試論電力配電自動化與配電管理

廣東億能電力股份有限公司 許楚佳

在“電網2.0”背景下，電力配電自動化系統的技術體系更加成熟，應用范圍進一步拓展。對于電力企業來說，配電自動化系統在故障自動診斷、電力智能調度等方面具有獨特優勢，幫助企業減少了人工成本，提高了電網運行效率。對于電力客戶來說，依托電力配電自動化精確核算電價、智能查詢賬單，讓用電信息一目了然，繳費更加便捷，用電服務明顯提升。因此電力配電自動化讓客戶與企業間達到一種“雙贏”狀態，優化配電管理也成為電力企業當前的一項重要工作。

電力配電自動化系統組成

數據采集系統。動態、全面地獲取電力系統的運行數據是實現配電自動化管理的必要條件，數據采集系統核心組成有2部分：一是以傳感器或其他監測儀器為主的數據獲取模塊，能將系統中各類電氣設備的運行參數收集起來；二是支持光纖通信或無線通信的數據傳輸模塊，能將前端獲取的數據完整、快速的傳輸給控制終端即中央計算機。在配電網范圍擴大，電氣設備數量增多的背景下，對數據采集與傳輸的效率提出了更高的要求，為了提高配電自動化系統的實用性，在數據采集方面也引入了大數據、云計算等技術，保證該系統功能的穩定發揮。

運行監控系統。電力配電自動化系統在投入運行一定年限后，由于設備老舊，受到環境干擾等一系列因素的影響，系統響應延時、電氣設備老化失效等情況較為常見。除了會影響正常配電外，客戶的用電體驗也會受到影響。在配電自動化系統中，運行監控系統的作用是實現對配電自動化系統7×24小時全天候的運行監測。以數據采集系統提供的海量數據作為參考，以人工智能技術中的專家決策控制、人工神經網絡等為核心，完成數據對比、分析，確保配電自動化系統有異常運行狀態能夠第一時間反饋、發現，通過維護、修理保證該系統的正常運行。

電力需求側管理系統。近年在行業技術創新和新能源技術成熟的推動下，電力能源緊張情況有所緩解。但面對各行各業不斷增加的用電需求，提高配電效率、節約電力資源仍存在必要性和緊迫性。目前“移峰填谷”仍是電力企業優化電力能源利用的常見方式，為實現業擴增容、供需平衡，在推行配電自動化的過程中，還需借助于電力需求側管理系統進行科學的電力規劃和靈活的調度運行。需求側管理主要面向廣大的電力用戶，其功能主要有2：其一是為客戶提供配套的服務，例如提供實時電子賬單，方便客戶了解用電信息；其二是收集客戶反饋意見，根據客戶提出的需求和反饋意見進行改進。

電力自動化配電管理中存在的問題及優化對策

配電管理的智能化程度低。近年不斷有先進的技術、設備在電力行業得到推廣使用。電力企業只有重視技術創新并投入充足的資金引進新技術、新設備，實現配電自動化、智能化管理，才能凸顯自己的競爭優勢。橫向對比來看，電力配電管理的自動化水平相比往年有了明顯進步；縱向對比來看，同行業的許多競爭對手在配電先進技術研發上傾注了大量人力、財力。不同電力企業在配電管理的智能化程度上已存在相當大的差距。在這種競爭環境下，如配電管理的智能化程度不高，一方面是影響客戶的服務體驗，另一方面也易造成電能浪費，不利于競爭力的提升。

配電自動化裝置管理不到位。在配電自動化系統中包含了功能各異的電氣設備，如用于狀態監測的傳感設備、用于數據傳輸的通信裝置、用于安全保護的光電隔離器等。這些硬件設備支撐了自動化系統各種功能和服務的實現，也是配電管理中需重點關注的對象。但在現有管理工作中由于制度缺失、重視不足，導致配電自動化設備的日常維護和檢修工作不到位，許多設備帶病運行，甚至已出現故障問題。除會影響配電管理的實效性，還有可能對整個配電網的穩定運行構成威脅。目前來看，故障自檢系統在輔助自動化設備管理方面發揮了一定作用，但仍不能從根本上保障配電自動化系統的可靠運行。

配電管理隊伍的素質參差不齊。電力企業在應用配電自動化系統后，原本一些基礎性、重復性的工作基本上可由自動化系統代為完成，減輕了人工壓力、節約了人工成本。但配電自動化系統在運行期間也有可能因受到電磁環境的干擾，以及硬件設施的故障等原因而出現系統功能受限、配網管理失效問題。這種情況下就需安排經驗豐富、技術扎實的管理人員對配電自動化系統的運行故障進行檢查、處理。目前來看，一方面是配電網的覆蓋范圍廣、檢修任務重，另一方面是高素質的管理人才少。兩者之間產生了矛盾，配電自動化系統運行的穩定性和可靠性得不到保障，其實用價值也會大打折扣。

