配電自動化技術(shù)在智能配電網(wǎng)建設(shè)中的應(yīng)用研究

楊偲

(國網(wǎng)江蘇省電力有限公司溧陽市供電分公司,江蘇常州,213300)

1 智能配電網(wǎng)與配電自動化的關(guān)系

智能配電領(lǐng)域應(yīng)用自動化技術(shù)，可以有效提升電網(wǎng)供電質(zhì)量，使用戶獲得更加優(yōu)質(zhì)的電能，獲得更高的配電網(wǎng)管理效果。配電自動化技術(shù)重點包含以下內(nèi)容：首先，客戶信息管理與自動抄表用戶自動化；其次，配電管理自動化技術(shù)，其中包含配電數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控技術(shù)、饋線自動化技術(shù)、變電站自動化技術(shù)；最后，自動化功能，如自動化檢修管理功能、自動化規(guī)劃設(shè)計管理功能以及自動化設(shè)備管理功能。配電自動化與智能配電網(wǎng)存在較為密切的聯(lián)系。只有在配電自動化技術(shù)的應(yīng)用下，才能保證智能配電網(wǎng)的良好運(yùn)行，兩者的主要技術(shù)手段，均是計算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、現(xiàn)代信息技術(shù)在配電網(wǎng)中的應(yīng)用。在配電系統(tǒng)方面，智能配電網(wǎng)存在較大的優(yōu)勢，其中存在更加豐富與完善的電力技術(shù)，實現(xiàn)了多種高新技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，統(tǒng)籌規(guī)劃下，有效降低了運(yùn)行成本，進(jìn)一步提升了配電系統(tǒng)的整體性能。除此之外，智能配電網(wǎng)支持分布式電源接入，使配電網(wǎng)運(yùn)行效率更高，性能更加完善。并且，智能配電網(wǎng)下，實現(xiàn)了與用戶之間的交流互動，優(yōu)化了傳統(tǒng)模式下電表制度，應(yīng)用了高級測量體系，這種情況下，使用戶在用電時間段選擇上更加自由。

2 智能配電網(wǎng)建設(shè)中的配電自動化技術(shù)

2.1 光纖IP通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

配電自動化技術(shù)發(fā)展過程中，通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)揮著尤為重要的作用，以往配電自動化技術(shù)應(yīng)用時，均為傳統(tǒng)的通信方式，往往會存在各終端數(shù)據(jù)信息無法順利交換與通信帶寬窄等不良情況，嚴(yán)重影響到了智能配電網(wǎng)建設(shè)。光纖IP通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用，轉(zhuǎn)變了以往的通信方式，使傳統(tǒng)通信方法得到了進(jìn)一步完善，實際應(yīng)用環(huán)節(jié)，進(jìn)行了數(shù)據(jù)與信息傳輸網(wǎng)的構(gòu)建，可以及時傳輸與轉(zhuǎn)換任何時刻的數(shù)據(jù)與信息，為智能電網(wǎng)建設(shè)奠定了良好基礎(chǔ)。如，廣東省臺山市進(jìn)行智能配電網(wǎng)建設(shè)時，積極應(yīng)用了IP通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，全面、實時地收集了配電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行中的數(shù)據(jù)與信息，同時，向控制中心終端進(jìn)行了及時的反饋，有助于終端管理人員對配電網(wǎng)實際運(yùn)行實施在線監(jiān)控，以便及時找出其中存在的隱患，針對性地進(jìn)行處理，保證智能配電網(wǎng)運(yùn)行安全。

2.2 配電網(wǎng)模擬技術(shù)與快速仿真技術(shù)

模擬技術(shù)與快速仿真技術(shù)，在智能配電網(wǎng)建設(shè)環(huán)節(jié)發(fā)揮著較為重要的作用，利用這兩項技術(shù)，能夠保障配電自動化系統(tǒng)的良好運(yùn)行，使配電系統(tǒng)自動化運(yùn)行的穩(wěn)定性與安全性進(jìn)一步提升。對于模擬技術(shù)與快速仿真技術(shù)而言，其具備較強(qiáng)的計算能力，利用計算功能，可進(jìn)行配電自動化系統(tǒng)存在的風(fēng)險因素模擬，結(jié)合不同的風(fēng)險因素情況，制定出針對性的解決方案，有效實現(xiàn)配電自動化系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行目標(biāo)。此外，模擬技術(shù)與快速仿真技術(shù)還具備應(yīng)急分析、聚合分析與潮流計算等功能，通過這些功能，能夠為智能配電網(wǎng)建設(shè)提供科學(xué)的數(shù)據(jù)支撐，保證智能電網(wǎng)建設(shè)更加合理、科學(xué)。具體而言，模擬技術(shù)與快速仿真技術(shù)在智能配電網(wǎng)建設(shè)中具備較為重要的作用，所以，相關(guān)人員應(yīng)強(qiáng)化研究力度，推動模擬技術(shù)與快速仿真技術(shù)的良好發(fā)展，充分發(fā)揮出實際作用，提升智能配電網(wǎng)建設(shè)成效。

