電力系統(tǒng)中配電網(wǎng)自動化技術(shù)的應(yīng)用探討

閆洋洋

摘 要 配電網(wǎng)自動化通過整合自動控制技術(shù)、計算機通信技術(shù)以及電子技術(shù)，實現(xiàn)在線實時監(jiān)管，在通信網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)的加持下，可以實時收集配電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)，結(jié)合配電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)分析電力系統(tǒng)應(yīng)用情況，確定電網(wǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)，建立智能的網(wǎng)絡(luò)運行監(jiān)管系統(tǒng)，對配電網(wǎng)實現(xiàn)24小時全程監(jiān)管，保障配電網(wǎng)可以安全可靠的運行。因此，對于電力系統(tǒng)中配電網(wǎng)自動化技術(shù)的應(yīng)用探討十分有必要。

關(guān)鍵詞 電力系統(tǒng) 配電網(wǎng) 自動化技術(shù) 監(jiān)控終端

中圖分類號：TM712 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0745（2021）05-0009-03

配電網(wǎng)自動化使用自動控制技術(shù)、計算機通信技術(shù)、電子技術(shù)，通過各種技術(shù)優(yōu)化組合，實現(xiàn)在線實時監(jiān)管，進而提升配電網(wǎng)監(jiān)控工作的準確性。因為電能的轉(zhuǎn)換和輸送需要配電網(wǎng)的支持，并且伴隨著社會對供電需求的提升，所以自動化技術(shù)的應(yīng)用也越來越廣泛，因此還可以在技術(shù)加持下降低配電網(wǎng)運行管理難度，在電力行業(yè)高速發(fā)展的背景下，需要進一步加強配電網(wǎng)監(jiān)控監(jiān)管力度，通過配電網(wǎng)自動化技術(shù)實現(xiàn)實時監(jiān)管，并根據(jù)掌握的數(shù)據(jù)信息，了解配電網(wǎng)運行存在的安全威脅，有針對地進行系統(tǒng)維修、養(yǎng)護工作，讓用戶可以擁有良好的用電體驗。[1]

1 配電網(wǎng)自動化技術(shù)概述

1.1 配電網(wǎng)自動化技術(shù)概念

配電網(wǎng)自動化掌握電網(wǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)并構(gòu)建自動化電力管理系統(tǒng)。另一方面，建立智能的網(wǎng)絡(luò)運行監(jiān)管系統(tǒng)，對配電網(wǎng)實現(xiàn)24小時全程監(jiān)管，掌握配電網(wǎng)運行狀態(tài)，在配電網(wǎng)自動化技術(shù)系統(tǒng)處于正常狀態(tài)下，通過管理、監(jiān)測、保護提升配電網(wǎng)管理水平，同時配合執(zhí)行配電網(wǎng)管理與監(jiān)測工作。

1.2 配電網(wǎng)自動化技術(shù)意義

配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)由配電子站、配電主站、配電遠方終端、通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成（圖1為配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)示意圖）。配電主站在城市調(diào)度中心，完成配電裝置內(nèi)部各子站通信的傳遞工作，配電子站設(shè)置于配電站內(nèi)，通過電力終端設(shè)備完成通信服務(wù)工作，而配電遠方終端以及通信網(wǎng)絡(luò)也是配電網(wǎng)自動化技術(shù)系統(tǒng)內(nèi)部非常重要的組成部分，保證內(nèi)部信息可以按照工作需要及時傳遞通信信息。

2 我國配電網(wǎng)自動化技術(shù)應(yīng)用概況

我國在經(jīng)濟新常態(tài)后，國力得到大幅度增強，在當下我國配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)建設(shè)已經(jīng)取得良好的發(fā)展，配電網(wǎng)自動化技術(shù)系統(tǒng)已在多個城市進行試點建設(shè)，從目前掌握的情況中發(fā)現(xiàn)配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)，僅通過兩條線路或三條線路進行供電傳輸，并沒有從整體結(jié)構(gòu)優(yōu)化配電網(wǎng)線路，進行輸電工作監(jiān)控終端掌控力度弱，并且在沒有監(jiān)控主傳導(dǎo)的前提下，難以讓配電網(wǎng)自動化技術(shù)應(yīng)用效果達到預(yù)期要求。[2]

