新時期現(xiàn)代配電運(yùn)檢自動化管理探究

周業(yè)康

（國網(wǎng)江蘇省電力有限公司泗洪縣供電分公司，江蘇 宿遷 223900）

現(xiàn)代配電運(yùn)檢自動化管理是配電領(lǐng)域中重要的技術(shù)和手段，具有提高配電效率、減少人為操作失誤和提升供電可靠性的優(yōu)勢，其中包括智能化設(shè)備應(yīng)用、遠(yuǎn)程監(jiān)控與控制系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)分析與決策支持系統(tǒng)。通過智能化設(shè)備、遠(yuǎn)程監(jiān)控與控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)分析與決策支持系統(tǒng)的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)對配電系統(tǒng)全過程的自動化監(jiān)控和管理。

1 現(xiàn)代配電運(yùn)檢自動化管理的優(yōu)勢

1.1 提高配電效率

通過自動化配電管理，系統(tǒng)可連續(xù)監(jiān)測和分析負(fù)荷需求、電壓水平、設(shè)備性能等各種參數(shù)，這種實(shí)時監(jiān)控允許立即識別配電網(wǎng)絡(luò)中的低效率或問題。自動化系統(tǒng)比手動過程更快地檢測和響應(yīng)需求或系統(tǒng)條件的變化，從而允許更快地調(diào)整以優(yōu)化電力分配，通過減少功率損失、最小化停機(jī)時間和確保負(fù)載分配平衡，提高系統(tǒng)的整體效率。通過監(jiān)測設(shè)備的健康狀況和性能促進(jìn)預(yù)測性維護(hù)，通過在潛在問題升級為故障之前將其識別，主動安排維護(hù)，減少計劃外的停機(jī)時間，并最大限度地延長設(shè)備的使用壽命。

1.2 減少人為操作失誤

自動化降低配電和運(yùn)輸管理中人為錯誤的風(fēng)險，通過用自動化流程取代人工操作，減少由人為因素造成的錯誤、不一致或疏忽的可能性。遵循預(yù)定義的算法和協(xié)議，確保任務(wù)的一致和準(zhǔn)確的執(zhí)行，有效消除疲勞、注意力分散或其他可能導(dǎo)致錯誤的與人為相關(guān)的表現(xiàn)問題的可能性，通過依賴于監(jiān)測、診斷和控制的技術(shù)，顯著減少數(shù)據(jù)收集、分析和決策中的錯誤率。此外，還能提供內(nèi)置的制衡機(jī)制，以防止出現(xiàn)錯誤，可合并驗(yàn)證過程、交叉檢查數(shù)據(jù)，并提醒操作人員警惕系統(tǒng)中的任何異?；虿灰恢虑闆r。通過減少人為誤差，現(xiàn)代配電和交通自動化管理可提高系統(tǒng)的整體可靠性、準(zhǔn)確性和效率，將設(shè)備故障風(fēng)險最大限度地降低，減少停機(jī)時間，并提高人員和公眾的安全[1]。

1.3 提升供電可靠性

配電和運(yùn)輸管理的自動化通過便于實(shí)時監(jiān)測、故障檢測和及時干預(yù)，顯著提高供電的可靠性。首先，自動化系統(tǒng)連續(xù)監(jiān)控各種參數(shù)，如電壓水平、電流流量和設(shè)備性能，可立即發(fā)現(xiàn)配電網(wǎng)中的異?；驖撛诠收?，及早識別問題，及時采取行動，防止或盡量減少對電源的中斷。其次，自動化系統(tǒng)利用傳感器、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和數(shù)據(jù)分析等先進(jìn)技術(shù)檢測配電設(shè)備中的故障，可識別諸如絕緣故障、設(shè)備過熱或異常電壓波動等問題，遠(yuǎn)程診斷功能使技術(shù)人員能夠評估故障的嚴(yán)重程度和位置，而無需物理檢查每個組件，從而允許更快的響應(yīng)時間和更短的服務(wù)中斷持續(xù)時間。最后，自動化允許在配電系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)冗余度量和自修復(fù)機(jī)制，冗余確保在設(shè)備故障時提供可選的電源路徑，降低大范圍停電的風(fēng)險。自修復(fù)功能使系統(tǒng)能夠自動隔離故障，并重新路由電源，以恢復(fù)供應(yīng)到未受影響的區(qū)域[2]。

