配電自動(dòng)化技術(shù)在農(nóng)村配電網(wǎng)中的實(shí)踐

吳志剛

摘要：社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的同時(shí)，人們對(duì)于電力能源的需求不斷增加，在很大程度也促進(jìn)了我國(guó)電力行業(yè)的發(fā)展，各項(xiàng)先進(jìn)的配電技術(shù)不斷更新，其中配電自動(dòng)化技術(shù)被廣泛應(yīng)用于電網(wǎng)建設(shè)當(dāng)中。與城市配電網(wǎng)相比，農(nóng)村配電網(wǎng)整體發(fā)展緩慢，較為落后，近年來，農(nóng)村配電網(wǎng)改造升級(jí)工作不斷推進(jìn)，有效減少了農(nóng)村配電網(wǎng)故障的發(fā)生，大大提高了檢修效率，同時(shí)也對(duì)保障農(nóng)村配電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行有著重要的意義。

關(guān)鍵詞：配電自動(dòng)化技術(shù);農(nóng)村配電網(wǎng);實(shí)踐策略

前言：農(nóng)村配電網(wǎng)規(guī)劃與發(fā)展相對(duì)落后，隨著人們的用電需求不斷增加，加快農(nóng)村配電網(wǎng)升級(jí)改造迫在眉睫，而配電自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)村配電網(wǎng)當(dāng)中，不僅能夠給提高電力系統(tǒng)運(yùn)行安全性與穩(wěn)定性，同時(shí)也能夠及時(shí)檢測(cè)出故障，并予以解決，大大提升了供電效率與質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)農(nóng)村配電網(wǎng)高效經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，也為農(nóng)村電力網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定可持續(xù)發(fā)展提供基礎(chǔ)保障。

1.配電自動(dòng)化技術(shù)簡(jiǎn)述

配電自動(dòng)化技術(shù)是基于計(jì)算機(jī)與通信技術(shù)的一種現(xiàn)代化控制手段，其能夠?qū)崟r(shí)獲取配電網(wǎng)電力供應(yīng)運(yùn)行數(shù)據(jù)，并對(duì)配電設(shè)備以及電力用戶信息綜合集成，不斷的完善信息系統(tǒng)，從而更好的自動(dòng)控制配電網(wǎng)運(yùn)行，為電力用戶提供安全穩(wěn)定的電力供應(yīng)[1]。系統(tǒng)還可以實(shí)時(shí)監(jiān)控與采集用戶的具體位置及用電情況等數(shù)據(jù)，大大提升了配電網(wǎng)的控制效率，從而實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控制。配電自動(dòng)化技術(shù)可實(shí)時(shí)監(jiān)控整個(gè)區(qū)域范圍內(nèi)的配電網(wǎng)運(yùn)行狀況，當(dāng)發(fā)生供電故障時(shí)，配電自動(dòng)化系統(tǒng)還可以對(duì)該電力網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行自動(dòng)隔離，同時(shí)完成故障檢測(cè)，當(dāng)檢測(cè)出該區(qū)域內(nèi)的配電網(wǎng)供電故障是誤報(bào)或者已經(jīng)恢復(fù)時(shí)，可自動(dòng)恢復(fù)電力供應(yīng)。其次，配電自動(dòng)化技術(shù)還可自動(dòng)讀取電能表數(shù)據(jù)信息，不需要安排專人查表，整體而言，配電自動(dòng)化技術(shù)可對(duì)離線設(shè)備、用戶用電信息、停電故障等進(jìn)行全面精確管理，這樣能夠大大提升實(shí)際工作效率與服務(wù)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，其對(duì)電力系統(tǒng)穩(wěn)定供應(yīng)具有重要的作用和影響。

2.配電自動(dòng)化技術(shù)在農(nóng)村配電網(wǎng)中的實(shí)踐應(yīng)用

2.1、配電自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用

就目前現(xiàn)狀來看，農(nóng)村配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模比較小，但是整體覆蓋范圍廣，因此，在實(shí)際應(yīng)用中一般采用3級(jí)設(shè)計(jì)模式，即主站層、子站層、終端層，這樣的架構(gòu)有利于開展配電網(wǎng)維護(hù)工作，電力用戶增加之后，還可全面擴(kuò)充配電網(wǎng)。農(nóng)村配電自動(dòng)化系統(tǒng)架構(gòu)如下圖1。

