智能電網(wǎng)中配電自動化技術(shù)的研究

李穎敏，楊 楊

（國網(wǎng)江蘇省電力有限公司灌南縣供電分公司，江蘇 連云港 222500）

引言

網(wǎng)絡技術(shù)的高度發(fā)展為智能化設備的推廣提供了可能，為了提高供電質(zhì)量與效率，提高用戶滿意度，將智能化設備引入到變電所、配網(wǎng)中，依靠智能化系統(tǒng)的大數(shù)據(jù)收集與分析來保證電網(wǎng)的正常運行，自動化技術(shù)是智能化實施的保障與前提，深入研究配電自動化技術(shù)對智能化發(fā)展有著深刻研究意義與研究價值[1]。

1 配電自動化技術(shù)解讀

1.1 配電自動化技術(shù)的含義

智能化技術(shù)的優(yōu)勢在于大數(shù)據(jù)的收集與分析，這些功能實現(xiàn)的前提便是配網(wǎng)中高度的自動化，使用配電自動化技術(shù)室智能配網(wǎng)的先決條件。具體來說，配電自動化指的是通過計算機網(wǎng)絡、5G網(wǎng)絡等信息手段，實時監(jiān)測和記錄配網(wǎng)中各設備、儀器儀表的運行數(shù)據(jù)與信息，整合成為系統(tǒng)中的地圖信息，將整個配網(wǎng)集成為數(shù)字化的網(wǎng)絡系統(tǒng)，自動化技術(shù)起到監(jiān)控、記錄、報警、保護等作用。

按照配網(wǎng)的組成，配網(wǎng)自動化系統(tǒng)一般分為三個部分：10 kV配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)；變電所自動化系統(tǒng)；管理操作自動化系統(tǒng)。

1.2 配電自動化技術(shù)在我國的發(fā)展歷程

在自動化技術(shù)發(fā)展的初期，我國還未實現(xiàn)計算機技術(shù)在配網(wǎng)中的使用，所謂自動化也僅僅可以達到各類開關(guān)組件、分段器的自動控制，當配網(wǎng)需要檢修或故障停電時，通過遠程控制斷路器、分段器的開合，減少人員的操作。發(fā)展初期，我國電氣設備的生產(chǎn)能力和技術(shù)水平不足，城市和農(nóng)村的自動化分段器多使用美國、日本進口設備，具有價格高、維護困難、存在技術(shù)壁壘等問題。此階段我國自動化技術(shù)的程度并不高，無法實現(xiàn)對配網(wǎng)的實時監(jiān)測功能，出現(xiàn)故障時也很難在第一時間找到故障點，在對故障原因出現(xiàn)誤判時，有可能因分段器的啟停對配網(wǎng)造成沖擊[2]。

網(wǎng)絡通訊技術(shù)的運用極大豐富了配網(wǎng)自動化技術(shù)的功能，配網(wǎng)自動化技術(shù)發(fā)展到今天，已經(jīng)形成完善為多種自動化功能的、較為完善的智能化系統(tǒng)，如仿真調(diào)度系統(tǒng)、配網(wǎng)地圖系統(tǒng)、第一種和第二種電氣工作票管理系統(tǒng)[3]。

2 智能電網(wǎng)中配電自動化技術(shù)的重要性

通過應用智能電網(wǎng)技術(shù)，電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和運行效率顯著提升，這也堅定了電力企業(yè)繼續(xù)大力發(fā)展智能化電網(wǎng)的決心。在智能電網(wǎng)高效運行的過程中，可以準確地收集各類運行數(shù)據(jù)，為工程技術(shù)人員提供可靠、有效的數(shù)據(jù)支撐。當電網(wǎng)出現(xiàn)故障時，可以通過智能化控制故障區(qū)域，進行有效隔斷后縮小停電影響范圍，可以減輕工程技術(shù)人員的維護力度，提升用戶的用電體驗。

3 現(xiàn)階段智能配電網(wǎng)領域存在的問題

3.1 設計結(jié)構(gòu)嚴謹性不足

由于目前在用的電力設施大多已使用多年，進行智能配電網(wǎng)改造時往往存在改造工程要求與現(xiàn)場設施不符的情況，對于施工的嚴謹性很難進行把控。強行加入智能化控制系統(tǒng)后，容易導致與現(xiàn)有系統(tǒng)的沖突和功能上的缺失，很難使智能化功能得到充分體現(xiàn)，甚至會加重電網(wǎng)運行的負荷，產(chǎn)生一定的安全影響。

3.2 分布不夠均衡

由于我國地域因素的影響，智能電網(wǎng)使用在不同地區(qū)的使用程度也不盡相同，這與區(qū)域的經(jīng)濟發(fā)展水平和人口密集程度有關(guān)，從全國電力系統(tǒng)的發(fā)展是不利的，影響了國內(nèi)電力系統(tǒng)發(fā)展的平衡性。

3.3 自動化技術(shù)不夠完善

雖然我國智能電網(wǎng)的自動化技術(shù)取得了一定的發(fā)展成果，但與歐美等發(fā)達國家相比，仍無法躋身先進水平，主要原因是部分設備設施的國產(chǎn)化程度不高，如變頻器的使用電力工程技術(shù)人員在性能上更愿意選擇羅克韋爾、施耐德、西門子等品牌，從電力系統(tǒng)的戰(zhàn)略發(fā)展意義上來說，對穩(wěn)定性產(chǎn)生了隱患。

