配電網(wǎng)自愈技術(shù)分析探討

王倉儒

（廣東電網(wǎng)有限責任公司珠海供電局，廣東 珠海 519000）

電力系統(tǒng)在其運營期間，應(yīng)將供電穩(wěn)定性作為其運營效果的評價指標，我國每年因停電而造成的經(jīng)濟損失可達數(shù)千億元，因此，配電網(wǎng)絡(luò)需要進行優(yōu)化調(diào)整，改善電力用戶服務(wù)體驗，提高用電效益。據(jù)統(tǒng)計，超九成停電原因是配電網(wǎng)終端引發(fā)，而因故障導(dǎo)致的配電網(wǎng)電力中斷比例則約為三成，所以，研發(fā)、推廣配電網(wǎng)的自愈技術(shù)，能有效提升供電可靠性，避免用電用戶損失。為提升配電網(wǎng)建設(shè)水平，將智能化、自動化等技術(shù)與供電技術(shù)相結(jié)合，可以有效建設(shè)良好的輸配電網(wǎng)絡(luò)。

1 配電網(wǎng)的自愈概念

配電網(wǎng)絡(luò)自愈這一概念最早出自1999 年，由美國電能研究計劃中提出，隨后智能電網(wǎng)及現(xiàn)代電網(wǎng)都將自愈技術(shù)作為其重要發(fā)展目標，各國為盡早實現(xiàn)較高供電質(zhì)量目標，投入自愈技術(shù)的研究中，由此便可推動電力產(chǎn)業(yè)更快速、更完善實現(xiàn)配電網(wǎng)高效運營目標。智能電網(wǎng)各項技術(shù)中，自愈理念是重要的研究方向，為確保電網(wǎng)穩(wěn)定運行，應(yīng)不斷優(yōu)化自愈技術(shù)的實際應(yīng)用效果，以此來提升供電質(zhì)量。

電網(wǎng)自愈技術(shù)主要內(nèi)容是在電網(wǎng)運行狀態(tài)中瞬時診斷現(xiàn)存問題，進而利用評估、處理等方式，減少或避免人為干預(yù)，使配電網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)正常運行狀態(tài)。因此，監(jiān)控技術(shù)、故障處理技術(shù)都是自愈技術(shù)的有機組成部分，通過不間斷的在線診斷，及時發(fā)現(xiàn)當前配電網(wǎng)絡(luò)中的故障，以此針對性地調(diào)整故障隱患，消除停電危害。當配電網(wǎng)絡(luò)中發(fā)生故障，較大概率引發(fā)停電危害，采用自愈技術(shù)，便可以快速發(fā)現(xiàn)并隔離故障，采用配電網(wǎng)相關(guān)自動化技術(shù)來對線路、設(shè)備進行自我恢復(fù)，以此提升供電穩(wěn)定性。

2 配電網(wǎng)的自愈技術(shù)

2.1 配電自動化技術(shù)

配電網(wǎng)為對各級線路、設(shè)備進行良好的管理控制，采用自動化技術(shù)，可以為電能系統(tǒng)的正常運行，提供較穩(wěn)定保障，同時，該技術(shù)還能為電能系統(tǒng)對配電過程中的智能化分配進行有效支持，自動化技術(shù)是配電網(wǎng)絡(luò)運行的核心技術(shù)類型。配電自動化技術(shù)其綜合性很強，因為其體系龐大，將電力產(chǎn)業(yè)在配電運行期間的各項功能數(shù)據(jù)都進行了有效的控制，以此來幫助配電網(wǎng)絡(luò)能在未來發(fā)展中具備更強勢的應(yīng)用成效，也正是由于該技術(shù)能將各類技術(shù)及功能進行有效整合，所以，自愈技術(shù)對該項技術(shù)的應(yīng)用不可或缺。