主站層作為配電網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中的最高層，其對(duì)區(qū)域范圍內(nèi)的配電網(wǎng)進(jìn)行監(jiān)控和管理，并綜合分析配電網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行狀況，保障子系統(tǒng)相互之間進(jìn)行連接，從而提高區(qū)域范圍內(nèi)配電網(wǎng)絡(luò)的整體控制時(shí)效性，保障配電網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定安全運(yùn)行[2]。農(nóng)村配電網(wǎng)一般跨區(qū)域范圍比較廣，因此，無法將所有監(jiān)控設(shè)備都與主站層相連接，兩者間需要設(shè)置中間級(jí)，也就是子站層。子站層在兩者之間對(duì)信息交流起到中間節(jié)點(diǎn)的作用，并且還負(fù)責(zé)對(duì)區(qū)域范圍內(nèi)配電網(wǎng)的故障進(jìn)行自動(dòng)診斷，并及時(shí)修復(fù)。此外，部分區(qū)域因?yàn)榫嚯x主站層非常遠(yuǎn)，因此，子站層在部分情況下還需要采集相關(guān)配電網(wǎng)絡(luò)信息，起到實(shí)時(shí)監(jiān)控的作用。配電自動(dòng)化技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過程中，在整個(gè)配電網(wǎng)系統(tǒng)當(dāng)中處于最底層，其主要負(fù)責(zé)監(jiān)控和采集柱上開關(guān)、變電器、配電站等設(shè)施相關(guān)信息數(shù)據(jù)，同時(shí)對(duì)其采取適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)措施[3]。

2.2、光纖IP通信技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用

傳統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)在實(shí)際應(yīng)用過程中，存在諸多不足，如終端信息數(shù)據(jù)不能和主站層之間實(shí)時(shí)交互、通信寬帶無法支撐配電自動(dòng)化系統(tǒng)正常運(yùn)行等，這些都對(duì)配電自動(dòng)化技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用產(chǎn)生了不同程度的影響。為了更好的解決該問題，目前，許多農(nóng)村在應(yīng)用配電自動(dòng)化技術(shù)過程中，還會(huì)進(jìn)一步升級(jí)通信網(wǎng)絡(luò)，采用光纖IP通信技術(shù)，其能夠有效改善配電自動(dòng)化技術(shù)因帶寬問題導(dǎo)致無法正常開展的現(xiàn)狀，光纖IP技術(shù)也能夠逐步優(yōu)化配電自動(dòng)化系統(tǒng)，大大提高了主站層和終端層之間的交互有效性，節(jié)約交互時(shí)間，從而提高配電自動(dòng)化的信息交互和監(jiān)管能力。

2.3、廣域測(cè)控技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用

檢同期：測(cè)控技術(shù)工作中，PMU（電源管理單元）會(huì)同步數(shù)據(jù)，并發(fā)送至同期檢查繼電器，繼電器結(jié)合數(shù)據(jù)信息進(jìn)一步判斷兩側(cè)點(diǎn)差相角是否接近，并保障在合閘環(huán)節(jié)中，不會(huì)損害斷路器。

自適應(yīng)繼電器：PMU將同步數(shù)據(jù)傳輸至配電自動(dòng)化系統(tǒng)，該系統(tǒng)具備監(jiān)視與保護(hù)功能，系統(tǒng)接收數(shù)據(jù)之后，會(huì)結(jié)合數(shù)據(jù)信息，對(duì)設(shè)備的參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)的調(diào)整和優(yōu)化。

狀態(tài)預(yù)警：PMU數(shù)據(jù)傳送至調(diào)度中心之后，調(diào)度中心結(jié)合數(shù)據(jù)信息，進(jìn)行端面負(fù)荷極限測(cè)試，并結(jié)合具體結(jié)果，和前期制定的參數(shù)區(qū)間對(duì)比，如果在參數(shù)區(qū)間之外，則會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)預(yù)警狀態(tài)，并及時(shí)通知檢修工作人員進(jìn)行檢修以及補(bǔ)救工作。

