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

■ 文/顧 思

隨著我國經(jīng)濟社會的快速發(fā)展，電力作為基本保障能力的重要性日益凸顯。為提升電力保障能力，加大智能化電網(wǎng)建設(shè)成為當前電力系統(tǒng)最重要的工作內(nèi)容。智能配電網(wǎng)的發(fā)展離不開對配電自動化技術(shù)的充分運用，因此，強化配電自動化技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用是電力保障方面的重要課題。

作為世界上最主要的制造業(yè)大國，我國對電力保障的需求持續(xù)提升，這對配電管理等供電保障內(nèi)容提出了更高的要求。配電自動化技術(shù)作為智能配電網(wǎng)中的一項核心技術(shù)內(nèi)容，經(jīng)過業(yè)界多年的努力，已經(jīng)達到比較高的技術(shù)水平，完全具備了廣泛應(yīng)用的標準和條件。智能配電網(wǎng)建設(shè)的大力推動也為配電自動化技術(shù)的進一步成熟和發(fā)展提供了契機，多樣化、標準化及智能化是其最重要的發(fā)展方向，并對整個配電網(wǎng)建設(shè)產(chǎn)生巨大的優(yōu)化作用。

配電自動化技術(shù)為智能電網(wǎng)發(fā)展奠定基礎(chǔ)

配電自動化技術(shù)屬于一種綜合性的信息管理系統(tǒng)技術(shù)，該技術(shù)充分整合了計算機和數(shù)據(jù)處理等相關(guān)技術(shù)內(nèi)容，強調(diào)基于現(xiàn)代化設(shè)備采用現(xiàn)代管理方式。應(yīng)用配電自動化技術(shù)的目的就是充分提升系統(tǒng)中電力供應(yīng)的穩(wěn)定性和可靠性，優(yōu)化電能保障水平，同時有效降低運行成本，大幅減輕電力運營保障人員的工作強度。

我國目前推行的配電系統(tǒng)自動化建設(shè)已經(jīng)發(fā)展成了涵蓋變電站自動化、饋線分段開關(guān)測控、電容器組調(diào)節(jié)控制、用戶負荷控制和遠方抄表等一系列智能化管理功能，智能化程度顯著增強，電力保障能力有了巨大提升，并給未來的智能電網(wǎng)發(fā)展奠定了非常堅實的基礎(chǔ)。

智能配電網(wǎng)與配電自動化技術(shù)的融合應(yīng)用

智能配電網(wǎng)建設(shè)離不開配電自動化技術(shù)的運用，將兩者融合已經(jīng)成為目前配電網(wǎng)建設(shè)最主要的技術(shù)途徑。

智能配電網(wǎng)建設(shè)充分提升了電力保障的智能化程度，通過實現(xiàn)高度自動控制和管理，配電網(wǎng)的自我調(diào)整和診斷能力得到充分優(yōu)化，進而整個電網(wǎng)的運營穩(wěn)定性和可靠性都有了根本性提升。智能配電網(wǎng)建設(shè)目標為配電自動化技術(shù)的研發(fā)提供了明確的方向，而配電網(wǎng)結(jié)合配電自動化技術(shù)發(fā)展了分布式電源等智能化系統(tǒng)模式，使配電自動化技術(shù)在其自動控制功能方面得到了顯著的增強，并對整個智能配電網(wǎng)的系統(tǒng)升級和供電穩(wěn)定性形成了有力的支持和保障作用。

配電自動化技術(shù)內(nèi)容比較廣泛，就目前而言，其核心技術(shù)主要包括4 個部分：一是配電網(wǎng)IP 通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，二是配電網(wǎng)測控技術(shù)，三是分布式電源控制與調(diào)度技術(shù)，四是系統(tǒng)集成總線技術(shù)。

●配電網(wǎng)IP 通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

智能配電網(wǎng)需要借助該技術(shù)實現(xiàn)高質(zhì)量通信，并確保控制指令能夠準確高效地傳輸。一方面，通信技術(shù)要求保證信息準確性和系統(tǒng)穩(wěn)定性，能夠承受較大電磁干擾而不發(fā)生信息丟失等問題。配電網(wǎng)IP 通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)構(gòu)建形成了一個能夠全面覆蓋配電網(wǎng)節(jié)點的廣域IP 通信網(wǎng)，以光纖作為主干網(wǎng)的信道選擇，并采用載波、無線等一些靈活的輔助方式作為配電網(wǎng)分支網(wǎng)的通信方式，可以充分保證配電網(wǎng)通信的帶寬和抗干擾能力。

●配電網(wǎng)測控技術(shù)

