自動化技術在配電網工程中的應用探究

楊德義

（內蒙古電力（集團）有限責任公司錫林郭勒盟蘇尼特左旗供電分公司，內蒙古錫林浩特 011300）

1.配電網絡出現的問題

1.1 DA配電故障問題

在自動化問題中，DA配電故障出現率極高，如網絡故障、線路問題等。鄉鎮自動化技術功能多種多樣，技術人員可以利用當地的地理信息體系，并結合衛星導航系統進行準確定位，合理且科學的預測分管硬件，這樣不僅利于中央整體管理，還給后續的高效實施提供了堅實的基礎。在一般的電路體系設計中，有些遠端電路體系通常會發生控制不穩定的情況，只有采用高頻率的檢修才能對這些機械設備進行分析與檢測，然后經過不同的性能比對線路進行維護。配電網自動化技術可以通過實時監控對突發的故障進行有效預防，也可以通過遠端系統完成定位和控制。在DA故障發生時，可以采用直接自動檢測與優化的方法，有效減少故障發生時間[1]。

1.2 負載量過大問題

例如在農村地區，在白天，人們通常會外出工作，電力空載狀態出現概率較高，這依然會導致電力資源大量浪費，同時也極易出現安全事故等問題。為了能夠有效改善這些問題，技術工作人員就需要對農村的電力體系作出改造，以確保輸送的電能與電路的真實需求量呈正相關狀態，這同樣是電力體系自動化、智能化建設的要求。

2.配電網自動化技術建設原則

2.1 安全性原則

我國的基礎工程之一是電力工程，因此在建設中一定要關注最基礎的安全問題，只要是網架產生了安全問題，居民的最基礎的利益與安全就遭受到了最嚴重的損害。所以，技術工作人員在現實調整中，需要在關注經濟利益的條件下，確保其安全性。

2.2 穩定性原則

電力管網的運行是無間歇體系，沒有時間限制。特別是在一些地勢偏遠的山區，由于供電體系存在不穩定性的問題，致使供電問題頻發，一旦出現急需用電的情況就會給用戶帶來許多不便。如在農忙時期，需要機器對農作物進行收割與運輸，一旦發生供電不足的情況，就會致使錯失最佳農忙時期，減少收益。

2.3 因地制宜性原則

每一個地區的用電量以及地理環境都有所不同，以社區為單位的電力管網也是如此，技術工作人員可以根據其存在的共性來進行參考，卻不可以一味地追求抄襲與模仿。而是需要考慮清楚環境中有可能存在的隱患，根據實際情況進行全方位的分析與綜合，再科學且合理地作出電網管理的有效方案，這才是最大程度地滿足了設計要求[2]。

3.配電網自動化技術實際應用

3.1 建構大數據化的工作模式

對于發展配電網自動化技術來說，應用大數據技術能夠充分體現其舉足輕重的效果。比如，在大數據技術的高效支持下，電力調控可以充分展現其優勢，可以推行每個電力部門充分意識到結合大數據思維和大能源思維的作用。在應用大數據時，還應該考慮到大能源系統、環境安全、智能電網等層面的實際應用，比如，為了能夠體現統計分析合理性的改進，采用因果分析的方法，或者是為了能夠實現因果分析效率的改善，運用大數據分析手段，還可以為了能夠保證服務的優質化處理，將分析法作為基礎。因為基本的數據平臺是大數據，可以對平臺的高效運用，來完成對數據的質量采集的提高，對成本實行有效控制，實現廣域電力數據采集體系。在實現大數據技術普遍提升的過程中，就是把廣域檢測系統和數據仿真系統統一置入平臺，給挖掘數據提供行之有效的支持，故障傳播模式還有臨界條件都能得到大力支持，以此提升數據平臺的預警水平。

3.2 建立供電一體化模式

在變電站中，出線保護開關與饋線開關都和配電網自動化技術有非常大的關系，只有保證兩者有效融合，才可以建立出閉合性的電網，這樣在遠程操作閉合性電網時才會得心應手，在建立起電網自動化模式時，可以將自動化技術高效融合電網中。所以科技工作人員極其關注將出線保護開關與饋線開關兩種方式高度結合，提升遠程操作電網的能力，這才是為完成配電網自動化模式提供有力支持。