狀態(tài)評(píng)估：PMU數(shù)據(jù)在被傳輸至狀態(tài)評(píng)估系統(tǒng)當(dāng)中后，系統(tǒng)則會(huì)結(jié)合數(shù)據(jù)信息對(duì)配電網(wǎng)電壓進(jìn)行綜合評(píng)估，從而明確該區(qū)域范圍之內(nèi)配電網(wǎng)有無存在故障風(fēng)險(xiǎn)[4]。

穩(wěn)定控制：PMU數(shù)據(jù)在傳輸至變電站之后，數(shù)據(jù)會(huì)快速的進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，之后對(duì)電容器、SVC阻尼控制器等相關(guān)設(shè)備進(jìn)行廣域控制，對(duì)配電網(wǎng)絡(luò)具有穩(wěn)定保障的作用。

頻率電壓緊急控制：PMU發(fā)送的信息當(dāng)中如果出現(xiàn)嚴(yán)重故障情況下，如常見的機(jī)組跳閘，斷面斷開等情況時(shí)，為了確保配電網(wǎng)絡(luò)能夠正常運(yùn)行，系統(tǒng)則會(huì)控制數(shù)據(jù)進(jìn)行切記、切負(fù)荷，從而保障整體安全性。

2.4、快速仿真與模擬技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用

快速仿真與模擬技術(shù)在實(shí)踐應(yīng)用過程中，可以對(duì)農(nóng)村配電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行全面故障預(yù)測(cè)分析以及控制電壓，在無人監(jiān)管的環(huán)境下，對(duì)故障區(qū)域內(nèi)的配電網(wǎng)絡(luò)以及周圍區(qū)域配電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行自動(dòng)隔離，從而保障配電網(wǎng)絡(luò)安全穩(wěn)定的正常運(yùn)行。該項(xiàng)技術(shù)在數(shù)據(jù)計(jì)算方面效率與準(zhǔn)確率都很高，可以對(duì)配電網(wǎng)故障進(jìn)行提前預(yù)測(cè)分析，并且可以排查故障的具體原因，也為檢修工作人員提供一定的參考，降低工作人員的實(shí)際工作強(qiáng)度，大大提升了故障檢修效率，有效縮短了故障斷電時(shí)間[5]。

2.5、電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用

配電自動(dòng)化技術(shù)在不斷發(fā)展的過程中日益完善，目前可以將其分為5個(gè)等級(jí)，且都可通過配電自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)度控制，不需要人工進(jìn)行電網(wǎng)調(diào)度工作。電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)村配電網(wǎng)系統(tǒng)中，可以對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與監(jiān)管，同時(shí)也能夠收集各種數(shù)據(jù)信息，并進(jìn)行分析對(duì)比，自動(dòng)化系統(tǒng)根據(jù)信息數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)調(diào)度。如，用戶相對(duì)集中的區(qū)域多調(diào)度電力進(jìn)行供應(yīng)，用戶較少的區(qū)域少調(diào)度電力進(jìn)行供應(yīng)，而自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用大大提升了精準(zhǔn)性與有效性，能夠最大程度上減少因電力調(diào)度不合理從而導(dǎo)致電力資源浪費(fèi)[6-7]。

3.結(jié)束語

配電自動(dòng)化技術(shù)在不斷發(fā)展過程中越來越完善，將其應(yīng)用于農(nóng)村配電網(wǎng)系統(tǒng)當(dāng)中，能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行狀況實(shí)時(shí)監(jiān)控，并預(yù)測(cè)可能發(fā)生的故障，可及時(shí)明確故障的具體原因，大大提升了農(nóng)村配電網(wǎng)的運(yùn)行效率，對(duì)供電網(wǎng)絡(luò)的安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重要的影響，隨著技術(shù)的逐步更新與優(yōu)化，在未來的應(yīng)用范圍也將會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大。

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