配電自動化技術(shù)，有其應(yīng)用特征。首先，該技術(shù)能接入DER，并且可以和配電網(wǎng)的各項應(yīng)用功能進行有機集成，所以可將配電網(wǎng)絡(luò)中的各項功能進行統(tǒng)一整合，實現(xiàn)較高控制效果，比如，當對柔性配電相關(guān)設(shè)備進行控制時，能充分協(xié)調(diào)各類設(shè)備進行穩(wěn)定運行。其次，自愈技術(shù)需要進行實時在線監(jiān)控，而自動化技術(shù)可以在有源配電網(wǎng)使用中滿足較好的監(jiān)控需求，并且能為整體自愈系統(tǒng)提供實時的故障數(shù)據(jù)，借助仿真分析軟件的數(shù)據(jù)導(dǎo)出，幫助配電網(wǎng)作業(yè)人員盡快做出決策，借助軟件實現(xiàn)無縫自愈目標。再次，自動化技術(shù)能為分布智能控制提供支持，并且可以幫助整個配電網(wǎng)系統(tǒng)具備較強的可拓展性，所以，這便為自愈技術(shù)提供了充足的自動化開放基礎(chǔ)。最后，各類自動化系統(tǒng)內(nèi)部，其集成方式是無縫銜接的，由此便可為信息的傳遞進行高度化的共享操作，促進系統(tǒng)功能進行有效的深度結(jié)合，從而保證用戶的用電服務(wù)落實到自動化系統(tǒng)中，完善供電質(zhì)量。

整體來看，配電自動化技術(shù)能將監(jiān)測、控制等功能進行統(tǒng)一整合，由此便可提高用戶服務(wù)質(zhì)量，還可以在不斷的內(nèi)部控制下減少配電系統(tǒng)的運行成本，由此可知，該技術(shù)可在開放式的通信體系、柔性的電力體系中，充分支持配電網(wǎng)絡(luò)智能化建設(shè)目標落實，為自愈技術(shù)提供較穩(wěn)固、強勢的基礎(chǔ)技術(shù)支持。

2.2 智能微網(wǎng)技術(shù)

借助電力電子、分布式發(fā)電及新型發(fā)電、儲能等技術(shù)，可以幫助配電網(wǎng)絡(luò)更好落實自愈技術(shù)。將分別是發(fā)電的各個單元進行設(shè)計集成，并結(jié)合負荷，以此作為全新的獨立系統(tǒng)，通過此種方式，幫助用戶進行電能、熱能的維持，該種方式是自愈技術(shù)的重要應(yīng)用基礎(chǔ)。經(jīng)過合理控制，微網(wǎng)能實現(xiàn)較高的并網(wǎng)運行效率，并可以在一定操作下完成脫離主電網(wǎng)而去獨立運行的操作，以上兩種運行模式是智能微網(wǎng)技術(shù)的主要運行方式，在對兩種模式進行切換時，可實現(xiàn)無縫轉(zhuǎn)換，以此保證自愈技術(shù)的穩(wěn)定性。

微網(wǎng)做以智能化運行即為智能微網(wǎng)技術(shù)的核心內(nèi)涵，通過將先進的電力技術(shù)和通信技術(shù)進行整合，能讓整個自愈技術(shù)借助計算機操作、控制微網(wǎng)的各項設(shè)備，以此實現(xiàn)功能模式的轉(zhuǎn)化，當微網(wǎng)具備較高應(yīng)用功能時，則自愈技術(shù)可進一步完善其控制性能上的精準程度。不過，現(xiàn)階段微網(wǎng)運行中仍存在部分技術(shù)難題，比如，電力技術(shù)和其余技術(shù)的相互配合效果、能源體系的開發(fā)等，當將問題充分解決，便能將能源、經(jīng)濟，乃至環(huán)境進行更高效階段的融合發(fā)展，促進自愈技術(shù)不斷提升其應(yīng)用成效。智能微網(wǎng)在整體分析看來，其本質(zhì)是信息集成后的微型智能化系統(tǒng)，它的信息交互能力較強，以此便可完善自愈技術(shù)的信息系統(tǒng)缺憾。

3 自愈技術(shù)整體架構(gòu)

3.1 自愈功能架構(gòu)

從功能上分析，自愈技術(shù)其系統(tǒng)構(gòu)成中具備三個主要應(yīng)用功能，其一為優(yōu)化運行，其二為監(jiān)測發(fā)現(xiàn)故障，其三為消除故障并恢復(fù)配電。根據(jù)功能劃分并分析，可以設(shè)計出自愈功能的完整體系。