在我國大規(guī)模進行電網(wǎng)建設(shè)期間，配電網(wǎng)自動化建設(shè)成為電力企業(yè)在當下積極研究并發(fā)展的一項工作，配電網(wǎng)自動化建設(shè)其試點也逐漸擴大，雖然目前仍屬于建設(shè)試驗階段，但是在實驗過程中用戶可以對配電網(wǎng)線路故障進行智能化跟蹤檢測，但是在此過程中因為忽略配電SCADA、DA等在其中起到的作用，所以使配電網(wǎng)自動化技術(shù)應(yīng)用效果差強人意，這種情況出現(xiàn)在我國二十世紀九十年代。[3]

在我國進入二十一世紀后，隨著農(nóng)網(wǎng)改造的快速進行，配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)在我國配電網(wǎng)技術(shù)高速發(fā)展下也發(fā)生了巨大的變化，配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)逐漸完善同時隨著配電網(wǎng)運行效果的提升，企業(yè)配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)規(guī)模也日益擴大，與之相關(guān)的應(yīng)用軟件逐漸興起，同時軟件功能也日趨完善。在城市進行配電網(wǎng)自動化發(fā)展期間，部分用戶根據(jù)使用需求對配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)進行適當變更，并在最終通過驗收。

我國對配電網(wǎng)自動化技術(shù)的關(guān)注度與日遞增，與此同時越來越多的技術(shù)人員投入到相關(guān)領(lǐng)域的研究工作中，使得配電網(wǎng)自動化技術(shù)得到極大的發(fā)展，進而加快了配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)建設(shè)速度。在2002年我國推出《配電網(wǎng)自動化技術(shù)系統(tǒng)功能模范》文件，并在其中給出配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)行業(yè)標準，隨著相關(guān)體系的建立以及高速發(fā)展，同時大部分用戶也在這段時間中將關(guān)注點放在配電網(wǎng)使用性能方面，SCADA、GIS、DA是否可以同步發(fā)展一度成為大眾熱議的話題。[4]隨著配電網(wǎng)的發(fā)展，相應(yīng)技術(shù)的融合程度也逐漸上升，技術(shù)融合確實在極大程度上提升技術(shù)應(yīng)用效果。目前，對配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)進行合理的規(guī)劃，并根據(jù)目前配電網(wǎng)管理信息系統(tǒng)建設(shè)情況，從靜態(tài)管理向?qū)嵤┕芾砉δ芊较蜓葑儯瓿蒘CADA、DA一體化設(shè)計。

在我國科技高速發(fā)展的背景下，通信系統(tǒng)向多樣化方向發(fā)展，并已日趨成熟，同時載波GPRS、雙絞線、光纖、無線等多種通信方式也在此過程中得到長足的發(fā)展。目前，光纖因為其具備的突出優(yōu)勢，已成為城區(qū)配電網(wǎng)自動化通信的介質(zhì)，用以保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定的運行。[5]

3 電力系統(tǒng)中配電網(wǎng)自動化技術(shù)的應(yīng)用

3.1 構(gòu)建大數(shù)據(jù)化的工作模式

對于配電網(wǎng)的自動化發(fā)展而言，使用大數(shù)據(jù)技術(shù)可以發(fā)揮至關(guān)重要的作用。在使用大數(shù)據(jù)時，還需要考慮到智能電網(wǎng)、環(huán)境安全、大能源系統(tǒng)等方面的實際應(yīng)用，例如運用大數(shù)據(jù)的因果分析手段，可以實現(xiàn)統(tǒng)計分析適用性的改善，亦或是通過大數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，可以滿足因果分析效率的提升，并且通過分析作為基礎(chǔ)，可以確保服務(wù)的優(yōu)質(zhì)化處理。

3.2 建立一體化供電模式

在配電網(wǎng)的變電站中，饋線開關(guān)和出線保護開關(guān)這兩者和實現(xiàn)電網(wǎng)自動化有很大的關(guān)聯(lián)，必須確保二者相互結(jié)合，才能建立起閉合性的電網(wǎng)，而閉合性電網(wǎng)的遠程操作也會更應(yīng)手，對于實現(xiàn)自動化技術(shù)對配電網(wǎng)的有效融入有很大的幫助。

