配網(wǎng)自動化應(yīng)用于智能電網(wǎng)的研究

楊 珂

（國網(wǎng)寧夏電力公司 吳忠供電公司，寧夏 吳忠 751100）

1 智能電網(wǎng)應(yīng)用配網(wǎng)自動化的意義

配網(wǎng)自動化就是借助計(jì)算機(jī)技術(shù)方案打造集遠(yuǎn)程、自控、通信以及新型配電機(jī)制的技術(shù)體系，能維持配網(wǎng)的安全性和經(jīng)濟(jì)性價值。

一方面，智能電網(wǎng)要借助數(shù)據(jù)測量和信息集成技術(shù)建立完整的電網(wǎng)應(yīng)用平臺，配合使用配網(wǎng)自動化機(jī)制能助力電網(wǎng)安全性和可靠性發(fā)展，實(shí)現(xiàn)99.99%可靠率。在提升電力系統(tǒng)行業(yè)自身創(chuàng)新效果的基礎(chǔ)上，還能整合數(shù)據(jù)工程和通信工程等環(huán)節(jié)，建構(gòu)基于配網(wǎng)自動化的電網(wǎng)體系，促進(jìn)調(diào)控措施的全面進(jìn)步[1]。

另一方面，智能電網(wǎng)中配網(wǎng)自動化模塊能在融合通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的基礎(chǔ)上，配合地理信息系統(tǒng)，建構(gòu)更加完整的運(yùn)行體系。并且配合主站中心控制模塊，打造更加完整的實(shí)時性監(jiān)控和智能處理平臺，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降損和優(yōu)化運(yùn)行的目標(biāo)，這對于提高智能電網(wǎng)的綜合應(yīng)用效率具有重要作用，真正意義上打造了配網(wǎng)現(xiàn)代化管理機(jī)制。

綜上所述，智能電網(wǎng)應(yīng)用配網(wǎng)自動化技術(shù)體系具有重要的實(shí)踐意義。

2 配網(wǎng)自動化概述

為了充分發(fā)揮配網(wǎng)自動化的優(yōu)勢，就要明確其結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，從而落實(shí)相應(yīng)的控制方案，維持技術(shù)應(yīng)用體系的完整性，并優(yōu)化綜合處理效率。

2.1 結(jié) 構(gòu)

在推廣配網(wǎng)自動化的過程中，要明確其基本組成內(nèi)容，從而發(fā)揮各個模塊的應(yīng)用價值，建構(gòu)完整的系統(tǒng)運(yùn)行體系，包括主站、監(jiān)控系統(tǒng)以及通信鏈路等。其中主站包括工作站、服務(wù)器以及對應(yīng)的應(yīng)用軟件，配合整體工作規(guī)劃就能建立完整的自動化系統(tǒng)監(jiān)測平臺和管理平臺，維持綜合應(yīng)用管理的合理性，具體如圖1所示。

圖1 主站示意圖

監(jiān)控系統(tǒng)的主要作用是對當(dāng)前運(yùn)行的自動化系統(tǒng)予以實(shí)時性檢測，從而及時發(fā)現(xiàn)并解決問題，這對于提升系統(tǒng)綜合運(yùn)行效率具有重要意義。最關(guān)鍵的是，在出現(xiàn)問題后，就能將其切換為備用系統(tǒng)，減少自動化系統(tǒng)運(yùn)行故障對整個智能電網(wǎng)應(yīng)用運(yùn)行產(chǎn)生的不良影響。

通信鏈路是維持主站和各個層級子站信息交互的關(guān)鍵，能匹配層級需求建立對應(yīng)的即時性通信模式，在維持綜合應(yīng)用效率的同時，也能保證系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)的合理性。配電自動化鏈路結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 配電自動化鏈路結(jié)構(gòu)

除此之外，在中低壓配網(wǎng)自動化建設(shè)體系內(nèi)，系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（圖3）從上到下設(shè)置為主站層（調(diào)配中心）、接入層、終端層，能建立對應(yīng)的數(shù)據(jù)采集和檢測模塊，并且整合終端單元[2]。

圖3 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖

2.2 特 點(diǎn)