配電網(wǎng)測控技術(shù)是整個配電網(wǎng)保持正常運行狀態(tài)的基本保障手段。該技術(shù)可以實現(xiàn)對整個配電網(wǎng)運行情況的全面掌握，并為智能化管理提供準確信息。從配電網(wǎng)絡(luò)自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成來看，按照其功能主要分為4 個單元：調(diào)度主站、智能設(shè)備、IP 通信網(wǎng)絡(luò)、支路控制子站。配電網(wǎng)測控技術(shù)依賴這4 個單元的硬件支持，形成應(yīng)用基礎(chǔ)環(huán)境。測控系統(tǒng)集中監(jiān)控調(diào)度主站、智能設(shè)備、IP 通信網(wǎng)絡(luò)與控制子站的工作狀態(tài)，完成數(shù)據(jù)采集、通信、管理工作，可以保障智能化電網(wǎng)的常規(guī)測控。

●分布式電源控制與調(diào)度技術(shù)

分布式電源控制與調(diào)度技術(shù)可以對配電管理控制進行優(yōu)化，并實現(xiàn)對分布式電源應(yīng)用的全面支持，達到即插即用的便捷效果。分布式電源控制與調(diào)度主要包括4 項關(guān)鍵技術(shù)：電壓無功控制技術(shù)、廣域保護技術(shù)、微網(wǎng)技術(shù)和虛擬發(fā)電廠技術(shù)。智能電網(wǎng)中所使用的配電自動化技術(shù)，主要通過針對微網(wǎng)發(fā)揮功用的分布式智能技術(shù)的合理運用，對微網(wǎng)與主網(wǎng)的關(guān)系進行管理和控制，有效地保障分布式電源與負荷在網(wǎng)絡(luò)上進行手動和自動調(diào)控，增加配電網(wǎng)電壓的穩(wěn)定性。

●系統(tǒng)集成總線技術(shù)

系統(tǒng)集成總線技術(shù)可以幫助電力公司有效避免出現(xiàn)“自動化孤島”問題。在配電自動化的具體設(shè)計中，采用統(tǒng)一標準，建立涵蓋配電網(wǎng)所有電力公司的集成總線，自動化控制相關(guān)數(shù)據(jù)和信息能夠通過總線實現(xiàn)高度自由交換和內(nèi)容共享。系統(tǒng)集成總線的核心技術(shù)主要是中間件技術(shù)以及公共信息模型技術(shù)，這些技術(shù)能使智能配電網(wǎng)各種類型應(yīng)用軟件可以充分兼容，使整體運行效果更加穩(wěn)定，這也有利于智能化控制電力的調(diào)度和電源并網(wǎng)。

配電自動化技術(shù)可以有效提升智能電網(wǎng)的配電效率，還可以在保障配電網(wǎng)高效運行的同時對配電網(wǎng)信息進行分段提取，通過分析這些數(shù)據(jù)，使總控制室能夠?qū)﹄娋W(wǎng)各支路的運行狀態(tài)有充分掌握。如果某環(huán)節(jié)發(fā)生故障導致停電，智能電網(wǎng)可以通過配電自動化技術(shù)及時進行準確處置，將電網(wǎng)故障限制在最小范圍。

當前我國智能電網(wǎng)中配電自動化技術(shù)的發(fā)展問題

近年來，我國智能電網(wǎng)建設(shè)取得了巨大進展，這一方面與我國電力用戶的多元化需求高速增長息息相關(guān)，另一方面也是配電自動化技術(shù)的不斷完善進而推動產(chǎn)業(yè)升級的必然結(jié)果。從實際情況來看，我國目前智能電網(wǎng)中所采用的配電自動化技術(shù)的發(fā)展還存在以下幾個比較突出的問題，這些問題給我國智能電網(wǎng)建設(shè)造成了一定的阻礙和限制。

一是智能電網(wǎng)建設(shè)不均衡。智能電網(wǎng)建設(shè)在我國呈現(xiàn)非常明顯的不均衡情況，在東部沿海地區(qū)整體建設(shè)水平較高，在中西部地區(qū)則要明顯落后。其最大的問題是光纖建設(shè)不能充分覆蓋整個配電網(wǎng)，導致智能化控制出現(xiàn)嚴重的條塊化問題。

二是配電自動化技術(shù)發(fā)展不完善。我國在相關(guān)領(lǐng)域研發(fā)和建設(shè)起步較晚，一些關(guān)鍵性的技術(shù)還存在欠缺。技術(shù)缺陷問題雖不影響整體智能電網(wǎng)的安全運營，但會導致智能電網(wǎng)整體穩(wěn)定性較差，這在一定程度上限制了我國在配電自動化系統(tǒng)領(lǐng)域的發(fā)展。另外，在軟件研發(fā)方面，很多設(shè)計思想和研發(fā)理念都是對目前系統(tǒng)應(yīng)用的優(yōu)化和完善。

