配網自動化技術在配網運維中的應用

國網湖北省電力有限公司棗陽市供電公司 張征宇

在電力系統中配電網屬于基礎組成部分，其運行過程能夠實時接收電能信息并向用戶電力網上分配。在電網運維階段，自動化技術的應用不但節約了人力成本還提高了運維效率，為配網安全運行提供重要支持。

電力系統的組成結構龐大，配電網在系統整體肩負著中轉與分配的職能，可以通過輸電線接收電能，之后向不同用戶終端分配。配電網處于電網系統末端，和輸電網絡、電氣設備直接相連。因此配電網不但分布面積廣且線路長，其中電力設備較多。配電自動化技術屬于依托計算機、通信、控制等領域技術對于配電網的運行、用戶、離線、電力等信息進行集成，組合而成自動化運管系統，負責檢測配電系統運行或故障情況，對于配電過程進行控制與管理。因自動化系統組裝結構復雜，來自于電力企業、配電系統的數據都存在于配電網絡當中，在自動化技術的應用下能對配電、饋線等展開自動化管理。

1 配網自動化技術優勢及類型

1.1 配網自動化技術優勢

配網操作簡單且安全、高效。和傳統配網控制系統對比，自動化技術的應用能和現代化技術相互融合，通過無人操控的方式控制管理成本，讓操作流程更加簡化，使供電系統運行效率更高；在配網運行過程配電輸送十分關鍵，需保證供電系統電能的順利輸送，利用自動化技術即可攻克運行效率低這一弊端。對比于傳統的配電工作模式，對于配網狀態監測更加及時，能預防人為操作失誤導致運行故障，保證電力設施安全[1]。

自動化技術的運用可改善云端工作環境，減少人員在極端天氣下展開外業作業，保證運維人員安全；提高故障的檢修效率，配電網運行階段故障問題難以避免，自動化技術應用后可對線路故障持續檢測，采取有效的檢修措施，對于故障快速作出反應，將局部電網切斷，控制故障分類，降低對配電網絡產生的影響，降低系統損失。可見在自動化技術的支撐下能取代大部分的人工作業，降低配網運維操作難度，讓電力輸送效率和安全性能有效提高。

1.2 配網自動化技術類型

監控自動化。主要指的是依托aram 頻率檢測的監控技術，能搭建實時的監測系統，對于終端配網的運行狀態進行隨時維護。與此同時，依托該技術還能實時分析配電網的自動化運行狀態，利用SCADA 打造綜合控制系統，對于終端數據的數量進行控制，還能輔助數據交換，最終實現共享，讓數據傳輸效率和速率都有一定提升，為配網維護工作提供支持[2]。

自動化通信。由于配網自動化的應用需要依托通信技術而進行，建設配電網階段，出于對遠程控制的嚴格要求，因此通常利用光纖通信，此技術性價比超高，不但能輸送配電信息，而且還能控制輸電頻率。在配網設計過程當中，通常會對數據進行快速傳輸，依托其性能開發出諸多拓展功能；信息一體化。當前為信息化時代，配網系統同樣如此，配電自動化的應用使得電網系統信息一體化優勢明顯。信息一體化在配網運維當中十分重要，在電力系統中融合所有區域配網系統的信息，信息統一后傳遞效率更快，可提高配電效率，讓配電過程達到智能化狀態[3]。

管理集中化。電力系統運行階段，由于用戶分散、配電網絡也具有分散性特點，隨之產生的信息和數據也極為分散，共享困難、影響配電效率。在管理集中化技術的運用能解決配電系統信息共享問題，通過集中化系統讓配電系統變為整體。當前，在配網自動化應用階段開發出的SCADA 系統就能連接控制中心，利用用戶資源輔助配網運維；新型FA 系統。是分布式電源，使用過程能根據用電戶匹配適合電源，實現智能供電，該自動化技術應用能提高電能利用效率。