2.2.1 自動性

對于配網(wǎng)自動化體系而言，自動化應(yīng)用體系是根本特征，是建立在自動化系統(tǒng)基礎(chǔ)規(guī)則之上的內(nèi)容。借助線路的多元設(shè)定工序，就能匹配完整的技術(shù)模式，不僅能實(shí)現(xiàn)參數(shù)的實(shí)時性監(jiān)測，還能結(jié)合配電管理自動化系統(tǒng)維持狀態(tài)分析。另外，在配網(wǎng)自動化應(yīng)用體系內(nèi)，能夠利用用電管理側(cè)分析和規(guī)則設(shè)定的方式調(diào)度自動化系統(tǒng)，并對系統(tǒng)可觀測區(qū)域內(nèi)的負(fù)荷參數(shù)展開多元分析，匹配饋線故障處理邏輯就能更好地建立線路隔離分析和告警分析。

2.2.2 安全性

對于現(xiàn)代化智能電網(wǎng)而言，為了維持信息交互和數(shù)據(jù)交互的規(guī)范性，安全監(jiān)管機(jī)制和運(yùn)行維護(hù)體系也非常關(guān)鍵。配網(wǎng)自動化系統(tǒng)借助其安全性應(yīng)用優(yōu)勢能建立抗干擾模式，在匹配自動化通知技術(shù)的過程中就能維持設(shè)備指令的可靠性，并且建構(gòu)更加和諧的應(yīng)用平臺，減少擾動過程造成的誤動現(xiàn)象，確保配網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性[3]。

2.2.3 選擇性

多元的選擇機(jī)制是維持智能電網(wǎng)應(yīng)用管控平臺常規(guī)化運(yùn)行管理的關(guān)鍵，配網(wǎng)自動化系統(tǒng)所體現(xiàn)出的選擇性就是對設(shè)備予以正常匹配和處理，全面獲取系統(tǒng)應(yīng)用內(nèi)容的同時，確保能建構(gòu)較為合理的特征編碼信息系統(tǒng)。最關(guān)鍵的是，在系統(tǒng)出現(xiàn)異常運(yùn)行狀態(tài)時，就能結(jié)合對應(yīng)的分析要素判定并且評估故障設(shè)備的具體位置，從而采取更加合理有效的控制措施。與此同時，在評估設(shè)備問題后就能利用選擇性特質(zhì)進(jìn)行故障點(diǎn)的隔離處理，保證沒有受到影響的區(qū)域正常參與工作，減少經(jīng)濟(jì)損失和成本損耗。

3 智能電網(wǎng)應(yīng)用配網(wǎng)自動化的具體內(nèi)容

為了提升智能電網(wǎng)應(yīng)用配網(wǎng)自動化的綜合水平，要落實(shí)技術(shù)應(yīng)用平臺，并且發(fā)揮配網(wǎng)自動化的應(yīng)用優(yōu)勢，建構(gòu)完整的智能電網(wǎng)運(yùn)行規(guī)劃，從而實(shí)現(xiàn)綜合發(fā)展的目標(biāo)。

3.1 環(huán)網(wǎng)柜優(yōu)化控制

環(huán)網(wǎng)柜指的是將中壓10 kV電力向周圍用電單位完成供電的設(shè)備，主要應(yīng)用在電力系統(tǒng)變電站的下一個級別。近幾年，環(huán)網(wǎng)供電模式中應(yīng)用環(huán)網(wǎng)柜完成相應(yīng)的配電處理，并且多數(shù)都應(yīng)用在居民小區(qū)供電工作中。為了打造更加和諧高效的供電處理機(jī)制，就要匹配優(yōu)化控制方案，從而充分滿足居民對于用電的需求[4]。

環(huán)網(wǎng)柜（圖4）優(yōu)化控制和布局體系內(nèi)，要在維持供電可靠性的同時維持運(yùn)行效率，并且建立健全完整的控制機(jī)制，夯實(shí)應(yīng)用基礎(chǔ)。一般是一組高壓開關(guān)設(shè)備安裝在鋼板金屬柜內(nèi)部，或者是拼裝在間隔式環(huán)網(wǎng)供電單元電氣設(shè)備中，從而建構(gòu)完整的應(yīng)用平臺，維持應(yīng)用合理性和規(guī)范性。

圖4 環(huán)網(wǎng)柜

為了提升供電可靠性，在實(shí)際布置體系內(nèi)用戶要從兩個基礎(chǔ)方向獲取對應(yīng)電源，將其設(shè)置為供電網(wǎng)連接環(huán)形，利用環(huán)網(wǎng)供電模式維持綜合應(yīng)用效果。環(huán)網(wǎng)柜一般采取的是兩進(jìn)多出，結(jié)合差異化需求配合對應(yīng)的智能化處理機(jī)制，依據(jù)組件接口規(guī)范（Component Interface Specification，CIS）、公共信息模型（Common Information Model，CIM）建立企業(yè)應(yīng)用集成總線模型。其中，CIM模型實(shí)現(xiàn)實(shí)時性數(shù)據(jù)規(guī)范，匹配CIS接口組件，與此同時，SG186系統(tǒng)基于CIS接口完成用戶信息和環(huán)網(wǎng)柜信息的匯總，并且設(shè)置斷路器和負(fù)荷開關(guān)。

