電力系統配電網自動化現狀及對策探索

樂夏日

摘 要：電力系統的穩定性和自動化功能將直接關系到人們能否正常用電，同時其對各個領域的發展也具有重要的促進作用。因此，要加強對配網功能的研究，提高其自動化運行水平。文章首先分析了現階段配網運行的自動化情況，指出其問題所在，然后提出了相應對策，旨在完善電力系統功能，為行業發展奠定堅實基礎。

關鍵詞：電力系統;配電網;自動化;現狀;對策

中圖分類號：TM76 文獻標識碼：A 文章編號：1674-1064（2021）12-0-03

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.12.022

配網運行的優劣評價指標多種多樣，自動化就是其中的一項重要內容。研究配網運行自動化，就能保證電力系統的正常運行，及時調節系統中存在的故障，滿足人們的用電要求，即使發生事故，也不會出現大范圍停電的情況。加大配網自動化的推廣力度，還能保證電力企業的服務質量穩步提升，使企業具有良好的社會形象。

1 電力系統配網自動化運行現狀

信息技術、電子技術等多項與時俱進的技術對配網帶來的影響不言而喻，也使得其運行模式邁向自動化方向。目前，通過配網自動化技術就能監控系統的運行情況，一旦發現問題，就能及時處理。這種自動化運行方式不僅可以保證配網運行更加安全可靠，還能滿足用戶對電力提出的要求[1]。

配網系統化主要以10 kV復合線路下分段器以及重合器的應用為主，其優勢在于不必提前配置主站系統，只需發揮出重合器、分段器的功能即可[2]。一旦線路出現故障，就能將故障及時隔離，避免故障范圍進一步擴大。這一類操作模式成本低，比較方便，因此應用范圍比較廣泛。同時，也可將重合器與環形電纜配網相結合，并進一步發揮出環網柜的作用，就能確保配網自動化運行水平得到提升。將環網柜與配網系統相結合，就能實現環網柜與各個終端、開關的合理連接。

現階段，人們對環網柜中的FTU數據容量要求較高，只有其具備較大的容量，才能監控若干條線路。要對FTU進行組合，確保每一個FTU對饋線進行監督，再利用其實現數據的有效傳播。要充分結合傳統RTU的功能，對故障進行高效檢測。環網柜的適應能力較強，可根據實際情況對其進行布設。

在我國多數地區，在架空和鋪設絕緣導線時，主要是依據街道的走向，繼而設置比較完善的配電網。要改造網絡，以滿足用戶的用電需求。

2 電力系統自動化中存在的不足

首先，系統的集成化水平有待提升。盡管電力系統自動化技術體系日益完善，但現有的基礎設施存在許多漏洞[3]。配網與配電網設備的性能不完善，設備運行時間較長，缺乏自動化功能，這樣就難以保證每個系統之間彼此協調，無法實現資源共享。

其次，網絡架構不統一。部分企業會結合實際情況設計網絡架構，每個企業的網絡架構并不相同，這就會影響本區域電力系統自動化建設的進程。部分硬件與軟件之間的兼容性不足，導致硬件設備不能正常執行軟件提出的要求，軟件也不能及時收集設備的運行數據。

最后，管理不到位。規劃電網時，缺乏合理的思路與設計方案，自動化設備安裝不到位。管理電力系統時，通常引進先進的自動化監控系統，這樣不僅能夠不間斷地檢測與監控目標區域，還能及時發現問題，為維修人員的維修工作提供更多參考。如果過分依賴這一系統，就可能會不重視日常管理工作，不利于系統正常運行。

3 電力系統配電網自動化的應用原則

3.1 適應性原則

為保證配網自動化具有一定的適應性，要注意以下幾方面。第一，在建設配網時，要考慮城市經濟與農村經濟的差異性。與城市相比，農村經濟不發達，各項設施相對落后，如果直接采用先進的配網自動化技術，很難保證發揮相應的作用。因此，要考慮到當地的實際情況，選擇合適的建設方案，以滿足用戶需求和提高供電可靠性為目的，確保配網自動化建設工作順利進行。第二，在配網改造時，配網線路不斷增加，設備容量日益擴大，為配網自動化的發展提供了有利條件。因此，為實現配網自動化，要結合配網的實際情況進行設計與建設。第三，遵循定時限保護原則，定時限保護主要是利用電流和時間階梯相重合的方式，確保上下級保護工作彼此協調。

