現(xiàn)自動化管理為目標，通過實踐研究進行設計，實現(xiàn)功能的準確性和數(shù)據(jù)的收集監(jiān)控，從而排除隱藏的故障點，實現(xiàn)整個系統(tǒng)的更好運行。