2.3 廣域測控技術(shù)

智能配電網(wǎng)中，通過應(yīng)用廣域測控技術(shù)，可以對電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實施監(jiān)督與控制，同時，能夠獲取有價值的數(shù)據(jù)信息，進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的簡單處理。相關(guān)步驟完成后，利用廣域測控技術(shù)，電力系統(tǒng)會向終端設(shè)備中傳輸相應(yīng)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)電力企業(yè)優(yōu)化管理的同時，保證供電穩(wěn)定性。廣域測控技術(shù)應(yīng)用環(huán)節(jié)，該技術(shù)主要具備以下關(guān)系：第一，選擇分布式管控手段進(jìn)行目標(biāo)管控；第二，廣域測控技術(shù)可以實現(xiàn)在線監(jiān)測，對智能配電網(wǎng)建設(shè)及運(yùn)行環(huán)節(jié)中的問題進(jìn)行詳細(xì)記錄，促進(jìn)保養(yǎng)及維修工作的良好開展；第三，廣域測控技術(shù)擁有網(wǎng)絡(luò)管理功能，進(jìn)行數(shù)據(jù)搜集時，可以實現(xiàn)統(tǒng)一管理，并且還能進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)權(quán)限設(shè)置，使配電系統(tǒng)具備更高的安全性。廣域測控平臺如圖1所示

圖1 廣域測控平臺

2.4 智能配電網(wǎng)ADA技術(shù)

對于智能配電網(wǎng)ADA技術(shù)而言，其屬于智能配電技術(shù)與成型技術(shù)不斷發(fā)展融合中產(chǎn)生，屬于配電網(wǎng)絡(luò)管理及控制模式的重要體現(xiàn)。帶有ADA智能配電網(wǎng)分布式電源配電系統(tǒng)的全面及智能化控制，能夠?qū)崿F(xiàn)智能配電網(wǎng)系統(tǒng)各方面性能的進(jìn)一步延伸與優(yōu)化，相關(guān)部門及企業(yè)，可以通過ADA技術(shù)的應(yīng)用，進(jìn)行數(shù)據(jù)流控制。該技術(shù)實際應(yīng)用過程中，可對分布式能源進(jìn)行有效訪問，有機(jī)集成智能配電網(wǎng)信息系統(tǒng)，實現(xiàn)配電網(wǎng)設(shè)備的精準(zhǔn)控制，制定相應(yīng)決策時，會利用ADA技術(shù)進(jìn)行實時仿真分析，從而為智能配電網(wǎng)系統(tǒng)提供相應(yīng)的技術(shù)支持，海湖為其提供分布式智能控制技術(shù)與應(yīng)用軟件支持，通過ADA技術(shù)的推廣應(yīng)用，能夠在電網(wǎng)監(jiān)控的同時，實現(xiàn)信息共享，推動國家電網(wǎng)穩(wěn)定發(fā)展。

3 智能配電網(wǎng)建設(shè)中配電自動化技術(shù)的應(yīng)用案例

3.1 具體案例介紹

S區(qū)供電局配電網(wǎng)建設(shè)工程中，實際建設(shè)環(huán)節(jié)，為確保99.999%用電可靠性建設(shè)目標(biāo)的實現(xiàn)，進(jìn)行了自動化配電網(wǎng)工程的設(shè)計建設(shè)，配電網(wǎng)工程覆蓋面積達(dá)到了1347公頃，實際設(shè)計總負(fù)荷規(guī)劃672為697MVA，現(xiàn)對S區(qū)配網(wǎng)自動化建設(shè)工程重點工作，做出詳細(xì)分析。