4 提高智能配電網(wǎng)中自動化程度的措施

4.1 建立統(tǒng)一管理的電力信息技術(shù)系統(tǒng)

建立統(tǒng)一管理的電力信息技術(shù)系統(tǒng)有助于各臺區(qū)、各區(qū)域信息的快速、準確傳遞。當電力信息技術(shù)在整體自動化系統(tǒng)中的比重得以增加后，區(qū)域內(nèi)能夠?qū)收系男畔⑦M行統(tǒng)一判斷與決策，避免因指令的不一致導致事故處理時間延長或事故影響擴大，使整個電網(wǎng)信息管理高度集中。

4.2 優(yōu)化各部門之間信息自動化領域的分配

在電力企業(yè)各部門之間的協(xié)作中，經(jīng)常發(fā)生職能部門不了解生產(chǎn)運行數(shù)據(jù)，導致人員安排不合理，指令下發(fā)不符合實際情況的現(xiàn)象。所以在推廣使用智能電網(wǎng)自動化技術(shù)的過程中，還要優(yōu)化各部門之間各類信息的分配，使得所有的部門都能了解配網(wǎng)的運行狀況，對電力和人員進行科學的分配。在電力信息系統(tǒng)得到統(tǒng)一管理的前提下，數(shù)據(jù)的真實性和有效性得到保障，工程技術(shù)人員在運維中便可以高效完成工作，保證自動化運行的穩(wěn)定性，提高了配網(wǎng)整體的運行效率。

4.3 充分利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

隨著5G技術(shù)的普及，可以將此類互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)引入到配網(wǎng)智能化、自動化的管理中，利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以對智能化系統(tǒng)收集的數(shù)據(jù)進行傳輸與診斷，在遇到難以解決的工程技術(shù)問題時，可以通過互聯(lián)網(wǎng)的協(xié)同工作技術(shù)，得到領域內(nèi)專家的指導建議，快速完成故障的排除。使互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能配網(wǎng)中發(fā)揮巨大的作用。值得注意的是，電力系統(tǒng)的使用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的過程中，應提高警惕性，避免因系統(tǒng)漏洞導致病毒和黑客的攻擊進而導致配網(wǎng)的巨額損失。電力系統(tǒng)的管理人員可以通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)云端檢查臺區(qū)、配網(wǎng)的設備設施，及時發(fā)現(xiàn)設備隱患，并對配網(wǎng)有深入的了解，有助于各項工作任務的制定與分配。

5 智能電網(wǎng)中配電自動化技術(shù)的應用

5.1 光纖IP網(wǎng)絡通訊技術(shù)

網(wǎng)絡通訊技術(shù)的發(fā)展很大程度上促進了配電自動化技術(shù)的發(fā)展水平，在電力系統(tǒng)發(fā)展的初期，傳統(tǒng)的通訊技術(shù)存在很多在技術(shù)上無法解決的弊端，如數(shù)據(jù)交換困難等，從效率上影響了智能配網(wǎng)的進一步發(fā)展。而光纖IP網(wǎng)絡通訊技術(shù)極大程度地解決了傳統(tǒng)通訊技術(shù)的弊端，大幅提高了數(shù)據(jù)交換效率，擴寬了通訊帶寬，既滿足電力系統(tǒng)的運輸需求又可以提高用戶的用電需求，是智能電網(wǎng)自動化的技術(shù)支撐。

5.2 配電網(wǎng)廣域測控技術(shù)

廣域測控技術(shù)主要是收集、監(jiān)測、記錄配網(wǎng)的運行數(shù)據(jù)，是智能電網(wǎng)中必不可少的環(huán)節(jié)，與其他數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)相比，廣域測控技術(shù)具有顯著的特點，由于通過廣域測控的方式收集數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)的準確性和收集效率極高，并將數(shù)據(jù)進行常規(guī)分析，將異常數(shù)據(jù)記錄并做出響應。通過網(wǎng)絡管理功能，整理數(shù)據(jù)并控制網(wǎng)絡訪問。

5.3 配電網(wǎng)快速仿真和模擬技術(shù)

配電網(wǎng)快速仿真和模擬技術(shù)是智能電網(wǎng)中自動化得以實現(xiàn)的安全保障，運行配電網(wǎng)快速仿真和模擬技術(shù)時，可以在配網(wǎng)中模擬產(chǎn)生各類異常數(shù)據(jù)對自動化系統(tǒng)進行安全檢驗，查找系統(tǒng)中的漏洞與隱患，提前將其暴露出來并給出合理化建議進行整改。其中聚合分析和潮流計算是配電網(wǎng)快速仿真和模擬技術(shù)的主要運用場所。

6 結(jié)語

不斷加強和推進智能電網(wǎng)中配電自動化技術(shù)的研究是提高我國電力系統(tǒng)運行效率，保證供電質(zhì)量的必經(jīng)之路，從事電力系統(tǒng)的工程技術(shù)人員應著重研究不同途徑提高自動化技術(shù)進步的方法，利用信息技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)推動配電自動化技術(shù)持續(xù)向好發(fā)展。