基于配網(wǎng)管理的饋線自動(dòng)化應(yīng)用

郭浩

摘要：配電網(wǎng)饋線自動(dòng)化技術(shù)在信息化技術(shù)基礎(chǔ)上得以發(fā)展，近些年來(lái)我國(guó)信息化水平的不斷提升促進(jìn)了配電網(wǎng)饋線自動(dòng)化技術(shù)的進(jìn)步，因此，其應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。人們對(duì)配電網(wǎng)方面的要求越來(lái)越高，所以十分有必要對(duì)配電網(wǎng)饋線自動(dòng)化進(jìn)行深入研究，進(jìn)而做到供電質(zhì)量的有效提升。本文探討的重點(diǎn)內(nèi)容是配電網(wǎng)饋線自動(dòng)化的研究和設(shè)計(jì)，在梳理現(xiàn)階段我國(guó)配電網(wǎng)饋線自動(dòng)化發(fā)展?fàn)顩r的基礎(chǔ)上，提出自動(dòng)化技術(shù)解決方案，期望提升我國(guó)配電網(wǎng)饋線自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用水平。

關(guān)鍵詞：配網(wǎng)管理;饋線自動(dòng)化;應(yīng)用

1 引言

隨著我國(guó)電力系統(tǒng)建設(shè)的不斷加速，配網(wǎng)結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜化，配電設(shè)備也越來(lái)越多樣化，且配電系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境較為惡劣，存在大量的諧波源、三相不平衡、電壓閃變污染等問(wèn)題，配電系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)與維護(hù)面臨嚴(yán)峻考驗(yàn)。基于此，配網(wǎng)自動(dòng)化引起了廣泛關(guān)注，電力系統(tǒng)已開始試點(diǎn)使用配電自動(dòng)化技術(shù)。饋線是連接各配電網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的重要線路，是配網(wǎng)建設(shè)的重要組成部分。通過(guò)饋線自動(dòng)化建設(shè)，能實(shí)時(shí)監(jiān)控配電線路運(yùn)行情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)饋線故障并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化隔離、診斷與恢復(fù)供電，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)控的自動(dòng)化控制，從而達(dá)到提高供電可靠性和電能質(zhì)量的目的，實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)的高質(zhì)量、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

2 概述配電網(wǎng)饋線自動(dòng)化

配電網(wǎng)饋線自動(dòng)化系統(tǒng)屬于一種在集成化通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上構(gòu)建的配電裝置，通過(guò)測(cè)量技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和傳感器達(dá)成保證電網(wǎng)運(yùn)行安全的目的，可切實(shí)提升配電網(wǎng)的實(shí)際工作效率和質(zhì)量。安全性高、穩(wěn)定性強(qiáng)和耗能少是配電網(wǎng)饋線自動(dòng)化的基本特征，所以說(shuō)配電網(wǎng)饋線自動(dòng)化系統(tǒng)屬于現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)的重要產(chǎn)物。當(dāng)前階段隨著我國(guó)信息技術(shù)水平的提升，各類自動(dòng)化信息控制技術(shù)被積極應(yīng)用于配電網(wǎng)饋線自動(dòng)化系統(tǒng)之中，電力資源的利用率大幅度提升，而且有利于成本的降低。綜合來(lái)看配電網(wǎng)饋線自動(dòng)化系統(tǒng)集合了各類信息系統(tǒng)，其信息處理得以優(yōu)化，進(jìn)而電力資源利用的科學(xué)合理性大幅度提升，于我國(guó)配電網(wǎng)饋線自動(dòng)化系統(tǒng)的良好運(yùn)行有積極意義。

3 饋線自動(dòng)化技術(shù)在配電網(wǎng)中的功能

3.1 監(jiān)測(cè)運(yùn)行狀態(tài)

