電網建設中配電自動化相關應用技術研究及改進策略

侯智慧

【摘要】隨著國家經濟和社會發展的不斷進步，城市化進程不斷加劇，現有電網已經與城市發展規劃產生了較大的矛盾。在電網建設過程中，自動化技術的應用是其中的關鍵基礎，不僅能保證配網運行的穩定性與效率性，同時也是實現智能配電網建設的重要技術，針對不同階段的電網運行數據進行提取和分析，加強供電的安全性。配電自動化技術的應用可以在電力故障發生時進一步控制停電范圍，確保供電安全性的同時降低維護工作量，智能化電網的設計有助于生產效率的提升，電網自動化配電技術也是助推我國電力實業穩定發展的關鍵，為電網的自動化發展奠定了基礎。配電自動化可以在自動化配電系統的支持下實現信息的自動化采集，對配電網的數據信息以及電網構成實現集成化。在配電網設備故障的情況下也能實現可靠的控制與保護。但根據目前電網建設中配電自動化技術的現狀來看，仍然存在著結構設計不夠嚴謹、分布不夠科學、配電自動化技術有待完善等問題，對此需要科學應用配電自動化技術，掌握配電自動化技術的應用要點和適用范圍，如信息技術、PLC技術、光纖IP通信網絡技術以及在線監測與狀態監測技術等。本文主要分析電網建設中配電自動化技術存在的突出問題，提出了配電自動化技術的應用和改進策略。

【關鍵詞】電網建設;配電自動化;改進策略

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

20.

緒論

配電自動化系統能夠實現系統的遠程監控、協調、操作等，對配電設備進行自動控制，確保系統的運作穩定性。配電自動化主要包含了數據采集與整合、地理信息系統等，配電自動化技術則包括控制技術、計算機技術以及有關的設備等信息管理工具。將配電網數據與用戶數據、電網結構等信息進行集成化處理，能夠進一步提高數據處理的時效性，提高供電質量的同時降低人力工作量，實現配電系統的現代化、自動化管理。目前在很多發達國家中，配電系統的自動化已經實現了集變電站自動化、饋線分段開關測控、用戶負荷控制等于一身的配電網自動化管理系統。

一、電網建設中配電自動化技術現存的問題

配電自動化技術是對傳統配電技術的改造和現代化，主要應用于城鄉配電網。自動配電技術的引入改變了傳統配電技術的弊端，提高了配電網的效率。通過應用控制技術、計算機軟件等，可以對整個配電過程進行控制，如利用計算機技術實現配電的自動計算，利用自動化平臺的控制技術實現配電、分離、監控等工作。在自動化技術的應用模式中，配電計算更加精確，不僅降低了人工計算的難度，而且提高了計算效率，使配電計算更加科學合理。另外，可以對配電網進行實時監控，可以檢測出運行中的故障并及時發生相應的報警，這一點非常重要，可以提高配電網的運行效率，減少交通事故的發生。配電網自動化技術的一個主要功能是發現故障并進行排除修復，在具體工作中，需要通過及時采集信息并進行處理，線路數據對自動配電技術具有重要意義。自動配電技術通過對電網運行的全面監控來采集電力和電壓數據，并對采集到的數據進行分析，然后評估是否存在故障。一旦發現了故障問題，自動分配技術可以使用相應的方案預案進行修復。

但是目前，在電網建設中，配電自動化技術還存在不少問題，具體主要是以下三點：

1.結構設計不夠嚴謹

在電網建設以及二次規劃方面，很多都可能存在設計方案不夠科學的現象，導致電網建設沒有可靠的指導。在電網設計方面也沒有實現全面化、系統化的電力分析，這使得系統實用性嚴重不足，甚至一些配電網設計不夠嚴謹，最終都可能會引發電力負載運行等問題，對于配電網的運作來說也可能帶來很多安全性隱患。

2.分布不夠均衡

我國中西部地區的配電網絡分布不夠均勻，長此以往并不利于我國電網事業的建設與發展。只能配電網的分散以及不均衡性也使得光纖覆蓋率存在明顯不足。

3.配電自動化技術尚待完善

目前我國配電自動化技術并沒有達到國際前列的水平，自動化配電設備的研究方面也尚待進一步深入，并沒有完全做到獨立自主。這使得只能配電網的建設，以及建設過程中對電力大小的判斷、電力調配等都存在一定不足，也為配電網的運作帶來了一定隱患。

