10kV電力系統(tǒng)配電網(wǎng)絡(luò)智能化探索

張澤惠

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我國的10kV電力系統(tǒng)建設(shè)越來越多。10kV配網(wǎng)作為配電網(wǎng)絡(luò)中的重要組成部分，越來越得到整個電力行業(yè)的重視和關(guān)注。但從目前來看，10kV電力系統(tǒng)在構(gòu)建過程中仍受到設(shè)備、技術(shù)、環(huán)境等多方面因素影響，因此，就10kV電力系統(tǒng)配電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行智能化升級，是當(dāng)前保障10kV電力系統(tǒng)穩(wěn)定安全運(yùn)行的關(guān)鍵所在。在此基礎(chǔ)上，文章結(jié)合10kV電力系統(tǒng)配電網(wǎng)絡(luò)的基本概念，詳細(xì)分析了其智能化發(fā)展的意義和現(xiàn)狀，并指出了具體的發(fā)展對策，旨在為廣大電力企業(yè)及相關(guān)技術(shù)人員提供參考，促進(jìn)我國電力行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展和持續(xù)進(jìn)步。

關(guān)鍵詞：10kV電力系統(tǒng);配電網(wǎng)絡(luò);智能化發(fā)展;影響因素;構(gòu)建策略

引言

現(xiàn)階段，隨著我國居民生活中各類家用電器、用電設(shè)備的不斷增多，傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)配電網(wǎng)絡(luò)逐漸無法適應(yīng)與日俱增的供電需求。加之我國電網(wǎng)建設(shè)進(jìn)程的不斷推進(jìn)，智能化的電網(wǎng)管理系統(tǒng)、信息處理技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，從穩(wěn)定性、安全性、時效性等多個方面，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)電力系統(tǒng)配電網(wǎng)絡(luò)存在的不足。

1配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的現(xiàn)狀

城市配電網(wǎng)的不斷升級，就對系統(tǒng)的智能化管理和穩(wěn)定性做出了更高的約束，與此同時，計算機(jī)系統(tǒng)可靠性的不斷加強(qiáng)，微處理器技術(shù)的普及，使得智能化電器元件有了更好的運(yùn)用環(huán)境，實(shí)用性進(jìn)一步增強(qiáng)，由此在管理系統(tǒng)也實(shí)現(xiàn)了突破。相較于SCADA系統(tǒng)在電網(wǎng)中的使用，它的目標(biāo)對象就是用戶本身，但是它的興起時間較晚。當(dāng)前市場上，諸多智能化監(jiān)控系統(tǒng)基本都是在已有的SCADA系統(tǒng)之上發(fā)展而來的，如此一來固然能夠符合簡單的監(jiān)控需求，但是發(fā)揮不出10kV電力系統(tǒng)配電網(wǎng)絡(luò)的最大價值。針對此類問題，美國人首先提出了解決方案，它們研發(fā)并公布了全新的智能配電管理系統(tǒng)，顛覆了人們對這一概念的認(rèn)知，同時還一同發(fā)布了微機(jī)綜合保護(hù)設(shè)備，這在管理層面上具有重大的意義。甚至可以說是顛覆性的改變。

2 10kV電力系統(tǒng)配電網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展意義

（1）有助于提升供電系統(tǒng)的整體質(zhì)量。在引入智能化系統(tǒng)監(jiān)控概念后，本身存在一定技術(shù)缺陷的10kV電力系統(tǒng)將得到進(jìn)一步的實(shí)時監(jiān)控和管理，其中尤其是對于供電電壓變化的實(shí)時控制，不僅有助于保障配電網(wǎng)絡(luò)無功功率的平衡穩(wěn)定，同時也能大幅減少配電網(wǎng)絡(luò)中的電能損耗，有助于提升供電系統(tǒng)的整體質(zhì)量，并保障電力企業(yè)的切實(shí)利益。（2）有助于保障電網(wǎng)用戶的切實(shí)利益。在10kV電力系統(tǒng)運(yùn)作過程中，其難免會受到外界因素而存在一定的故障隱患。對此，依托于智能化監(jiān)控系統(tǒng)，電網(wǎng)檢修人員能夠在電網(wǎng)故障時快速確定故障位置，并做好非故障區(qū)與故障區(qū)的及時隔斷，進(jìn)而一方面可有效提升電網(wǎng)檢修的效率，另一方面也能在縮短停電范圍的同時極大的就停電時間進(jìn)行控制，有助于保障電網(wǎng)用戶的切實(shí)利益。（3）有助于改善電力人員的工作效率。對于智能化配電系統(tǒng)來說，其一方面加強(qiáng)了對于電力系統(tǒng)各線路運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時監(jiān)控，另一方面也能在故障發(fā)生時及時給予電網(wǎng)維修人員最直接的幫助，有助于減輕電網(wǎng)人員的工作壓力并實(shí)現(xiàn)改善其工作效率的根本目的。

3 10kV電力系統(tǒng)配電網(wǎng)絡(luò)智能化的應(yīng)用技術(shù)

3.1 10kV電力系統(tǒng)配電網(wǎng)絡(luò)智能化

參照國內(nèi)行政管理體制及配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)特征，不難看出，已有的模式中基本都是運(yùn)用的分層控制處理。智能化配電系統(tǒng)的基礎(chǔ)是一些智能化設(shè)備，這些設(shè)備具有一定的通信能力，憑借計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，以此完成變電站的智能化管理，當(dāng)然針對的對象還是那些智能化設(shè)備。在10kV電力系統(tǒng)配電網(wǎng)絡(luò)的管理過程中，很多時候都會接觸到控制終端，它們一般具有很多設(shè)備，分布面積大，一線情況繁雜，設(shè)備自身開啟很多，很容易發(fā)生故障脫扣等問題。智能化配電系統(tǒng)就能很好的處理這些問題，它強(qiáng)大的抗干擾性能，關(guān)鍵性的控制性能都得益于智能化設(shè)備，由于各項(xiàng)工作的完美銜接，使得完全分布控制系統(tǒng)逐漸形成，由此電力系統(tǒng)穩(wěn)定可靠的要求也能夠輕易實(shí)現(xiàn)。還有一點(diǎn)值得注意，那就是這些智能化設(shè)備能夠單獨(dú)運(yùn)行，不受計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的影響，這對于系統(tǒng)安全性是一種增強(qiáng)，對于實(shí)用價值也是一種提升。