2 配網運維常見故障及解決策略

2.1 常見故障

閃絡故障。在電網運行階段可能出現閃絡故障的問題，原因主要是電網設計不合理。部分配電網絡初期設計和當前運行環境存在不同，由于建設時間較早、和運行需求不符。在部分電力設備的配電線路運行階段設備可能出現老化現象，線路絕緣層破損或存在污垢，對于線路的導電能力產生影響，從而產生閃絡故障[4]。

異常電壓故障。由于部分電網設計時間早，與目前電網架構間可能出現不匹配問題，功能沖突導致配網自動化技術難以應用。由于配網設備運行效率低，難以供應電力需求，還有可能導致配電網運營壓力不斷增加。如果配網長期處于超高壓運營狀態，則電壓就會出現異常，對于配電網運行安全、效率產生影響。如若不能快速對于異常電壓進行處理，就可能影響配網運行導致安全事故發生，對于群眾安全造成威脅。

2.2 解決策略

關注配網改造。配網運維階段，利用配網自動化需要關注配網設計、配網改造等。對于配網進行改造能優化電力系統、滿足對供電需求，支撐配網自動化的控制，讓配網運行更加穩定、安全。在配網建設階段，相關人員應優化配網設計，對于圖紙進行整理和改造，做好內容記錄、防止材料丟失。為保證配網使用安全，將其運行安全系數有效提高，相關人員還需注重電網改造以后隨時監督，對其進行巡查，重點對于設備地線接地情形進行檢查，還需要對于電線桿埋入土深度合理性進行檢查。無論是供電企業還是配電部門，都應該關注設備更新，利用自動化技術和設備和原有電力設施、電力系統進行融合，完善配網改造，為配網自動化運行奠定基礎[5]。

完善硬件建設。在配網運維階段，運用自動化技術需要硬件系統的支持。配電網當中硬件系統包括電力硬件支撐和修復兩種系統，發揮硬件系統的優勢，運行自動化技術，能夠將配網運維方面問題解決。相關人員應該注重硬件系統的應用，及時收集電力數據，并且對其展開整理，通過剖析以后，確保技術人員能對故障位置迅速定位，找到問題原因，將供電效率不斷提高。除此之外，配電部門也需要健全監管系統，通過對配網監管，利用修復系統，控制故障問題導致長時間斷電，將供電質量不斷提高。

改進配網性能。為支持配網自動化的順利應用，在配網運維過程當中，還需關注配電網絡的自我診斷功能優化，改進配網性能。供電任務結束后可利用通信技術、計算機技術對配網數據進行檢測和輸送，將配網水平不斷提高。此外，配網運維管理人員還需要在故障發生時快速進行檢查維修，防止自動化設備存在故障，影響電力系統運行。

3 配網運維中配網自動化技術的應用策略及應用前景

3.1 自動化監測配電運行

隨著城市化建設進程日益加快，為保證城市規劃、電力系統間的銜接可能存在滯后性，配網建設和城市發展步調不統一。由于社會對于電力需求量相對較大，隨之導致配電網負荷也越來越高，電力配套可能和用戶要求不符，加上電力設備出現老化，使得配網事故發生率日益提升。在配電運維的管理工作開展階段，安全管理屬于核心內容。考慮到配電網運行環境極其復雜、可能受到自然影響，也有可能受到人為因素影響，增加系統的故障發生率。如未能將配電系統故障問題發現，就會導致線路出現短路故障，還有可能導致電路溫度不斷提高，最終線路起火威脅用戶安全。在此環境下，用自動化技術可實現對運維過程的監測，還能自動采取控制措施，利用自動化系統對配電環節設備和線路運行狀態實時監測。