正常運行狀態(tài)下，自愈系統(tǒng)可以根據(jù)決策機構(gòu)的功能，為配電網(wǎng)絡(luò)進行充分優(yōu)化及控制，促進自愈的各項完整功能可保持高效運行，此時，通信系統(tǒng)可以接入該流程，為計算機決策提供實時的運行狀況分析。故障隱患存在時，決策機構(gòu)可借助充足信息來進行決策處理，以便順利解決當前存在故障危害，但決策機構(gòu)不能直接消除隱患，而是再次經(jīng)由通信系統(tǒng)來把決策信息上傳至上層機構(gòu)，借由機構(gòu)處理后，再由通信系統(tǒng)向下傳遞具體的處理操作，由此便可以完成故障清除流程。自愈體系下的控制系統(tǒng)包括配電網(wǎng)絡(luò)中的一次及二次系統(tǒng)，因此，自愈技術(shù)所涉及的管理領(lǐng)域較多，且規(guī)模巨大，所以借助各項輔助系統(tǒng)，如調(diào)度系統(tǒng)、測量裝置、控制系統(tǒng)等，在各系統(tǒng)協(xié)調(diào)運作下，才能保證配電網(wǎng)絡(luò)能展示出較高的智能化應(yīng)用水平，促進自愈技術(shù)健康發(fā)展。

3.2 自愈硬件架構(gòu)

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。自愈技術(shù)各系統(tǒng)功能需要硬件設(shè)備支持，在下游系統(tǒng)的硬件組成中，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相關(guān)硬件組成能幫助數(shù)據(jù)進行充分分析，該步驟中的采集裝置需要借助傳感器、電氣設(shè)備、監(jiān)測設(shè)備等硬件設(shè)備進行支持，從而更好地獲得一手數(shù)據(jù)，并且可以將數(shù)據(jù)實時傳遞到主交換機中，最終落實自愈控制操作。

自愈控制系統(tǒng)。在數(shù)據(jù)采集并傳遞到自愈控制系統(tǒng)后，該系統(tǒng)可以正常工作，以此來將數(shù)據(jù)信息加以整理、處理，全面分析結(jié)束后再呈遞到下一技術(shù)流程中。該系統(tǒng)下包括SCADA、自愈控制、數(shù)據(jù)庫等三類服務(wù)器，主要是分析預(yù)防性自愈手段及校正性手段，由此判斷出科學(xué)、合理的自愈方式，加快自愈落實速度。

人工控制系統(tǒng)。自愈控制分析得到的數(shù)據(jù)結(jié)果，需要借助主交換機設(shè)備將數(shù)據(jù)傳送至調(diào)度員和自愈控制的工作站，當人工調(diào)度對此隱患數(shù)據(jù)做出反饋后，還需要將反饋結(jié)果在人為干預(yù)形勢下，做分析操作。當遇到棘手故障及特殊情況時，人工調(diào)度還應(yīng)對此進行及時支持援助，確保自愈控制流程完善。

通信設(shè)計系統(tǒng)。人工控制系統(tǒng)結(jié)束工作后，可將分析結(jié)果傳送到通信子系統(tǒng)中，借助通信技術(shù)設(shè)計方案，繼而把分析結(jié)果傳送至網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、保護執(zhí)行裝置中，促進服務(wù)器與電網(wǎng)系統(tǒng)進行交流。配電網(wǎng)借助有效的通信手段，將控制中心的控制命令準確地傳送到遠方終端單元，同時，將遠方設(shè)備的運營狀況的數(shù)據(jù)信息收集到控制中心。

維護開發(fā)系統(tǒng)。借助維護開發(fā)系統(tǒng)，能夠?qū)⒎?wù)器的整體系統(tǒng)進行有效維護，并且通過更新升級操作，使自愈系統(tǒng)能充分保持運行上的可靠性。憑維護開發(fā)系統(tǒng)，還將為自愈控制相關(guān)功能提供增添、剔除作用，以此將自愈體系下的各類冗余、失效部分清除，維持自愈性能的較高水平發(fā)揮。

4 結(jié)語

綜上所述，自愈技術(shù)在智能配電網(wǎng)絡(luò)中能取得較高應(yīng)用成效，隨著信息、通信等技術(shù)發(fā)展，自愈技術(shù)也逐步完善，我國為提升用電用戶的使用穩(wěn)定性，未來將會使自愈技術(shù)具備無縫自愈的控制能力，由此提高用電效益。通過數(shù)據(jù)采集、自愈控制、人工控制、通信設(shè)計、維護開發(fā)等硬件架構(gòu)系統(tǒng)，可持續(xù)優(yōu)化自愈功能架構(gòu)，促進自愈技術(shù)逐步提高其自動化、智能化水平，從而建設(shè)穩(wěn)定的配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，減少停電時間。