在電力網絡中，重合器是極其重要的一個方面。在電力體系中，電源連接不同的電網，經過人為分成幾個不用的層面，還要求在兩邊各安裝一個重合器，這樣能夠保證在其中某一層面發生電力故障時，兩邊的重合器能夠相互呼應。而且可以將電網中其他的線路供應電源自動地切斷，促使供電問題最大化，可以快速且高效解決配電網中的電源故障問題，提高處理問題的能力，減小電網故障問題對電力服務造成的不利影響。

在配電技術自動化設計方案中，饋線是比較關鍵的一部分，在配電網中，收集數據與記錄是自動化技術主要工作內容，并根據數據分析對所有電力體系進行掌控，而且在運營電力體系配電網過程中，主要是通過饋線獲得數據來源。所以，饋線在自動化運營中占據非常高的地位。科技工作人員需要把就地控制和饋線遠程控制進行高效地集合統一，來踐行饋線實現自動化和饋線的自動化處理，這可以通過對自動化技術的遠程數據進行分析與整理，給電力體系配電網及其實現自動化的供電運營日常工作提供大力支持。

3.3 收集自動化供電數據

自動化技術的使用會導致配電網數據增加，特別是隨著城市化不斷發展，城鎮居民的用電量激增，有的配電網的饋線數額高達千條以上，在自動化、智能化的技術全面應用下，導致配電網數據的電壓、發電量、無功與有功輸出、并網狀態等信息數據無限增長。所以，電力廠可以采用分布式、虛擬化計算技術創建出物理資源與IT虛擬資源有效結合，從而組織成數據庫。數據庫結合了所有IT硬件資源，這可以高效完成對大量供電數據的分析、整理、歸納和總結。可是，鑒于對資源合理利用方面進行考量，如今的供電數據庫一般只是采用一臺機器然后再虛擬成更多的邏輯虛擬機，以此來完成對更多的邏輯資源的有效利用，這會導致物理機處理數據的負荷變重，云吞量減小，反應時間減緩。所以，這就需要科技工作人員創造一個效率更高，響應時間更快的數據儲存策略。現如今，我國技術已經可以充分滿足為高效開發供電數據的儲存方法提供幫助，實行在物理機上開展ESXI系統的部署，并且把虛擬化的管理軟件（如V Center Server軟件）安裝在變電器的終端設備集群上，這樣就可以將資源共享到每一個變電器的終端設備之中。要想創建一個可以儲存在供電時所產生的大量數據，而且有物理存儲位置與空間的數據庫，需要科技工作人員首先開通云桌儲存平臺，然后填寫部門的地址，在選取需要的存儲空間與性能，調理好云桌網絡配置，建立一個虛擬的OBS桶與私有云界面，成為自動化平臺的根基。還可以將分布式系統基礎架構分為業務系統與存儲系統。

根據對自動化技術的開發，將配電網存儲數據架構分成應用層、表示層、會話層、傳輸層、網絡層、數據鏈路層、物理層7層，為了能夠完成這7層同類功能，采用聚合橫向的方案，然后根據聚合設施里的存儲計算等資源組合成可調度運維且統一的大數據庫。科技工作人員可以把威睿開發軟件安裝在每一個變電器的終端設備上，在物理機上對ESXI系統進行部署，再依據光纖變換機的共享磁盤在變電終端設備上創造搭建的硬件環境，再運用威睿客戶端對虛擬機與物理機實行統一管理。與此同時，根據X86變電器的終端設備對數據庫中底層硬件資源實行計劃與部署，依據交換方法將內部數據堆疊成2個萬兆交換機，按照獨立訪問的交互方法把外部數據堆疊成兩個千兆交換機。然后再根據數據庫的實際需求實行定制開發與封裝，這時系統就會具有良好的云吞量與強大的算力，以此來完成更加高效的數據處理[3]。

3.4 建立配電系統自動化

配電系統完成自動化以后，所有的網絡都不是獨立存在，而是相互依存，彼此關聯。為了能夠保證在真實情況下配電裝置可以合理且高效的運用，每一個環網都相互融合。現如今，配電網主要的趨勢之一就是自動化建設，例如在隆化縣，其配電網規劃是根據配網網架的“統籌規劃與同步建設”和配電自動化的原則，采用“通信與終端差異化和主站一體化”的方式，整體推行配電自動化建造，大力提高配電自動化的使用水平。