除此之外，環(huán)網(wǎng)柜在運(yùn)行過程中也存在發(fā)生故障的情況，對應(yīng)的故障問題會造成大范圍停電，且故障原因和負(fù)荷電流、柜內(nèi)負(fù)荷開關(guān)不匹配之間存在一定的聯(lián)系。利用配電網(wǎng)自動化技術(shù)能匹配智能開關(guān)，維持高靈敏度和可自動化設(shè)置等工序的規(guī)范性，依據(jù)環(huán)網(wǎng)柜的負(fù)荷調(diào)控體系建立符合安全運(yùn)行的標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)綜合優(yōu)化控制的目標(biāo)[5]。

3.2 配網(wǎng)集成處理

隨著城市發(fā)展進(jìn)程的不斷加快，城市配網(wǎng)結(jié)構(gòu)也在全面升級，無論是運(yùn)行規(guī)模還是運(yùn)行結(jié)構(gòu)都在轉(zhuǎn)型。為了滿足信息交互的應(yīng)用要求，利用自動化技術(shù)對配網(wǎng)信息予以集成化處理是順應(yīng)行業(yè)發(fā)展的必然選擇。在信息集成工作中，要結(jié)合信息應(yīng)用要求落實(shí)對應(yīng)的處理方案，維持綜合應(yīng)用效果。

首先，監(jiān)督和處理智能電網(wǎng)中所有監(jiān)測單元的數(shù)據(jù)，并且利用自動采集工序、統(tǒng)計(jì)工序以及展示工序維持應(yīng)用效果，確保相關(guān)項(xiàng)目運(yùn)維人員能利用全景化模塊完成電網(wǎng)運(yùn)行信息管理，為后續(xù)工作的開展提供較為直觀的數(shù)據(jù)信息。其次，借助信息集成建立配電網(wǎng)動態(tài)感知系統(tǒng)和預(yù)警機(jī)制，匹配機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)等，建立設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的分析評估控制模塊。與此同時，借助集成化處理機(jī)制還能輔助配網(wǎng)人員建立調(diào)控決策，維持綜合應(yīng)用效率，減少數(shù)據(jù)集成不到位以及信息交互不及時造成的影響[6]。最后，配網(wǎng)的集成處理功能還能對數(shù)據(jù)予以深度挖掘，從而有效了解設(shè)備的信息關(guān)鍵點(diǎn)，維持直接關(guān)聯(lián)度的同時，保證預(yù)警信息能指導(dǎo)后續(xù)的操作流程，提高故障處理效率。

3.3 合理布置電纜結(jié)構(gòu)

配網(wǎng)自動化機(jī)制能夠?qū)﹄娎|予以合理配置，從而優(yōu)化敷設(shè)質(zhì)量，保證電力傳輸水平滿足應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)[7]。

一方面，為了提升配網(wǎng)自動化運(yùn)行的整體效果，要在電纜敷設(shè)處理工作中提高細(xì)節(jié)關(guān)注水平，全面分析對電纜敷設(shè)產(chǎn)生影響的因素，著重關(guān)注故障問題后避免其對線路應(yīng)用效果產(chǎn)生影響。另一方面，要提升電纜的運(yùn)行效率，結(jié)合敷設(shè)設(shè)計(jì)過程完善空間布局，配合使用自上而下的敷設(shè)方式，減少空間受限的影響，結(jié)合相鄰評分等級維持空間支架控制的合理性，避免電纜之間的干擾。與此同時，要利用均分處理的方式保證電纜排列處理效果符合標(biāo)準(zhǔn)，并提升電纜運(yùn)行的可靠性以及穩(wěn)定性[8-10]。

4 結(jié) 論

配網(wǎng)自動化在智能電網(wǎng)中應(yīng)用具有實(shí)踐意義，能在提升標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)用水平的同時共建智能化控制平臺，從而促進(jìn)智能電網(wǎng)綜合管理效率的優(yōu)化，并且維持智能電網(wǎng)的應(yīng)用效果，為電力系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。