3.2 S區(qū)供電局配電網(wǎng)方案設(shè)計

S區(qū)配網(wǎng)自動化建設(shè)過程中，若想提升合理性及科學(xué)性，應(yīng)在配電網(wǎng)項目建設(shè)環(huán)節(jié)，合理分析系統(tǒng)設(shè)計方案。系統(tǒng)整體架構(gòu)設(shè)計中，具體需要進(jìn)行以下內(nèi)容的設(shè)計，包括配電網(wǎng)系統(tǒng)層級建設(shè)、配電網(wǎng)現(xiàn)場層級設(shè)計以及配電網(wǎng)網(wǎng)架層級設(shè)計等，在系統(tǒng)方案合理設(shè)計下，提升系統(tǒng)設(shè)計效率，實現(xiàn)智能配電網(wǎng)建設(shè)效果的進(jìn)一步提升。第一，系統(tǒng)網(wǎng)架設(shè)計環(huán)節(jié)，應(yīng)重點進(jìn)行系統(tǒng)自動化通信模式的構(gòu)建，在通信模式建設(shè)下，保證系統(tǒng)整體架構(gòu)的功能輸出。第二，系統(tǒng)現(xiàn)場層設(shè)計環(huán)節(jié)，具體是建設(shè)配電網(wǎng)系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的電網(wǎng)設(shè)備，如一二次設(shè)備建設(shè)以及配電網(wǎng)線路架設(shè)等，從而更好的實現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計功能。第三，系統(tǒng)應(yīng)用層設(shè)計環(huán)節(jié)，應(yīng)將重點放在系統(tǒng)層建設(shè)應(yīng)用上，實現(xiàn)后臺控制功能，科學(xué)設(shè)計整個配電網(wǎng)系統(tǒng)。

3.3 配電網(wǎng)自動化設(shè)備終端建設(shè)應(yīng)用

本工程具體設(shè)計環(huán)節(jié)，通過配電網(wǎng)自動化技術(shù)的應(yīng)用，實施自動化終端設(shè)計，主要建設(shè)內(nèi)容分為以下幾部分，一是分布式DTU設(shè)計，二是通信管理單元設(shè)計，三是智能配電終端設(shè)計，四是綜合監(jiān)控單元設(shè)計。第一，設(shè)計配電設(shè)備自動化終端時，具體應(yīng)用的是DTU分布式設(shè)計形式，同時根據(jù)配電系統(tǒng)實際，能夠進(jìn)行所有DTU終端的合理設(shè)計，提升DTU設(shè)計的有效性，使系統(tǒng)設(shè)計效果得到進(jìn)一步提升，分布式DTU系統(tǒng)如圖2所示。第二，智能配變終端設(shè)計，屬于系統(tǒng)設(shè)計中的關(guān)鍵內(nèi)容，在系統(tǒng)智能配電終端設(shè)計下，實現(xiàn)對電力低壓系統(tǒng)的檢測裝置設(shè)計與信息綜合采集設(shè)計，通過這樣的方式，提升系統(tǒng)工作運(yùn)行的高效性及科學(xué)性，同時，會獲得更好的電力系統(tǒng)運(yùn)行建設(shè)效果。第三，通信管理單元建設(shè)環(huán)節(jié)，具體是通過EC60870-5-i04通信標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)系統(tǒng)通訊單元模塊，建設(shè)環(huán)節(jié)，在集中式DTU系統(tǒng)模塊的建設(shè)下，獲得更高的整體單元設(shè)計效果，進(jìn)一步提升單元設(shè)計質(zhì)量，促進(jìn)配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)良好運(yùn)行。第四，配電網(wǎng)自動化建設(shè)環(huán)節(jié)，進(jìn)行了系統(tǒng)綜合監(jiān)控平臺的建設(shè)應(yīng)用，實際建設(shè)時，通過綜合監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用，能夠進(jìn)行多方面監(jiān)控工作，利用多樣化監(jiān)控系統(tǒng)，提升自動化配電網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)效率。

圖2 分布式DTU系統(tǒng)圖

3.4 配電網(wǎng)自動化通信系統(tǒng)設(shè)計

對于配電網(wǎng)自動化建設(shè)而言，通信系統(tǒng)技術(shù)建設(shè)尤為重要，會對系統(tǒng)建設(shè)發(fā)展產(chǎn)生直接的影響。本文系統(tǒng)建設(shè)環(huán)節(jié)，選擇GPON通信技術(shù)，實施組網(wǎng)建設(shè)，具體設(shè)計參數(shù)與表1所示。

表1 具體設(shè)計參數(shù)

4 智能電網(wǎng)配電自動化建設(shè)的有效策略

4.1 統(tǒng)一管理電力信息技術(shù)信息系統(tǒng)

為保證智能電網(wǎng)配電自動化建設(shè)效果，應(yīng)統(tǒng)一管理電力信息技術(shù)信息系統(tǒng)，進(jìn)而實現(xiàn)各分部間的協(xié)作與交流。所以，應(yīng)在配電自動化中積極應(yīng)用電力信息技術(shù)，保證自動化策略在電力系統(tǒng)與配電自動化中的優(yōu)化應(yīng)用。并且，在統(tǒng)一管理模式下，會統(tǒng)一各部門的行為判斷高度，科學(xué)并集中的管理智能電網(wǎng)實際運(yùn)行情況，通過更加科學(xué)的方式，促進(jìn)電網(wǎng)良好運(yùn)行，統(tǒng)籌主計算機(jī)端相關(guān)計算數(shù)據(jù)，獲得良好的電網(wǎng)運(yùn)行效果。

