基于智能電網的配電自動化系統分析

王奕弢

國網江蘇省電力有限公司常州市金壇區供電分公司 江蘇 常州 213200

引言

隨著智能化水平的提高，配電自動化的應用得到了更好的配置支持，在兼容性方面也得到了很大程度上的提升。隨著環保型社會的到來以及配電自動化應用的完善，未來智能電網的服務質量、節能效果將得到提升。電能已經是人們生產和生活中的必需品，而對于電網企業來說，想要更好地滿足人們的各項需求，需要做好技術的不斷改善，讓企業的各項運行系統都可以得到進一步的完善。電網自動化主站建設就是指利用信息技術對電網設施進行數據采集、分析與管理，進而為人們的生活生產起到良好的推動作用，也能夠為電力系統運行穩定奠定基礎，更能夠提高電力企業的經濟收益。配電網是電力系統運行中最為重要的構成部分，對電力系統的運行穩定與安全具有重大的意義，也會影響電力企業的發展。如今幾乎所有行業都增加了對電力的需求，一方面對配電網的質量提出了新的要求，另一方面也必將造成更大的電能損耗，而配電自動化的應用在服務質量提升以及節能環保方面具備優勢。

1 配電自動化概述

配電自動化技術的工作原理主要是把現代化硬件，在我國配電系統中進行應用，通過現代化的改造方式來讓二者進行有機結合。在配電系統中形成配電自動化技術，通過通信網絡監控的方式來讓電力企業可以對電網系統進行實時且充分的監控、研判，以此幫助生產一線人員在第一時間發現其中的問題，并且可以在故障發生前進行處理準備，進而大大提升了電網系統的運行效率。另一方面，對于配電自動化技術來說，還有一個重要的優勢就是區域性隔離，一旦配電網發生故障，故障區域就會在第一時間被隔離，進而讓配電網的電力處理不會對其他區域的正常用電造成影響。借助與供電范圍內的條件相對應的配電自動化運行方案，能夠將配電網的實際運行狀況進行監控，提升網絡管理效果，鞏固配電網的運行穩定性，進而滿足社會對于電力資源越來越大的需求。

2 配電自動化技術

2.1 仿真技術

對于配電網的運行與管理工作來說，其中涉及饋線管理、需求管理以及配電站房管理。不過，為了進一步實現自動化管理，還應當對仿真技術進行充分利用。該技術能夠對不同的瞬態過程與穩態進行測試，同時，還能夠為試驗提供非常有用的參考數據。除此之外，相關技術人員能夠通過模擬技術進行培訓，在對新設備進行測試的過程中，可以優先進行模擬操作進行熟練，以此防止發生安全事故。所以，仿真技術可以為電力自動化系統建立一個良好、安全的測試環境，對提升技術人員的專業水平與操作能力有著非常大的幫助。

2.2 自動化饋線技術

饋線自動化技術是在電力設備、用戶、配電站房三者之間形成的自動化饋線，通常情況下，能夠發揮兩個作用：①對設備故障問題進行檢測、研判。通過對故障設備的轉移與隔離來恢復供電設備。而其中的故障隔離、定位與恢復功能都要通過配電網拓撲來實現。在對故障進行處理之前應當明確配電系統中開關的分合狀態。結合網絡狀態來實施網絡拓撲，以此來保障處理故障的時間。另一方面，自動化饋線技術還擁有故障定位功能，其可以利用饋線終端設備的過流信號和故障檢測告警事件序列，通過配電網拓撲，來對故障所在的區段以及饋線進行有效判斷，對于檢測以及故障排查工作有著很大幫助。②對配網正產運行狀態的數據進行測量，完善運行狀態。應用饋電自動化技術可以及時發現故障，同時，結合相關數據來進行判斷，進而做出保護動作。一般來說，該項技術還可以對饋線聯絡開關狀態和饋線分段開關等進行遠程監控，以此使故障處理效率得到最大程度的提高。該項技術與配網一次設備的開關以及系統網絡結構有著直接聯系，其可以對環網供電開環運行以及饋線開關實施遠程操作，使配網自動化系統得到廣泛應用。