根據覆蓋配網設備為主要目的，使用各種各樣的通信方法（如無線公網、光纖等）建設具有一些遙控特點的實時監控體系，經濟狀況好的縣城區在一些關鍵節點上完成“三遙”，廣大農村地區、新建待開發區與成城郊區完成“兩遙”。在配電自動化體系中，為了能夠保證配電網故障部分的自動恢復供電并且能夠迅速切除，可以經過配電終端和主站的結合，體現出全面的集中型饋線與SCADA功能的自動化功能。在完成這些任務之后，需要經過信息交互總線完成工程生產管理系統、地理信息系統、地調EMS系統等和配電自動化系統相互配合，調整配網資源，創建全面的配電網網絡模型，充分體現以配電網拓撲為基礎的各種實用功能，然后創建出全面且統一的配電自動化體系。

3.5 進行科學的檢修故障

在電網實際運行中，經常會出現電力故障問題，將直接影響到配電網的安全，然而檢修電網故障不是一個簡單的工作。在地理信息體系還不夠完善時，需要工作人員依次排查可能出現的問題，然后再針對出現的問題進行研究，不但消耗大量的物力和人力資源，還極其浪費時間。由于現如今的配電網自動化技術得以快速發展，工作人員可以依據信息系統精準且快速地定位到故障點，還能直接對問題進行有效分析，并及時解決故障，以此來保證電網暢通，這就可以簡化故障檢修的過程[4]。

3.6 采用光纖IP通信網絡技術

在古老的農村通信網路技術的應用中，總是會出現一些通信寬度的寬帶無法滿足配電自動化技術的工作、主站層不能和終端數據與信息實行實時交互等問題。因此，在農村配電網的使用中，配電網自動化技術受這些因素的影響。為了能夠消除這些不利因素，部分農村在應用配電自動化技術時，也會將其通信網絡采取整體的改造升級，把光纖IP通信技術替換掉原始的通信技術。這不但可以高效地解決由于寬帶的不足不能在農村應用配電自動化技術的問題，還可以通過光纖IP通信技術，對整體的配電自動化體系進行全面整改，提高終端層和主站層之間的交互效率，較少彼此的交互時間，提高整體配電自動化體系的信息交互和監督管理的能力。

3.7 采用電網調度自動化技術

由于配電自動化技術的穩步提升，配電網調度自動化技術也被分成5個等級，而且這些等級都能夠被配電網自動化體系直接用來自動調度，不需要再依照傳統的人工方法來實現電網調度工作。例如，在農村配電網中實行電網自動化調度技術，這不但能夠對整個的配電網系統采用在線實時狀態監督和檢測，還可以將收集到的所有數據信息實行仔細的比對與分析，這樣配電網自動化技術就能夠依照那些反饋的信息與農村的配電狀況采取準確且科學的調度。簡而言之，就是在用戶多的地方調度多一些電力進行供應，配電網自動化技術會比人工更精準和高效，從而也可以避免人力物力的資源浪費。

3.8 應用模擬技術快速與仿真技術

在農村配電網的運行和創建中，模擬技術與快速仿真技術不但能夠高效地預測并分析故障，還能夠在無人看管的狀況下對故障區進行自動電壓控制，來保證整體的配電網絡能夠安全運營。由于這項技術可以準確無誤的對數據信息進行科學的計算和高效的分析，而且可以自動排查出配電網故障原因，然后提供給相關檢修人員許多可行的解決方案作為參考，這不僅可以減小其工作強度，還可以高效地提升檢修故障的效率，減小故障區域所產生的斷電時間[5]。

4.結論

電力體系的自動化建設不僅能夠使配電網絡平穩且正常的運行，也能最大限度地增加電網運行的管理效率，還能夠對電網進行自我監控與保護，并且可以對運行設備采取實時的自動維護，以此來確保電力平穩且安全的供應給所用的用戶。因此，配電網與自動化技術的結合，不但是未來電力行業的發展趨勢，還可以促使此行業不斷進步，降低整個社會的功耗。