3.3 自動化供電數(shù)據(jù)收集處理

自動化技術(shù)的應(yīng)用會造成配電網(wǎng)的數(shù)據(jù)增多，尤其是在城市化發(fā)展的大背景下，城鎮(zhèn)用戶的用電需求激增，部分配電網(wǎng)的饋線數(shù)量甚至達到了千條以上，智能化、自動化的技術(shù)應(yīng)用會造成配電網(wǎng)數(shù)據(jù)的并網(wǎng)狀態(tài)、有功和無功輸出、發(fā)電量、電壓等數(shù)據(jù)信息海量增長，為此電廠需要采取以虛擬化、分布式計算技術(shù)構(gòu)建出IT虛擬資源和物理資源集合而形成的數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫整合了各種IT硬件資源，能實現(xiàn)對海量供電數(shù)據(jù)的處理、歸納和整合。但是，出于成本考慮，當前的供電數(shù)據(jù)庫通常是利用1臺物理機虛擬成多個邏輯虛擬機來實現(xiàn)多個邏輯資源的利用，這使得物理機的數(shù)據(jù)處理負荷加重，云吞量變少，響應(yīng)時間減慢。為此，需要設(shè)計一種反應(yīng)速度更快，效率更高的數(shù)據(jù)存儲方案。目前，國內(nèi)的技術(shù)已經(jīng)足夠支持高效供電數(shù)據(jù)存儲方案的開發(fā)。建設(shè)有數(shù)據(jù)庫的物理存儲空間和位置來存放各類供電過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，設(shè)計人員首先開通CloudTable存儲平臺，填寫部門地址，選擇需要的性能和存儲空間，調(diào)整好CloudTabel網(wǎng)絡(luò)配置創(chuàng)建虛擬私有云界面和OBS桶，用做自動化平臺的基礎(chǔ)。在使用Hadoop這一分布式系統(tǒng)架構(gòu)開發(fā)分布式存儲系統(tǒng)和業(yè)務(wù)系統(tǒng)。

設(shè)計人員可通過在所有的變電器終端設(shè)備上安裝VMware開發(fā)軟件，在物理機上部署ESXi系統(tǒng)，并通過VMwarevSph ereClient客戶端對物理機和虛擬機進行統(tǒng)一管理。同時讓數(shù)據(jù)庫的底層硬件資源以x86變電器終端設(shè)備進行部署，內(nèi)部數(shù)據(jù)以交換方式堆疊2個萬兆交換機，外部數(shù)據(jù)以獨立訪問交換形式堆疊2個千兆交換機。然后按照數(shù)據(jù)庫需要進行封裝和訂制開發(fā)，這樣系統(tǒng)將會具備強大的算力和良好的云吞量，實現(xiàn)高效化數(shù)據(jù)處理。[6]

4 結(jié)語

綜上所述，在國民經(jīng)濟高速發(fā)展的背景下，電力企業(yè)必須要提升供電質(zhì)量，了解當下供電工程中出現(xiàn)的供電故障，還需要考慮到斷電對大眾生活工作造成的影響，為了提升供電系統(tǒng)輸電的穩(wěn)定性，必須對供電系統(tǒng)進行科學(xué)的監(jiān)管，采用配電網(wǎng)自動技術(shù)進行自動監(jiān)測是大部分供電企業(yè)頻繁使用的方法，可以掌握配電網(wǎng)實時運行狀態(tài)，借助配電網(wǎng)自動化技術(shù)掌握配電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)，并根據(jù)掌握的數(shù)據(jù)進行綜合分析，憑借系統(tǒng)分析數(shù)據(jù)，完成配電網(wǎng)自動化管理工作。

自動化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，可以借助線路自動監(jiān)測設(shè)備，充分了解供電線路的運行情況，利用自身的優(yōu)勢分段供電，降低供電故障的概率。因此，配電網(wǎng)自動化技術(shù)的積極應(yīng)用，不僅可以提高配電網(wǎng)的安全性和可靠性，實現(xiàn)電力系統(tǒng)管理的一體化發(fā)展，而且可以高度集成各種現(xiàn)代技術(shù)，以適應(yīng)供電監(jiān)管的不斷變化的要求，解決配電網(wǎng)的安全問題電力建設(shè)與經(jīng)濟建設(shè)的矛盾，為電力系統(tǒng)提供穩(wěn)定的空間和完整的運行空間可靠性和穩(wěn)定運行。

參考文獻：

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