通過(guò)饋線自動(dòng)化的監(jiān)測(cè)設(shè)備進(jìn)行電網(wǎng)電路的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，實(shí)時(shí)的對(duì)電路供電的電壓變化以及其他變化進(jìn)行信息的收集和反饋，能夠很大程度上提升電力工作人員對(duì)故障位置的確定，當(dāng)然現(xiàn)在隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，饋線自動(dòng)化監(jiān)測(cè)技術(shù)不斷的提升，其智能化程度不斷提高，對(duì)于電路的監(jiān)測(cè)能力也不斷的增強(qiáng)，能夠更好的為電網(wǎng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)服務(wù)及時(shí)發(fā)現(xiàn)定位故障線路進(jìn)行故障位置信息的反饋。

3.2 故障隔離、供電保障

配電網(wǎng)饋線自動(dòng)化技術(shù)能夠及時(shí)的將電網(wǎng)的故障部分進(jìn)行隔離，防止其影響到更大的區(qū)域。配電網(wǎng)饋線自動(dòng)化的隔離功能對(duì)于整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是非常重要的，對(duì)電力系統(tǒng)的發(fā)展和擴(kuò)張有著非常關(guān)鍵的作用，也對(duì)用戶電能質(zhì)量的提升，有著較為明顯的作用。

4 探討配電網(wǎng)饋線自動(dòng)化技術(shù)解決對(duì)策

4.1 分層解決策略

使用分層解決策略需要遵循相應(yīng)的原則，因?yàn)榉謱犹幚聿呗灾g具有相應(yīng)的關(guān)聯(lián)性，所以應(yīng)用分層處理策略時(shí)需要提前了解掌握配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的分層結(jié)構(gòu)。通常而言可將分層處理策略分為以下幾個(gè)部分：首先，借助配電終端有效監(jiān)測(cè)和識(shí)別相應(yīng)的故障;其次，以配電站子站為輻射中心，利用分層處理策略達(dá)成配電網(wǎng)饋線自動(dòng)化有效處理與合理管控的目的;最后，確定配電站主站為調(diào)配中心，借助分層處理策略開展全局性的系統(tǒng)管理和網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化，此種模式的層次性相對(duì)較高。

4.2 非故障區(qū)域恢復(fù)供電

配網(wǎng)饋線故障發(fā)生后，可將故障區(qū)域分為故障區(qū)域和失電區(qū)域，根據(jù)失電區(qū)域相對(duì)于故障區(qū)域的位置，可將失電區(qū)域劃分為電源直連電氣區(qū)域和孤立失電區(qū)域，即故障區(qū)域上游為直連電氣區(qū)域，下游為孤立失電區(qū)域。針對(duì)由單個(gè)開關(guān)分閘引起的饋線故障，通過(guò)故障節(jié)點(diǎn)開關(guān)合閘操作即可恢復(fù)，且電源直連區(qū)域?qū)儆谡９╇姷囊徊糠郑淮嬖谪?fù)荷不足的問(wèn)題。而針對(duì)由多級(jí)開關(guān)分閘引起的饋線故障，在電源直連區(qū)域恢復(fù)供電時(shí)，僅對(duì)單個(gè)開關(guān)進(jìn)行合閘處理無(wú)法實(shí)現(xiàn)供電恢復(fù)，可依據(jù)就近原則，先對(duì)每個(gè)開關(guān)的狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，根據(jù)故障節(jié)點(diǎn)分閘位置，依次對(duì)分閘開關(guān)進(jìn)行合閘操作，從而確保恢復(fù)供電的可靠性和穩(wěn)定性。針對(duì)失電區(qū)域的供電恢復(fù)，需要明確其聯(lián)絡(luò)開關(guān)的數(shù)量和線路。例如，在一進(jìn)二出環(huán)網(wǎng)柜母線柜發(fā)生故障時(shí)，如兩個(gè)出線分別出現(xiàn)孤立失電區(qū)域，則可通過(guò)配電終端獲取該節(jié)點(diǎn)聯(lián)絡(luò)線和失電區(qū)域內(nèi)聯(lián)絡(luò)開關(guān)數(shù)量，并根據(jù)自動(dòng)化系統(tǒng)預(yù)設(shè)條件，重構(gòu)配電結(jié)構(gòu)，對(duì)聯(lián)絡(luò)開關(guān)進(jìn)行合閘操作，從而實(shí)現(xiàn)失電區(qū)域的恢復(fù)供電。此外，為確保失電區(qū)域電源能夠滿足失電區(qū)域供電需求，在配網(wǎng)規(guī)劃和設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)結(jié)合配網(wǎng)區(qū)域用電需求計(jì)算其容量，確定饋線最小負(fù)荷和最大負(fù)荷。在多電源供電的情況下，應(yīng)根據(jù)失電區(qū)域用電負(fù)荷，優(yōu)先選擇負(fù)荷均衡度高的作為電源，降低失電區(qū)域接入對(duì)配網(wǎng)的影響。