2.3 智能化控制技術的運用

人工智能技術是通過模擬人體感官和神經傳導系統，讓機械產品可以實現和人體類似的相應機能的技術。人工智能的應用為各行各業帶來了極大的便利，儼然已經成為工業發展的大勢所趨。在很多領域里，機器智能甚至已經超過了人的能力。目前，智能技術在電力行業中的應用主要有以下方面[1]：①電力系統自動化的實現需要運用到智能診斷技術，該技術是通過模擬人的神經網絡，通過傳感器、集成電路等設備達到信號傳遞的目的，從而使電力網絡也能自行診斷故障。目前該技術的運用還不夠成熟，只能做到及時發現問題，而故障排除還要依靠人工實現。具體的步驟是，電氣設備在工作過程中發出振動，將振動信號轉化為電信號并進行整合篩選，這樣出現故障的線路就會傳遞出不穩定的電信號，工作人員通過觀察電信號就能識別故障部位。②智能診斷技術是基于電氣工程的，是片面的、功能單一的自動化技術，要想實現真正的自動化，還需要引入信息技術。目前的輸變電系統只能達到自動檢測故障，要想實現自行修復，還需要在控制計算機里接入專家系統，利用數據庫、建模系統、邏輯算法等程序，將發現的故障轉化為計算機可識別的模型，并在數據庫中自行檢索解決方案，這樣常見的故障都可以自行解決，疑難問題再轉交人工處理，故障排除的自動化得以實現。

3 配電自動化現狀

3.1 配電自動化系統缺乏足夠的穩定性

雖然經過多年的發展，配電自動化系統的穩定性有所提高，但對于長時間運行來說，系統的穩定性仍顯不足，主要原因如下：一是不同于站內自動化系統，配電自動化系統的終端設備主要安裝在室外，長期受到日曬雨淋等天氣條件的影響，運行環境較室內設備惡劣許多，容易造成設備的故障，對設備提出了更高的可靠性要求；二是與站內自動化系統相比，配電自動化系統缺少固定獨立的操作電源箱，操作和控制電源不易提取。

3.2 電源故障

電源決定著系統的控制能力，重要的自動化設備應當滿足有兩路電源供電的要求，而實際上很多變電站達不到這個標準。斷電等異常情況下，若無法及時發現并處理，當蓄電池電量耗盡后，整個系統就會停止運作。

3.3 配電整體發展并不完善

盡管我國的電力開發技術有了較明顯的成效和進步，但電力配電自動化系統的建設并沒有積累較為充足的經驗和教訓，仍舊存在很大的發展空間，相較發達國家來說存在著顯著的距離，即便是應用十分廣泛，卻尚未構建完善的系統和機制[2]。而且，在配電管理的時候，專業人員也需要予以指導。然而，我國在這一領域的資金投入是有所不足的，專業人才隊伍的規模相對有限，面臨著很大的人才缺口，這也就進一步限制了電力站工作的正常開展。在資金稀缺的限制下，我國電力配電自動化的體系發展也不夠成熟，配電網建設的質量有所欠缺，管理水平也沒有實現質的飛躍。

4 智能電網的配電自動化系統優化

4.1 完善管理制度

規范的制度是保障各方面工作穩定有序開展的首要前提。即使系統智能化、自動化程度達到很高的水平，如果沒有相應的技術人員進行操作，電力系統運行效果仍然難以保障。對此，電力單位要做到以下兩點。①樹立先進的觀念意識。單位可以定期對工作人員進行培訓教育，無論是技術人員還是工人，都要摒棄傳統觀念，樹立與時俱進的現代思維觀念。②建立健全管理體制。制定規章制度，實行獎懲措施，完善責任制。對優秀員工進行表彰，對不負責任的行為進行打擊，確保每個人都能各司其職，做好自己的工作。