4.2 強(qiáng)化系統(tǒng)供電安全穩(wěn)定性與有效性

第一，科學(xué)應(yīng)用雙電源環(huán)網(wǎng)供電模式。對于智能配電自動化建設(shè)而言，具體是通過兩相鄰線相接的方式，得到環(huán)網(wǎng)供電方式，以此對網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，更好的發(fā)揮出電源分配網(wǎng)絡(luò)效果。并且，還應(yīng)實現(xiàn)變電站出口保護(hù)開關(guān)同微機(jī)良好融合，獲得遠(yuǎn)程控制、自動操作及重合閘等功能，并且，還能夠利用危機(jī)控制技術(shù)完成相應(yīng)操作，如事故信息與監(jiān)控體系操作、通信與遠(yuǎn)動設(shè)備操作等。第二，有效應(yīng)用自動符合分段應(yīng)用模式。電力線路安裝運(yùn)輸環(huán)節(jié)，會進(jìn)行電壓測試裝置與自動重合閘開關(guān)的安裝，使配電網(wǎng)運(yùn)行更加可靠、安全。如果配電系統(tǒng)出現(xiàn)線路故障情況，自動重合閘裝置對故障線路進(jìn)行判斷，同時對故障時間進(jìn)行了解。所以，結(jié)合供電部門實際情況，進(jìn)行運(yùn)行方式的合理運(yùn)行，減少智能電網(wǎng)配電自動化成本支持，保證配電自動化的穩(wěn)定性及科學(xué)性。

4.3 充分利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

促進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與配電自動化技術(shù)的良好融合網(wǎng)，能夠夯實智能配電網(wǎng)智能化發(fā)展基礎(chǔ)，進(jìn)一步完善配電網(wǎng)。如互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用環(huán)節(jié)，可進(jìn)行整個配電網(wǎng)劃分，細(xì)化成各個部分，各部門均與一個互聯(lián)網(wǎng)管理系統(tǒng)相對應(yīng)，準(zhǔn)確找出故障發(fā)生的位置，并對故障的嚴(yán)重程度進(jìn)行判斷，減少故障對電網(wǎng)產(chǎn)生的不良影響。此外，還應(yīng)積極引進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將其作為主要的技術(shù)基礎(chǔ)，詳細(xì)掌握配電網(wǎng)線路運(yùn)行情況，避免線路運(yùn)行出現(xiàn)故障。具體而言，配電自動化技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的有機(jī)融合，可使電網(wǎng)信息集中程度得到進(jìn)一步提升，使整個電力系統(tǒng)運(yùn)行更為高效、穩(wěn)定。

4.4 改進(jìn)并優(yōu)化智能電網(wǎng)配電自動化結(jié)構(gòu)

若想實現(xiàn)智能電網(wǎng)配電自動化結(jié)構(gòu)的不斷改進(jìn)及優(yōu)化，重點應(yīng)做好以下工作：第一，移動網(wǎng)絡(luò)下，進(jìn)行通信網(wǎng)絡(luò)建立時，應(yīng)對負(fù)荷管控系統(tǒng)進(jìn)行合理運(yùn)用，利用多樣化的科學(xué)技術(shù)，如用戶管理技術(shù)以及遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等，進(jìn)一步提升電力企業(yè)服務(wù)質(zhì)量，并且，還能防止偷電以及竊電情況的出現(xiàn)，保證用戶用電質(zhì)量的同時，科學(xué)監(jiān)控配電電壓質(zhì)量。第二，構(gòu)建遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)時，應(yīng)結(jié)合配電自動化系統(tǒng)優(yōu)化流程進(jìn)行。在移動網(wǎng)絡(luò)信息功能應(yīng)用下，能夠遠(yuǎn)程接收傳輸配電自動化系統(tǒng)信息；將電壓臨近器設(shè)置、安裝于配電線路中，利用計算機(jī)全面實時監(jiān)測饋線電壓，同時在不達(dá)標(biāo)的相關(guān)饋線中合理添加配變布點；合理布置并安裝低高壓無功自動填補(bǔ)設(shè)施，降低配電線路電量損耗，有效提高配電系統(tǒng)工作效率，進(jìn)一步提升輸送電壓質(zhì)量。所以，改進(jìn)并優(yōu)化配電自動化系統(tǒng)，在用戶用電管理中充分發(fā)揮出系統(tǒng)的作用。第三，構(gòu)建終端監(jiān)測系統(tǒng)，全面科學(xué)的分析系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息，詳細(xì)了解變壓器實際運(yùn)作情況。