二、電網建設中配電自動化技術的應用

1.信息技術

對于電網建設來說，信息技術是配電系統能夠實現運作自動化的重要基礎，在設備運作過程中，所有環節都可能會影響整個系統的運行質量，而信息技術對于系統各部分的運行來說也起到了關鍵作用。比如饋線自動化方面，若饋線出現相鄰短路或單相接地故障等現象時，可以通過遠方通信通道來辨別出發生故障的位置，利用配網主站來做到配電線路故障的自動化隔離、自動化恢復等。而且信息技術也影響著電力運作參數的監測與信息傳遞，實現設備運作過程的動態化監控，以及饋線保護及相關定值的遠程控制等。信息技術還有一個關鍵作用，在電網信息分層管理過程中，基礎數據庫運用配電設備管理及營業管理提供的數據信息，和臺區負荷信息進行結合，建立配電網絡設計與施工，以及設備運作及檢修的一個綜合平臺，能夠為系統維修及后期維護工作帶來極大便利[1]。

2.PLC技術

PLC指的是可編程邏輯控制器，通過微處理器以及可編程存儲器等設備來實現邏輯運算、定時、計數、流程控制等功能，而且這些功能也直接面向用戶。對于配電網絡來說，該技術能夠促進繼電器技術與信息技術的有效融合，利用編輯程序使得整個系統能夠順利運作，位于控制中心的計算機可以自動化地實現信息計算與存儲，系統能夠一直維持告訴運作的狀態。PLC技術利用順序掃描且始終循環的機理完成高效化不間斷工作，通過分離處理的方法將原本較大的系統分化為多個獨立起來的分塊，對每一個分塊實現針對化控制，不僅有效提高了配電網絡的運作效率，同時操作起來也十分便利，加強了配電系統的控制效率與可操作性。

3.光纖IP通信網絡技術

如今，配電網的自動化發展已經成為了一個主要方向，其中通信網絡也是決定其發展情況的關鍵技術。在以往電網建設過程中，配電自動化多選擇傳統通信方式，使得不管是系統運行還是通信工作本身都存在很多問題需要解決，比如中斷無法實現數據交換，以及通信寬帶帶寬不足等。這些問題的出現極大地約束了配電網的自動化發展，而光纖IP通信網絡技術則能夠建立更完善的傳輸網絡結構，不但有效避免了傳統通信模式現存的各項不足，同時也滿足了用戶多種需求，還是智能配電網建設不可或缺的技術支持。

4.配電網廣域測控技術

針對高級配電運行自動化系統而言，配電網廣域測控技術也是應用十分廣泛的一種技術手段，也正是因為該技術的支持，系統自動化檢測及控制的功能才得以實現。通過配電網廣域測控技術的有效運用，能夠提高數據采集、整合、傳輸效率，相較于其他同類的技術手段比較，該技術的優勢十分明顯，如該技術可以支持分布式智能化廣域測控，并且還能夠實現在線化監控，將配電網在運作期間存在的異常信息進行記錄和處理，此外還擁有著網絡管理等功能，對電網運作中存在的異常信息進行管理，并且對網絡訪問權限進行管理。

5.配電網快速仿真及模擬技術

配電自動化實現期間，配電網快速仿真及模擬技術發揮著不可或缺的作用，也可以說快速仿真與模擬技術是實現配電自動化系統穩定運作的依據。該技術在計算功能方面有著顯著優勢，能夠利用仿真模擬的手段對配電自動化系統運作中可能出現的隱患或其他因素進行預測，針對這些因素提供可靠的建議。并且配電網快速仿真及模擬技術還能夠實現應急分析與聚合分析等功能，在配電網自動化、智能化發展的背景下，電網建設對該技術也有了越來越多新的要求，而該技術的重要性也越來越明顯。

6.在線監測及狀態檢修技術

在線監測與狀態檢修技術多應用于系統設備的監測與故障診斷之中，針對電氣設備的運作狀態以及使用壽命進行全面評估，并結合設備狀態及診斷結果數據進行分析，規劃好設備檢修的周期與具體時間，進行自動化檢修，大大提高了設備的使用壽命和運行穩定性。利用紅外檢測及診斷技術、遠程診斷技術等手段可以針對設備在運作過程中的狀態進行動態化監測、消缺，排除故障隱患，也能規避一些常見故障或異常，彌補了傳統手段存在的不足。對在線監測及狀態檢修技術的合理運用能夠進一步提高電網建設的自動化水平，更有助于設備運作狀態的實時反饋，降低故障處理時間和故障帶來的損失。