加快技術創新，提升配電管理智能化水平。電力企業堅持技術創新是保證自身競爭力的關鍵。其中配電管理水平將會直接影響經營效益，在技術創新方面應給予重視和加大保障力度。一種措施是對標行業中的優秀企業，借鑒其在配電管理方面應用的新模式、新技術。在此基礎上立足企業自身的實際情況，對新技術、新模式加以改良，使其符合自身的業務開展和經營發展需要；另一種措施則是自主創新，分析現階段配電自動化系統在運行中存在的缺陷，如系統響應速度慢、通信質量差等。然后有針對性的進行技術創新，在切實提高配電管理水平的基礎上維護電力企業的效益。其中物聯網、大數據、人工智能等前沿技術對配電管理的智能化發展有促進作用，是下一步在配電自動化領域應著重研究的方向。

完善管理制度，保證配電裝置的運行穩定。隨著配電自動化系統功能的日益豐富，電力企業的配網管理工作對該系統的依賴性增強。因此，如何才能保證配電裝置穩定運行，直接關系到電力企業的供電服務質量和經營效益。除繼續在技術、設備方面加強創新，建立健全配網管理制度也成為不可忽視的一項重要工作。建立起智能檢測為主、人工排查為輔的“混合式”管理模式。一方面利用配電自動化系統中的人工智能技術實現對系統運行狀態的自動監測，如有異常工況進行報警。另一方面還要根據系統提供的故障信息，對出現異常情況或發生運行故障的設備進行維修或更換。通過落實管理制度、履行檢修責任，保證配電自動化系統的硬件設備不存在問題，這也是保障配電管理自動化功能實現的基礎。

重視技能培訓，培育高素質配電管理人才。在現有技術條件下配電自動化系統已能代替工作人員完成絕大多數基礎性工作，如用電信息采集、電費自動核算等。但對一些比較高級的工作如故障的排查和維修，受技術條件限制仍需人工來完成。這種情況下培育一支高素質配電管理人才隊伍就顯得極其必要。例如，近年來許多電力企業的配電自動化系統逐漸淘汰了主備機模式和雙主機模式替換為按扣值班模式。配電管理人員應通過參加電力企業提供的培訓，掌握這種新型工作模式下配電自動化系統的運行特點和管理要求。通過科學管理使服務器的各個端口始終處于正常狀態，保證配電管理各項功能的實現。

電力配電自動化的發展趨勢

配電自動化系統對電網的穩定可靠運行和電力企業經營效益的提升帶來的積極影響無需贅述，下一步要緊跟行業發展趨勢，繼續探索配電自動化系統及其相關技術的創新，才能為配電網運行和電力企業發展提供有益的幫助。

集成化。系統集成也是電力配電自動化發展的必然趨勢。近年來配電自動化系統提供的功能日益多樣，從實際應用效果來看，在提升管理時效性和保障配電科學性等方面確實發揮了積極作用。但也出現了系統內部組織結構復雜、各類電子設備經常會因兼容性差或運行環境惡劣等原因出現無響應等故障。采用集成化模式，將原本獨立、分散的電子設備替換為統一的、集中的功能模塊。其優勢主要體現在：保證了電力配電自動化系統原有功能的正常發揮；能縮小體積，減少對物理空間的占用；保證系統穩定，提高了抗干擾能力。因此，要想配電自動化系統能夠穩定運行，采用集成化模塊也是一種必然選擇。

智能化。在現有技術條件下，配電自動化管理能提供電力智能調度、故障自動診斷等功能。下一步人工智能技術在電力配電自動化管理中的應用范圍將會擴展，融合程度也會不斷加深，智能化也是今后配電管理的必然趨勢。例如，終端計算機依托大數據分析技術掌握每一名電力客戶的用電信息，然后基于遠程讀表、自動核算將電價的電子賬單發送給客戶。在客戶進行賬單核對且確認無誤后，自動從賬戶中扣款。配電管理的智能化發展，對客戶來說獲得了更加良好的用電服務；對于企業來說降低了管理成本，實現了“雙贏”。

柔性化。柔性管理本質上是人性化管理，即關注用戶需求，然后提供相應的服務，達到優化用電體驗的效果，通過吸引和留住電力用戶，最終提高電力企業經營效益和市場競爭力的提升。配電網覆蓋范圍的擴大使電力用戶的數量也成倍增加。由于用電需求的差異化，對配電管理提出了更加嚴格的要求。配電網的柔性化管理實現了對諧波的有效控制，降低了配電網運行過程中出現電壓波動、電力中斷等問題，在保證電力穩定供應的前提下，讓電力用戶的多樣化需求得到了滿足。隨著未來電力市場逐漸飽和、行業內部競爭加劇，柔性化配電管理將會使電力企業與客戶間建立起更加牢固的合作關系，是電力企業實現可持續發展的必要條件。

從整個電力行業的發展來看，依托信息技術實現配電智能管理是大勢所趨。近年來電力配電自動化系統在電力資源分配、電網運行管理、客戶用電服務等方面展現出強大優勢。下一步電力企業要密切關注行業前沿技術的發展動態，特別是大數據、AI等技術，促進新技術與配電管理的深度融合，在推進電力配電自動化系統向集成化、柔性化、智能化發展的基礎上提升企業競爭實力，加速完成電力企業轉型發展。