4.2 優化配電自動化結構

建立移動網絡通信網絡期間，應合理應用負荷管理系統，同時與遠程網絡技術與用戶管理等技術相結合，如此不僅可以確保用電服務質量，還能避免竊電與偷電等情況出現，全面控制監督配電電壓質量。再者，應結合配電自動化系統流程創建遠程數據傳輸系統。借助移動網絡信息接收并傳輸配電自動化系統信息。然后在配電線路內設立電壓臨近器，同時借助計算機監測線路饋線電壓。此外，還應認真安裝高低壓無功自動填補設施，便于減少配電期間線路電量損耗，提升配電系統配電效率與輸送電壓質量。建立終端監測系統期間，應對數據信息進行全面分析，便于了解變壓器運行狀況，再者，還應加強配電自動化系統管理。這樣即便有配電故障出現，也能在短期內主動警示故障，便于進行故障維修檢查，保證智能電網正常運作。

4.3 提高系統的安全與穩定性

①合理應用電源環網供電模式。初期階段建立智能電網配電自動化期間，應與相鄰線路相連，借助兩電源組成環網供電模式，如此方能優化配網結構，確保配電網手拉手供電效果。該系統內，用到的變電站出現保護開關，具備自動操作與重合功能，再者，通信、事故信息與監控系統等方面操作都需要微機控制進行[3]。②合理應用自動符合分段器。安裝變電站出線期間，借助自動重合閘開關保護作用，可在線路中安置自動配電開關和電壓檢測設備，便于提升配電網運行安全。若配網系統當中某一線路遇到故障，自動重合分段器可自行判斷，明確開關故障時間。由此我們發現，結合供電部門現狀，合理選擇操作方式，既可以降低配電自動化成本，還能提升配電半自動化操作可靠與安全性。

4.4 做好配網規劃和準備工作

電力企業不僅要選擇適合自己的通信方式，還需要保證規劃的合理性與可行性，盡量避免電力系統在建成后出現更大的問題，避免不必要的經濟損失。值得注意的是，任何電力系統的構建都會伴隨著各種各樣的缺陷和風險，所以電力企業在構建的時候，也應當盡可能對其進行規避，要根據當地的實際情況做好準備，在工程施工時也要層層把控做好工序的交接工作和檢查工作[4]。工作人員應當結合當地的用電需求展開全方位的實地調研，設計出可行的用電方案，要確保全市區內的自動化覆蓋率。在必要的情況下，電力企業也可以利用無線加密模塊、GIS技術實現通信自動化。除此之外，企業應當進一步提升自身的信息技術水平，保證物資供應充足。

4.5 加快配電自動化系統相關設備的更新速度

配電自動化系統結構較為復雜，其高效的運作離不開相關設備的高度配合。倘若相關設備的發展速度跟不上城市電力的發展速度，那么配電自動化系統的作用就難以凸顯。因此，在推行配電自動化系統應用過程中，要對其相關設備的更新和建設速度有一定的了解。同時，還要加快相關設備的建設及發展速度，例如以供電可靠性要求差異制定策略為依據，以管理現狀及運行維修現狀差異化建設為依據，以解決系統故障關鍵設備為依據，從而促進配電自動化系統相關設備的進一步發展。

5 結束語

綜上所述，在社會不斷發展中，人民的生活水平也隨之出現了很大的提升，而電能更是成為人們生產和生活必不可缺的重要資源，因此對于電網企業的供電水平和供電質量也都提出了更高的要求。配電自動化在智能電網中的應用能有效提升其信息化管理能力，不僅能實現對電網運行狀況以及故障的監控，而且還能對安全事故進行自動化的處理，因此，智能電網的服務質量與配電自動化有著很大的關系。相信隨著電力需求的持續增加以及智能電網兼容性的不斷增強，未來配電自動化的應用深度以及應用范圍都將得到不同程度的增長。