2 現(xiàn)代配電運(yùn)檢自動化管理的應(yīng)用

2.1 智能化設(shè)備應(yīng)用

智能電網(wǎng)使用先進(jìn)的傳感器、通信網(wǎng)絡(luò)以及控制系統(tǒng)實(shí)時監(jiān)測、管理電流流，使電力分配情況更為合理，減少能源損失，并有效整合可再生能源。例如：在得克薩斯州的奧斯汀市，某公用事業(yè)公司實(shí)施智能電網(wǎng)系統(tǒng)，根據(jù)該市公用事業(yè)公司的報告，實(shí)施智能電網(wǎng)技術(shù)和智能電表，使在高峰時段的能源消耗減少16%，既能減輕電網(wǎng)上的壓力，也為公用事業(yè)公司和客戶節(jié)省大量的成本。其中包括智能電表等智能設(shè)備，智能電表能夠提供有關(guān)能源消耗的實(shí)時數(shù)據(jù)，使公用事業(yè)公司能夠更快地識別和修復(fù)停電問題，從而減少停機(jī)時間，提高客戶的可靠性，智能電網(wǎng)的實(shí)施可使能源消耗減少12%，峰值需求減少22%，有助于減少溫室氣體排放和促進(jìn)可持續(xù)性，為公用事業(yè)公司和消費(fèi)者大大節(jié)省成本。

又如：某配電公司KEPCO 實(shí)現(xiàn)名為需求響應(yīng)（DR）系統(tǒng)的智能設(shè)備應(yīng)用程序，據(jù)KEPCO 報道，DR 的實(shí)施使在高需求時期的高峰需求減少10%，參與DR 系統(tǒng)的客戶報告，平均節(jié)省15%的電費(fèi)。該系統(tǒng)允許客戶通過使用智能設(shè)備和電器積極參與管理能源消耗，這些智能設(shè)備和電器可根據(jù)實(shí)時定價和電網(wǎng)條件調(diào)整電力使用情況。通過該系統(tǒng)，客戶可接收到來自公用事業(yè)公司的信號，表明有高需求或電力短缺的時期，并知情地決定何時使用某些電器或設(shè)備，這樣有助于平衡電網(wǎng)上的負(fù)載，減少對額外發(fā)電的需求，并最終降低客戶和公用事業(yè)公司的能源成本[3]。

2.2 遠(yuǎn)程監(jiān)控與控制系統(tǒng)

在配電中實(shí)施遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)可對系統(tǒng)進(jìn)行有效的監(jiān)測和控制，而不需要由人員進(jìn)行持續(xù)的物理存在和手動檢查。通過遠(yuǎn)程監(jiān)控，在配電系統(tǒng)的各個點(diǎn)安裝傳感器和監(jiān)控裝置，以收集電壓、電流、潮流等參數(shù)的實(shí)時數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)通過無線傳輸或通過專用網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)郊锌刂浦行幕蚧谠频钠脚_。通過該系統(tǒng)，操作人員可遠(yuǎn)程訪問和監(jiān)控配電系統(tǒng)不同部件的性能和狀況，可實(shí)時識別任何異常或故障，如電壓波動、電源損失或設(shè)備故障，允許在潛在問題升級并導(dǎo)致中斷或故障之前快速檢測。具有遠(yuǎn)程控制能力，操作人員可遠(yuǎn)程調(diào)整配電系統(tǒng)的設(shè)置和參數(shù)，以獲得最佳性能。在配電系統(tǒng)中實(shí)施遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，顯著提高工作效率，減少停機(jī)時間。例如：電力研究所（EPRI）進(jìn)行的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，使用遠(yuǎn)程監(jiān)控和控制系統(tǒng)的公用事業(yè)公司的中斷持續(xù)時間減少30%，中斷頻率減少40%。在節(jié)省成本方面，EPRI 研究估計，采用遠(yuǎn)程監(jiān)測和控制系統(tǒng)的公用事業(yè)公司，每年可在減少檢查成本和改善資產(chǎn)利用方面節(jié)省高達(dá)150 萬美元。據(jù)美國國家消防協(xié)會（NFPA）報告顯示，使用遠(yuǎn)程監(jiān)控的公用事業(yè)公司報告稱，與身體檢查相關(guān)的工傷人數(shù)減少60%。由此可知，遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)是配電運(yùn)檢自動管理中的重要部分，能夠顯著提高運(yùn)行效率，降低成本，提高系統(tǒng)的可靠性和安全性。