我國智能配電網(wǎng)中應(yīng)用配電自動化技術(shù)的優(yōu)化措施

針對目前我國智能配電網(wǎng)中配電自動化技術(shù)的實際應(yīng)用情況和一些典型問題，有必要從關(guān)鍵環(huán)節(jié)入手加以有效解決，以此帶動整個技術(shù)應(yīng)用和建設(shè)的全面發(fā)展。

首先，構(gòu)建更加強大的現(xiàn)代配電管理體系。配電自動化技術(shù)與智能配電網(wǎng)建設(shè)密不可分，在智能電網(wǎng)建設(shè)中必須充分突出智能化和系統(tǒng)化目標，通過將整個國家的配電網(wǎng)作為一個環(huán)環(huán)相扣的整體，研究更有效的智能化實現(xiàn)途徑。應(yīng)構(gòu)建適應(yīng)目前需要和未來發(fā)展的現(xiàn)代配電管理體系，并以此為目標，對自動化功能和配電技術(shù)進行深度研究開發(fā)，以需求帶動配電自動化技術(shù)的進步和應(yīng)用拓展。

其次，強化電力系統(tǒng)智能配電網(wǎng)均衡建設(shè)。我國電力系統(tǒng)建設(shè)已經(jīng)達到了一定的水平，隨著電力生產(chǎn)入網(wǎng)方式的不斷增加，電網(wǎng)智能化控制成為一種必然的標準，不再是各地區(qū)電力建設(shè)的可選擇項目，而是必須達到足夠協(xié)調(diào)統(tǒng)一標準才能保證全體系均衡發(fā)展。在這種情況下，應(yīng)優(yōu)化配電自動化技術(shù)在智能配電網(wǎng)中的運用，提升整個電網(wǎng)的運營質(zhì)量。尤其是過去那些在智能電網(wǎng)建設(shè)相對落后的中西部地區(qū)，如今風電、水電、太陽能發(fā)電等方式的不斷融入，對整個電力系統(tǒng)的格局產(chǎn)生了非常大的沖擊。強化這些地區(qū)的智能電網(wǎng)建設(shè)，開發(fā)適應(yīng)這些地區(qū)的配電自動化技術(shù)，完成具有地域特點的智能控制和管理，這將成為實現(xiàn)我國電網(wǎng)整體全面發(fā)展的必由之路，也是配電自動化技術(shù)與智能電網(wǎng)相融合的重要環(huán)節(jié)。

最后，注重配電自動化技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用。智能配電的實現(xiàn)，最終要落實在具體的技術(shù)運用方面。加大相關(guān)技術(shù)，尤其是最核心的配電自動化技術(shù)的研究和利用，這是當前智能電網(wǎng)建設(shè)的一項重要任務(wù)。配電自動化技術(shù)的核心環(huán)節(jié)需要得到足夠投入，強化其整體性能和效能，從而確保整個電網(wǎng)利用自動化技術(shù)獲得更高質(zhì)量和穩(wěn)定性的智能控制管理。配電自動化技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用還要考慮信息技術(shù)發(fā)展帶來的建設(shè)性影響，智能電網(wǎng)并不是一個孤立的網(wǎng)絡(luò)體系，在很大程度上還要與各地區(qū)的社會建設(shè)保持高度協(xié)同，引導社會資源在其中發(fā)揮更大作用，才能確保相關(guān)技術(shù)的支持保障力度。

綜上所述，配電自動化技術(shù)在智能電網(wǎng)中有著非常關(guān)鍵的作用，是智能電網(wǎng)正常運營不可或缺的關(guān)鍵技術(shù)。從目前我國智能電網(wǎng)建設(shè)情況來看，基于配電網(wǎng)自動化技術(shù)有效發(fā)揮功能，智能電網(wǎng)已經(jīng)達到非常高的建設(shè)和應(yīng)用水準。但是，其中難免存在一些問題，如系統(tǒng)化設(shè)計不合理、建設(shè)和發(fā)展不平衡以及技術(shù)發(fā)展應(yīng)用水平不高等，這些問題的解決需要從實際入手，全面調(diào)動各種優(yōu)勢資源，形成對智能電網(wǎng)和配電網(wǎng)自動化技術(shù)的促進作用。整個智能配電網(wǎng)的建設(shè)過程必然不會一帆風順，只有不斷努力才能取得預(yù)期效果。