如配網系統特定結構存在故障、配網運行出現異常，自動化技術的應用就能及時捕獲異常數據，并對數據展開分析，通過自動追蹤定位故障位置明確故障成因，采取自動化隔離措施，控制故障范圍逐漸擴大，威脅電網安全。自動化系統還擁有自動恢復、防護多種功能，當電網受到外部攻擊影響，配電系統能分析攻擊信息，預防黑客、病毒向配電系統當中植入，維持系統安全運行。此外，配電自動化的應用下還可賦予配網系統自愈能力，如系統出現故障或配網受擾動，自動化系統就能及時響應，完成故障檢測和區域隔離，待故障被全部排除后就能將供電自動恢復。

3.2 對于配網信息化管理

當前配電網絡發展呈現智能化特色，更多電力設備和傳感器被應用于配電系統中，在現代化設備應用下能確保配網的運行效率。在配網實際運行階段，可能產生較高的系統電壓、電流，系統內部還有可能出現無功功率與諧波，利用自動化技術能管理配網信息，借助智能裝置收集系統電壓、電流、波動、偏差數據信息，并向配電系統信息中心發送，系統根據信息內容生成生產報告以供配網運維人員排除故障，制定運維方案，同時還能為電網規劃或新用戶并網提供數據支持。

在新能源領域快速發展背景下，全國各地充電樁的建設數量越來越多，因充電樁的運行具有不穩定性和非線性特點，可能影響供電系統運行質量。在充電樁使用階段，配電系統內部非線性斜波出現概率不斷提高，導致三相不平衡或者功率波動，以上問題會影響電能傳輸質量，不利于配電網絡運行。配電自動化應用能輔助充電樁運行檢查，采集運行數據向配網系統上傳，由系統對于運行數據展開分析，了解不同地區分布式電源使用特點，從而制定管理和調度方案，這一應用對于城市的配網系統存在的供需不均衡問題解決十分有利。

3.3 自動化實現配網調度

配電自動化可應用于配網調度的管理當中，按照配網的實際運行狀態展開調度管理，對于不同線路或者配網區域電力負荷進行調節，維持電能的供需平衡，使配網系統運行穩定、安全性不斷提高。與此同時，在配網運行階段，還會產生大量數據信息，依托數據采集、分析和管理，輔助電力調度的順利進行。我國電網行業逐漸向智能化方向發展，配網系統內部數據信息日益增多，傳統運維技術和電網發展現實需求可能存在不符之處。引入配電自動化完成配電調度能實現配網運維無人值守，解決傳統配網調度存在的不足之處，有效管理各個配網環節。

此外，自動化調度使用SCADA 管理系統，該系統同時具備電網數據采集、監控、信息監測及EMS 多種功能，應用于電力調度能預測電網的實時用電量，從而對不同區域用電情況合理安排，防止出現特定區域用電緊張問題。

3.4 向智能化方向發展

在互聯網技術快速發展過程，智能化時代已經來臨。配網系統內，物理現象、物理參數能形成特定標準，可通過數據化形式呈現，對于計算機處理方式極其有利。將電網和互聯網相互融合，能加速電力全球化格局的形成。電網運行范圍更大，還能開發更多國外市場，與國外電網之間融合、拓寬合作空間，在數據技術和網絡技術的支持下，讓配網自動化逐漸向智能化方向發展。

3.5 自動化技術應用靈活

科技的發展能推動技術發展，配網自動化也在不斷發展，能讓電網的故障診斷、自動化處理功能更強。特別是當前電網范圍不斷擴大，所以要求自動化技術的監控力度更為精準，防止電力故障問題發生對于電力網絡造成危險，還能預防電網受到外部攻擊。利用自動化技術，部分危險性較高的檢修工作能用機器人代替，靈活運用自動化技術，通過遠程操作的方式讓智能機器人完成電網的檢修和運維操作。

綜上，配網運維工作開展階段，充分發揮自動化技術的優勢能保證運維質量及效率，提高配網安全性。在電力行業發展迅速環境之下，管理行業人員應明確配網運維中常見故障，尋找解決措施，對于配網自動化進行合理利用，讓自動化配網技術能得到推廣，為行業發展提供技術支撐。