4.3 智能分布型饋線自動(dòng)化技術(shù)

智能分布型饋線自動(dòng)化與就地型饋線自動(dòng)化的最大區(qū)別在于自動(dòng)化終端相互之間存在通信關(guān)系并可進(jìn)行信息共享，通過(guò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和開關(guān)量信息共享，實(shí)現(xiàn)線路故障就地快速切除與自動(dòng)恢復(fù)。結(jié)合以下簡(jiǎn)單拓?fù)淠Ｐ蛯?duì)智能分布型饋線自動(dòng)化動(dòng)作邏輯進(jìn)行分析。正常運(yùn)行方式下各自動(dòng)化斷路器狀態(tài)如圖2所示，且DTU之間、DTU與站內(nèi)過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)之間進(jìn)行信息共享，實(shí)現(xiàn)以下幾個(gè)功能：（1）網(wǎng)絡(luò)差動(dòng)保護(hù)：通過(guò)電流信息的傳遞和差值運(yùn)算，實(shí)現(xiàn)線路故障就地快速切除;（2）網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浔Ｗo(hù)：通過(guò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和開關(guān)量信息共享，實(shí)現(xiàn)線路故障就地快速切除;（3）對(duì)等式備自投：不依賴于主站，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)共享環(huán)內(nèi)各開關(guān)的狀態(tài)和保護(hù)動(dòng)作信息，判定故障已隔離后合上開環(huán)點(diǎn)開關(guān)實(shí)現(xiàn)自愈。

4.4 供電控制結(jié)果判定

在失電區(qū)域恢復(fù)供電后，系統(tǒng)可根據(jù)是直連電氣區(qū)域還是孤立失電區(qū)域，配電終端和狀態(tài)信息及合閘動(dòng)作返回結(jié)果進(jìn)行綜合性分析，如兩者結(jié)果一致，則饋線自動(dòng)化控制動(dòng)作完成，如未成功，則可判定為自動(dòng)化控制失敗，應(yīng)及時(shí)聯(lián)系電力維修人員現(xiàn)場(chǎng)查明原因。

5 結(jié)束語(yǔ)

隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)的快速發(fā)展，人們生活水平的日益提高，對(duì)配電網(wǎng)的供電質(zhì)量需求也將越來(lái)越高。伴隨著科技的不斷進(jìn)步，計(jì)算機(jī)以及通信技術(shù)的大發(fā)展，全球5G移動(dòng)通信時(shí)代已經(jīng)來(lái)臨，我國(guó)5G的建設(shè)、應(yīng)用和推廣均處于世界領(lǐng)先地位，為智能配電網(wǎng)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。未來(lái)饋線自動(dòng)化系統(tǒng)將不再受高額通信成本的制約，向著更加智能化、信息化、數(shù)字化的方向發(fā)展，為我國(guó)更多地區(qū)提供強(qiáng)有力的電力供應(yīng)保障，為建設(shè)現(xiàn)代化國(guó)家提供強(qiáng)有力的支持。

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