3.210kV配電網(wǎng)絡(luò)智能化的應(yīng)用模式

智能化配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)由美國能源控制公司發(fā)明，是以變電站一體化監(jiān)控平臺為主機(jī)，主要對電力系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控。還配備了前段機(jī)，它與主機(jī)相連接，具有超強(qiáng)的通信能力和抗干擾力，實(shí)現(xiàn)了與變壓器主機(jī)完美配合的目標(biāo)。當(dāng)然，在前端機(jī)以下還有現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)，它與變電設(shè)備實(shí)現(xiàn)了無縫連接，優(yōu)化了配電網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)。同時，智能化的配電系統(tǒng)提高了配電設(shè)施的靈活性，很好地與其他智能化機(jī)器兼容，還滿足配電網(wǎng)絡(luò)的開放性，對于不同用戶的要求都可以得到解決，在城市電力系統(tǒng)應(yīng)用中發(fā)揮了極大作用。

3.3物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是提高10kV電力系統(tǒng)配電網(wǎng)絡(luò)智能化性能的一種重要技術(shù)，它通過RFID手段、傳感技術(shù)和智能定位科技對事物進(jìn)行檢測并通過互聯(lián)網(wǎng)完成信息的傳輸?shù)囊环N技術(shù)，在工作過程中還能不斷地進(jìn)行信息的完善和補(bǔ)充。在10kv電力系統(tǒng)配電網(wǎng)絡(luò)中，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)提高了先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)環(huán)境，使得配電網(wǎng)絡(luò)得以實(shí)現(xiàn)智能化。目前，由于智能電氣的普及，智能化逐漸進(jìn)入了人們的生活中，人們對用電智能化的需求要在逐漸增大，而物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)通過對10kv電力系統(tǒng)配電網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時監(jiān)測，大大滿足了人們的這種需求。

3.4設(shè)備開關(guān)智能化

在10kV電力系統(tǒng)配電網(wǎng)絡(luò)中，設(shè)備開關(guān)不僅承擔(dān)著數(shù)據(jù)控制及采集的重要作用，同時也是不同電網(wǎng)設(shè)備形成電網(wǎng)系統(tǒng)的關(guān)鍵樞紐，因此，為滿足10kV電力系統(tǒng)配電網(wǎng)絡(luò)的智能化發(fā)展需求，應(yīng)遵循以下原則就設(shè)備開關(guān)進(jìn)行優(yōu)化。首先，考慮到設(shè)備開關(guān)是控制電力系統(tǒng)各種操作的核心部件，因此優(yōu)化后的設(shè)備開關(guān)應(yīng)兼具手動與電動兩種控制方式，即在電力系統(tǒng)無人控制時，系統(tǒng)也同樣能根據(jù)電網(wǎng)運(yùn)行情況來控制設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)，同時，智能設(shè)備開關(guān)應(yīng)與電網(wǎng)在線監(jiān)控系統(tǒng)形成緊密的控制聯(lián)系，應(yīng)能夠在電網(wǎng)出現(xiàn)故障時由系統(tǒng)自主控制來降低電網(wǎng)的故障損失，進(jìn)而保障電網(wǎng)用戶的切實(shí)利益;其次，為確保電網(wǎng)維修人員能夠在電網(wǎng)故障發(fā)生時第一時間確定故障位置并予以維修，在設(shè)計設(shè)備開關(guān)狀態(tài)信號時，應(yīng)設(shè)有一定的刀閘信號和開發(fā)分合信號，即在設(shè)備出現(xiàn)故障時以信號方式警告工作人員，并告知其最準(zhǔn)確的故障位置;再次，基于現(xiàn)階段電網(wǎng)用戶對于10kV電力系統(tǒng)穩(wěn)定性要求的逐步提升，于質(zhì)量層面設(shè)備開關(guān)不僅應(yīng)盡量采用48V或24V的直流電源，同時也應(yīng)在具有良好絕緣性能的基礎(chǔ)上盡可能將運(yùn)轉(zhuǎn)功耗控制到最低水準(zhǔn)，進(jìn)而以此有效提升電網(wǎng)控制的安全性和準(zhǔn)確性，并規(guī)避各種開關(guān)故障所致的電網(wǎng)事故;最后，針對集電流、電壓互感器為一體的設(shè)備開關(guān)，其一般應(yīng)采用50～100V的電壓互感器容量，同時為了保障電流互感器的穩(wěn)定運(yùn)行，通常情況下應(yīng)配以三相電流互感器進(jìn)行設(shè)計。

結(jié)語

總而言之，智能化技術(shù)從根本上實(shí)現(xiàn)了10kV電力系統(tǒng)配電網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化，推動了城市電力系統(tǒng)的整體發(fā)展水平。由本文可知，受惠于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、自動計量管理技術(shù)等現(xiàn)代技術(shù)、現(xiàn)代監(jiān)控系統(tǒng)的功能支持，智能化10kV配電網(wǎng)絡(luò)相較傳統(tǒng)配電網(wǎng)絡(luò)而言，在穩(wěn)定性、安全性、經(jīng)濟(jì)性等方面皆具有較大優(yōu)勢。

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