3.2 循序漸進原則

應用配網自動化技術時，要考慮到多個方面的內容，并發揮出多種技術的作用，真正凸顯配網自動化的優勢。要遵循循序漸進的原則，確保配網自動化方案順利實施。第一，將多組自動配電開關設置在線路中，并建立電壓控制系統。第二，為有效控制各支線自動化配電開關，要設置相應設備，分配與調用設備的負荷。第三，加強配網管理中心與供電站之間的聯系，設置完善的通信設備，確保管理中心及時獲取信息，自動分析和處理信息。

3.3 電流控制式原則

由于重合斷路器的操作比較頻繁，會影響設備的使用壽命，導致設備發生故障。設置自動化開關后，要考慮到開關具有一定的延時效果，一旦線路發生故障，合閘操作時間比較長，會對供電造成不利影響。通常來說，要依靠一次合閘時間作出判斷，也會影響判斷的準確性。如果采用電流控制模式，就能避免上述問題。電流控制模式操作比較簡單，可以提高供電的安全性和可靠性。

4 電力配網自動化運行的改進對策

4.1 合理進行施工規劃

為了保證配網自動化技術的功能得到穩定發揮，就要從施工入手，對施工進行合理規劃[4]。首先，要明確施工進度。由于電力工程任務量龐大，施工周期較長，為了將施工進度控制在合理范圍內，就要制定完善的進度方案，避免工程超出工期。其次，合理規劃施工方案。由于電力工程涉及的專業技術較多，且每一道工序極其復雜，因此若缺乏完善的施工方案指導，就會導致施工缺乏應有的秩序。這樣，不僅會使施工人員不能嚴格按照制度和標準進行操作，還會導致施工程序紊亂。因此，要使各施工人員能夠按照統一的標準施工。

4.2 加大設備的投入力度

為了滿足龐大的用電需求，保證配網自動化運行的安全性和穩定性，就要引進先進的設備和技術。要采用計算機網絡技術對各部分進行合理設計，選擇恰當的電氣元件，保證各項資源得到及時共享。要發揮出通信網絡技術和人工智能技術的作用，改進和優化現有的自動化結構，使配網自動化運行水平得到進一步提升。要引進現代化設備和新型材料，優化電氣工程質量，保證工程的整體性能得到進一步改進。

4.3 有效管理工作人員

首先，要加強對工作人員的培訓力度，提高其工作技能和專業素養，使其對待工作充滿責任感。其次，要進一步激發工作人員的熱情，通過完善的獎懲機制提高其對工作的責任心。要獎勵表現突出的員工，對在工作中出現失誤的人員進行批評，或予以相應的處罰，使其充滿危機意識，避免相同的問題再度發生[5]。

4.4 打造完善的監控機制

第一，優化后臺監控設備的功能。要制定完善的后臺監控設備管理制度，合理設置操作系統和監控軟件的密碼，使用專門的監控軟件全面監督后臺情況。

第二，合理配置后臺監控設備的電源。支持監控設備運行的主要內容是交流電，通常要選擇專業的逆變器。為了滿足后臺監控設備對電源的需求，一般要通過直流蓄電池和逆變器的共同作用，才能保證設備正常運行，同時還能避免其遭到諧波的影響。

第三，備份監控軟件。通過這一工作，不僅保證備份工作及時得到更新，還能滿足后臺監控軟件的工作需求。由于廠家為廣大用戶提供多元化服務，因此要考慮到備份與現場運行不相符的情況。要采用專門的移動硬盤或光盤保管備份內容，以滿足工作需求[6]。

5 電力系統配電網自動化的具體應用

5.1 主斷路器與饋線斷路器的配合

為了進一步優化配網結構，可通過建立環網供電等方式，保證配網之間彼此緊密聯系。比如，將變電站中的出線保護開關與饋線開關進行有效配合，就能逐漸實現環網供電。一些變電站的出線保護開關比較多，一般需利用微機才能執行多項命令。目前，可采用多種控制方式控制線路開關的運行。

5.2 自動重合器與重合分段器

在自動重合器方案中，主要是連接配網的有效雙電源，就能實現環網供電。然后還要分段處理配網，使相鄰的重合器保護各類線路。一旦配網中出現故障，就可采用重合器隔離故障，然后通過分合操作的方式控制斷路器。如果某一階段產生故障，可發揮出故障位置重合器的職能，分段處理故障。為消除線路的分支故障，就要發揮出重合器和分段器的配合作用。若系統中的各段產生故障，就要利用自動重合分段器判斷故障。為了確保負荷側獲得正常供電，就要將各個斷路器進行重合，發揮出電源的作用。一旦故障點出現重合，斷路器就會自動斷開，故障兩側位置的線路也會被鎖定。當線路全面斷開，就能實現二次送電。