7.自愈控制技術

配電網自愈控制這一概念源于美國1999年的“復雜互動系統”研究規劃，之后美國智能電網建設以及現代電網項目研究都將自愈控制技術列為重點研究技術，該技術也成為了確保電網供電質量的關鍵技術，而且自愈這一項功能是目前智能電網研究的熱門話題。自愈控制技術指的是在無人工干預，或人工少量干涉的條件下，通過更先進的狀態監測控制技術對配電網實施連續性、動態性的運作信息評估及監測，通過一定的控制性技術方法快速發現并解決故障問題。若故障發生，自愈控制技術能夠第一時間對故障源進行隔離，保證其他系統結構不會受到影響，針對故障源進行自我修復，期間電網還可以正常供電，避免了規模性停電等問題，將系統故障帶來的不利影響最小化。自愈控制技術一般包含概率風險評估及控制技術，根據配電網的負荷預測方法進行調節，對系統負荷進行控制，根據系統運行監測結果采取不同的控制方法，實現針對性的故障消除。若故障已經發生，則通過繼電保護功能以及自動裝置來隔離并修復故障，減少停電周期及頻率，避免大規模停電，在故障發生并修復之后也可以進行自動化修正控制的功能，保證系統各結構能夠恢復到正常運行狀態[2]。

三、針對電網建設中配電自動化技術的有關改進策略

1.利用電力信息技術實現統一管理

為了實現配電自動化系統中設備各項功能的高效應用，供電企業必須不斷提高科技和管理水平。根據配電自動化系統的需要，必須對設備的自動化功能進行創新和改造，提高整個運行的效率。首先，針對配電自動化技術采用統一化的管理制度和規定，有助于不同區域面對配電自動化技術的研究與討論，明確配電自動化技術的研究與發展方向，提高電力信息化技術的應用寬度，進一步助推電力系統的自動化、智能化發展，也有助于配電自動化策略的實現。統一化的管理標準能夠保證不同地區電力部門的系統管理、系統維護等操作能夠更加統一，實現電網建設及運行維護的集中化管理，及時針對電網問題制定可靠的方案或指令，利用計算機系統實現電網運作的遠程控制[3]。

2.設定合理的信息自動化領域

各部門之間的信息自動化領域有利于改善企業與部門間存在的信息共享暢通性問題，加強電力信息技術系統的監測管理水平，也保證配電自動化系統運作的可靠性，針對電網的運作環境進行精準調控，有助于電網建設的自動化發展。電力信息技術及系統的標準統一化以及信息自動化領域的科學設定，能夠提高數據共享效率，避免信息失真等問題，保障配電自動化中自動化發展策略的安全性，實現電網系統的高質量運作。而且電力信息系統管理的改進與優化也能避免成本浪費和資源利用率不高等不足。

3.加強互聯網技術的應用

電網建設的智能化離不開互聯網技術的支持，這也是智能電力系統的發展動力，有助于效益最大化的實現，提高電力系統整體安全性和穩定性，也能提高配電自動化中自動化策略的實效性。互聯網技術的運用還能夠對網絡中現存的一些不足進行改善，避免網絡漏洞帶來的經濟損失，電力工作人員需要針對電網及電氣線路的運行進行監測，合理運用互聯網技術來加強電網信息處理效率[4]。

結論：

配電自動化技術是電網建設中的關鍵支持，對此還需要進一步拓展配電自動化技術的適應范圍，加快智能化電網建設，同時還要加大技術研發力度，提高配電自動化技術的應用實效。

參考文獻：

[1]鄧雄.智能配電網建設中配電自動化技術的研究與應用探討[J].電子技術與軟件工程，2015（06）：168.

[2]余存春.智能電網中配電自動化的構建探討[J].科技經濟導刊，2018，26（35）：74.

[3]張創偉.智能配電網建設中配電自動化技術的研究與應用[J].電子世界，2016（16）：143+145.

[4]俞波.配電自動化技術在配電系統中的應用[J].技術與市場，2016，23（12）：101.