配電自動化系統在智能電網中的應用

吳廷君　張蘭花

摘要：哥本哈根會議上，習近平總書記代表中國鄭重承諾2030年碳達峰，2060年碳中和。經濟發展將向綠色、低碳化過渡，帶來了供能和用能方式的重大變化，而電力系統的轉變是其中的關鍵，與這一轉變密不可分的是智能電網建設。配電自動化系統作為智能電網中的重要配電環節，在整個智能電網發展中得到了廣泛的應用和發展。接下來本文首先概述了智能配電化系統，而后就配電自動化系統在智能電網中的應用和發展進行研究。

關鍵詞：配電自動化系統;智能電網;應用

引言

隨著世界環境氣候問題的日益突出，以解決此種問題的哥本哈根氣候大會的影響下，世界經濟發展向低碳化逐步轉變及實施，尤其在資源利用方式上更是發生了根本性的改變。在整個轉變創新的迫切需求下，將作為扮演重要角色的電力系統擺在突出位置。電網的建設思路自然需要發生轉變。建設以動態方法處理電網狀態，源-網-荷-儲”互動調控的智能電網是解決問題的關鍵。而配電自動化系統作為智能電網的基礎，是智能配電網的重要組成部分。

1.配電自動化系統的具體功能

監視和控制系統運行狀態。監視整個電力監控系統運行情況，動態刷新各電氣設備的實時運行參數和運行狀態，支持現場設備的遠程（自動）控制功能。

監視和調整電能質量自動。對整個監控系統范圍內的電能質量和電能可靠性狀況進行實時的監視。記錄擾動時的波形，作為電能質量分析和故障分析的依據。

監視和自動控制功率因數。實時監測電網功率因數補償的效果，智能無功補償電容器快速補償系統無功缺額，通過校正系統功率因數來提高電網能效。

高精度的電能計量。使用高精度、多時段、雙向計量的智能測控儀表，精確測量系統電能供應和用戶電能消耗。

電能消耗統計和分析。對電能和需量進行統計分析，包含不同用電設備在不同費率時段的電量消耗，可以按照日、月、季度、年的時間段進行統計和記錄，提供最優用電方案。

電氣火災預防性監視。監視設備泄露電流的變化、線纜接頭、設備連接處溫度的變化，為配電設備的預防性維護提供依據，有效預防電氣火災的發生，保障用戶財產的安全。

報警和事件管理。系統在電能質量事件發生、設備狀態改變、電網擾動、電氣故障時觸發并記錄報警。

2.配電自動化系統在電網中的應用成效

負荷自動測量統計代替大量的人工測量測量，遠程操控代替人工現場操作，減少運行人員工作量，減輕工作負擔，提高操作過程的安全性;挖掘現有一次設備的潛力，提升設備的使用效率;實現故障點的最小范圍自動隔離，縮小停電范圍，保障電能供應，提高供電可靠性，有可觀的直接經濟效益和間接經濟效益;配電主站可以利用系統附帶的多個應用功能來分析和管理各項日常事務。線上集中處理調度、運維、事故等業務，使配網管理向著集約化、精細化、專業化的方向邁進。

3.配電自動化系統發展趨勢

隨著智能電網的建設發展，未來電力的發展模式必然是向著節約化、自動化方向發展。當前階段人們用電需求量顯著提高，在此背景下電力企業也面臨諸多挑戰。雖然在智能電網中配電自動化系統已經得到了廣泛應用，特別是一些利益相關方還需要加強研究，可以融入科學思維提升改造電網自動化，有針對性地開展相關工作。

4.配電自動化系統在智能電網中的應用措施

智能電網運行過程中配電自動化系統是極為重要的組成構件之一，其實施自動化控制時主要通過配電網信息系統，主要控制的工作范圍有電網運行、監控與事故處理等。

4.1配電網的策劃應用

（1）配電網所需的電源線必須接入環網，并應接入不少于兩個相應的電源。對于一些集中供電的地區，有必要考慮建立一個具有更多電源的供電系統。（2）配電線路的相應干線必須分段處理。這樣做的目的是避免某些地方出現異常情況，導致大多數線路區域斷電。在這種情況下，配電網的運行模式和非條件區的負荷可根據區段開關的切換進行適當轉換。分段處理的主要規則是根據具體情況，或根據等壓、等長和等用戶數的規則。也有必要考慮投資效益。如果線路長度在3km以內，宜分為三段進行處理。如果線路較長，其區段不得超過五個區段。（3）如果分段開關是無斷路器的負荷開關，可以節省一些一次設備的資本投資。

4.2自動化系統應用

監控系統、主站、通信接口等都屬于自動化系統的內容，都是不可缺少的內容，聯系相當密切，只有互相配合才能實現自動化運行的目標。主機和監控設備傳遞信息主要通過該通訊接口進行，而后由監控設備通過鏈路和交換設備將現場獲取的資料傳遞到主控系統中，為各環節通訊暢通奠定基礎;若內部發生故障，系統管理主要作用為對其進行有效調控，通常情況下監控管制的過程中以監控獲得的數據資料為主，這是系統安全運行的關鍵;監控線路內部運營主要通過監控系統，若出現問題時系統第一時間發出相應信號，便于工作人員第一時間進行補救和維護。

4.3 IDS系統應用

從普通城市分析，該系統主要包含子站、主站等多單元的多級網絡控制結構。主要是以配電自動化為基礎，每個節點將應用光纖連接配網終端單元，然后再形成了單環網，還可連接子站。[4]

目前該系統在冶金行業、建筑行業、軌道交通、石油等行業已經得到了充分運用，IPDS系統也有利于企業提高用電設施、重工業用電設備和設備運行效率，從而降低企業的運營成本，推動企業的科學發展，以此達到節能減排目標。特別是港口、火車站、飛機場等來說，電能是基礎設施也是主要的運轉動力，通過運用該系統可以降低電能的成本、降低能源的消耗，從而提高運行效率。

結語

智能電網中應用配電自動化與電力系統發展趨勢相符合，這對電力系統而言起到良好的推動作用。科學技術快速發展，目前我國自動化技術逐步變得健全，取得良好的發展。電力企業應加大研究配電自動很系統，積極創新，促進系統兼容性不斷提高，為電力行業可持續發展奠定良好的條件。

參考文獻

[1]孟慶焜.配電自動化系統在智能電網中的應用和發展[J].中國新技術新產品，2020（15）：69-71.

[2]常承鑫.智能電網下配電自動化建設思路探討[J].2013年中國電機工程學會年會論文集，2021（09）：112～113.