2.3 數(shù)據(jù)分析與決策支持系統(tǒng)

數(shù)據(jù)分析和決策支持系統(tǒng)可分析來自不同地區(qū)的電力需求數(shù)據(jù)，以及來自用戶的實(shí)時用電數(shù)據(jù)，預(yù)測未來的電力需求，并進(jìn)行相應(yīng)的電力分配，分析來自配電系統(tǒng)的電壓、電流和功率因數(shù)數(shù)據(jù)，以識別有潛在問題的區(qū)域，并優(yōu)化配電。例如：某市電力配供系統(tǒng)中，由多個變電站將電力供應(yīng)給不同地區(qū)的用戶，因該城市的電力需求呈現(xiàn)明顯的季節(jié)性波動，傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)法已無法滿足電力需求的合理分配和供應(yīng)。為了解決這一問題，決定利用數(shù)據(jù)分析和決策支持系統(tǒng)優(yōu)化配電，確保電力供應(yīng)的可靠性和高效性。收集來自不同地區(qū)的歷史電力需求數(shù)據(jù)以及用戶的實(shí)時用電數(shù)據(jù)，使用數(shù)據(jù)分析方法對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，以建立電力需求預(yù)測模型。該模型結(jié)合季節(jié)性波動、天氣因素和其他相關(guān)變量，可以預(yù)測未來各地區(qū)的電力需求。具體數(shù)據(jù)如表1 所示。

表1 電力需求數(shù)據(jù)表

該系統(tǒng)利用天氣數(shù)據(jù)預(yù)測與天氣相關(guān)的電力中斷，并采取預(yù)防措施，分析歷史停電數(shù)據(jù)和維護(hù)記錄，識別反復(fù)出現(xiàn)的問題，提高配電系統(tǒng)的整體可靠性[4]。

數(shù)據(jù)分析和決策支持系統(tǒng)可分析來自道路傳感器、攝像頭和GPS 設(shè)備的交通流量數(shù)據(jù)，以識別交通擁堵區(qū)域，并提出替代路線，可分析來自收費(fèi)站的車速和入住率數(shù)據(jù)，以優(yōu)化收費(fèi)價格和鼓勵拼車。例如：某個擁擠的城市中，道路交通流量高峰時段經(jīng)常發(fā)生交通擁堵現(xiàn)象，給居民帶來很多不便。為解決該問題，市政府決定利用數(shù)據(jù)分析和決策支持系統(tǒng)進(jìn)行交通流量優(yōu)化，安裝道路上的傳感器、攝像頭和GPS 設(shè)備，以收集實(shí)時的交通流量數(shù)據(jù)。這些設(shè)備可以獲取車輛數(shù)量、速度、位置等信息。數(shù)據(jù)分析人員將這些數(shù)據(jù)導(dǎo)入決策支持系統(tǒng)中，利用機(jī)器學(xué)習(xí)和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，對交通流量進(jìn)行分析和預(yù)測。具體數(shù)據(jù)如表2 所示。

表2 交通流量數(shù)據(jù)表

該系統(tǒng)可使用實(shí)時的公共交通數(shù)據(jù)提供準(zhǔn)確的時間表和最小化延誤，分析燃料消耗數(shù)據(jù)，以確定節(jié)油機(jī)會和減少與運(yùn)輸相關(guān)的排放，該系統(tǒng)分析事故和路況數(shù)據(jù)，以改善道路安全和維護(hù)規(guī)劃[5]。

綜上所述，現(xiàn)代配電運(yùn)檢自動化管理是配電領(lǐng)域中的重要技術(shù)和手段，在提高配電效率、減少人為操作失誤、提升供電可靠性等方面具有重要作用。通過智能化設(shè)備、遠(yuǎn)程監(jiān)控與控制系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)分析與決策支持系統(tǒng)的應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)對配電系統(tǒng)全過程的自動化監(jiān)控和管理。在未來發(fā)展中，需要進(jìn)一步研究和應(yīng)用新技術(shù)，提高現(xiàn)代配電運(yùn)檢自動化管理的水平和效能。