5.3 饋線自動化

進行饋線自動化設計時，要明確設計方案，選擇合理的控制模式。就地控制模式主要是發揮出分段器和重合器的作用，通過對二者的協調與配合，就能自動化控制配網。采用計算機進行監控時，要保證距離合理，設置專門的遠程控制中心。當饋線自動化采集信息時，就能發揮出通行通道的傳輸作用，保證信息的傳輸質量，使信息不再受到距離的困擾。一旦發生故障，主站就能及時獲取故障信息，準確判斷重要故障的位置，并采取相應的措施予以解決，避免停電范圍擴大。

5.4 智能電網與電網調度自動化技術

為了使電力系統運行穩定，就需要發揮出先進的信息化管理技術的作用，確保電網的運行得到合理控制，提高其整體智能化運行水平。在開展電網調動自動化研究時，要對技術進行合理劃分，將其劃分成不同等級，并融入計算機技術，就能全面監督、控制電網調度系統。通過計算機技術及時采集各項數據，并分析數據，制定合理的決策，保證系統的穩定運行。

5.5 PLC自動化

PLC技術離不開計算機技術和繼電接觸控制技術的支持。通過該項技術控制內部存儲，只要利用可編程序即可實現。該項技術能夠及時檢測出電力系統中存在的問題，保證系統的運行更加靈活，還能減少不必要的能源消耗。該項技術還能分析多項數據，保證數據的傳輸效率獲得提升，促進數據之間實現順利轉換。

5.6 變電站自動化技術

只要通過計算機技術控制電網運行情況，合理分析變電站的運行狀態，就能提高變電站的自動化運行水平。可利用電纜和光纖支持系統運行，提高系統運行的安全性和可靠性。一旦發現問題，就要仔細分析原因，采取必要的質量控制對策。要加強對變電站的技術支持，優化電網調度自動化系統的功能，提高變電站的運行水平。

例如，株洲配電自動化通信網以EPON為主，在開展配電自動化建設時，首先要檢查變電站OLT設備，了解表示標簽是否完整。檢查屏柜與布線方式，確保其符合相關規程;測試配網光纜;檢查ONU燈的功能;從通信網管上能PING通ONU及DTU地址;檢查DTU，確定其得到安全加固。企業要重視配電專業和自動化專業的溝通，加強信息連讀，確保配電自動化資料得到有效更新，持續完善配電自動化建設流程，堅持PDCA循環。

6 電力系統配電網自動化發展趨勢

隨著時間的不斷推移，建設電力系統時要充分考慮電能質量，采取有效措施改善電能質量。常用設備是高速數字信號處理器，不僅可以提高電能質量，而且可以保證電力系統更加安全可靠，提高供電的靈活性，該設備的適應能力比較強，基本不會受到溫度的影響，并采用部分算法，保證電能質量得到提升。

為保護配網系統，可采用饋線自動化技術采集配網數據，確保PAS與配電SCADA技術順利發揮自身功能。在饋線自動化系統中，要進一步發揮GIS技術優勢，使配網設備得到有效管理。在PAS、SCADA、GIS技術的支持下，配網自動化功能可得到進一步完善。因此，要對該方案加以完善，使其在未來的工作中發揮更大的作用。

為解決小電流接地保護問題，可采用饋線遠方終端，該項技術不僅能夠及時獲取配網的電流負序分量分布信息，而且能夠發揮負序電流的突變量和小波分析技術的功能，確保識別更加靈敏、準確。

7 結語

隨著信息技術的不斷發展，配電網調控自動化系統的建立和不斷升級完善，為配電網系統的安全穩定運行提供了保障，推動了我國電力系統的發展。配電網自動化技術的應用，能夠緩解電網壓力，增強電網的服務能力，實現對電力系統配電網日常運行的監測、控制和保護等環節的自動化、智能化，進一步提高電網運行的可靠性與穩定性，全面滿足電力行業發展需求。

基于此，電力技術研究人員只有將自動化技術與配網相結合，加大研究與開發力度，不斷創新技術，才能使電力系統的運行更加穩定可靠，滿足人們多元化的需求，為各行各業的發展提供強大動力。

參考文獻

[1] 張健，李寧，閆彥龍.配電自動化技術在配電系統中的應用[J].科技創新與應用，2021，11（17）：133-135.

[2] 龔二建.配電網自動化技術及其應用[J].光源與照明，2021（1）：126-127.

[3] 郭俊偉.配網自動化技術在電力系統中的應用探究[J].科技經濟導刊，2020，28（36）：104-105.

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[5] 唐振.配電網自動化技術應用研究[J].低碳世界，2021，11（10）：44-45.

[6] 唐雪峰.電力系統配電網自動化應用原則及可靠性[J].黑龍江科學，2020，11（20）：138-139.