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關(guān)于智能電網(wǎng)自動(dòng)化的建設(shè)分析

陳恒成1，王竹嬌2

（1.武漢東湖學(xué)院，湖北武漢430212；2.中國(guó)計(jì)量學(xué)院，浙江杭州310018）

摘要：現(xiàn)階段，國(guó)內(nèi)外研究人員加大了智能電網(wǎng)的研究，在這個(gè)過(guò)程中，引進(jìn)了自動(dòng)化技術(shù)，通過(guò)該技術(shù)，能夠解決傳統(tǒng)電網(wǎng)系統(tǒng)中的缺陷，有效提升電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性、安全性。

關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng)；自動(dòng)化；建設(shè)

1　智能電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)概述

智能電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)指的是把智能化、自動(dòng)化以及控制等技術(shù)加以結(jié)合，通過(guò)各種先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用，例如，遠(yuǎn)程通信、傳感測(cè)量等技術(shù)，能夠?qū)ο到y(tǒng)的良好運(yùn)行提供保障。也就是說(shuō)，能夠?qū)﹄娋W(wǎng)自動(dòng)對(duì)各種數(shù)據(jù)實(shí)施測(cè)量以及監(jiān)控等。現(xiàn)階段，我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展非常迅猛，使得用電需求量增加，在這種情況下，如果繼續(xù)沿用傳統(tǒng)的電網(wǎng)管理經(jīng)驗(yàn)，無(wú)疑會(huì)影響工作效率。為此，就需要大量開(kāi)發(fā)智能電網(wǎng)，使得電網(wǎng)運(yùn)行呈現(xiàn)出經(jīng)濟(jì)化、安全化、高效化等特點(diǎn)。為達(dá)到上述目的，就需要基于國(guó)內(nèi)科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平的基礎(chǔ)上，按照電網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行情況，把先進(jìn)的計(jì)算機(jī)信息技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)運(yùn)用到電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)中，由此達(dá)到智能電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化的目標(biāo)，有力保障我國(guó)電網(wǎng)的安全性、可靠性。

2　配電自動(dòng)化系統(tǒng)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用

現(xiàn)階段，就智能電網(wǎng)而言，其自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用的范圍愈加廣泛，例如，光纖通信技術(shù)、主動(dòng)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、光互聯(lián)技術(shù)智能傳感以及控制技術(shù)。其中，光纖通訊技術(shù)是電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)傳輸功能的基礎(chǔ)，需要說(shuō)明的是，自動(dòng)傳輸系統(tǒng)由運(yùn)動(dòng)裝置以及運(yùn)動(dòng)通道加以組成。運(yùn)動(dòng)通道呈現(xiàn)雙向、實(shí)時(shí)以及高速等特點(diǎn)，能夠達(dá)到監(jiān)視和控制電網(wǎng)損耗等目的。

3　自動(dòng)化系統(tǒng)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用

（1）系統(tǒng)組成及功能。從結(jié)構(gòu)角度出發(fā)，智能電網(wǎng)的自動(dòng)化系統(tǒng)通常包括下述部分內(nèi)容，也即主站、子站、遠(yuǎn)方測(cè)控終端、通信等。其中，主站由前置機(jī)、工作站、服務(wù)器以及高級(jí)應(yīng)用程序等構(gòu)成，由此對(duì)整個(gè)智能電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)施監(jiān)控管理。相比較而言，子站則由一臺(tái)抑或兩臺(tái)個(gè)人計(jì)算機(jī)組成，之所以選擇兩臺(tái)計(jì)算機(jī)，目的在于實(shí)現(xiàn)相互備用。通常來(lái)說(shuō)，單獨(dú)的子站能夠大約對(duì)100臺(tái)遠(yuǎn)方測(cè)控終端裝置實(shí)施監(jiān)控，其功能主要體現(xiàn)在下述幾個(gè)方面。一是能夠?qū)爡^(qū)內(nèi)的配電設(shè)備實(shí)施遙測(cè)、遙信、遙控以及遙調(diào)；二是對(duì)轄區(qū)內(nèi)配電線路故障進(jìn)行識(shí)別，同時(shí)，還能夠?qū)崿F(xiàn)故障定位、自動(dòng)隔離以及恢復(fù)供電等功能，再就是，能夠?qū)崿F(xiàn)向主站及其他子站的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)功能。

（2）IDS配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用?，F(xiàn)階段，國(guó)內(nèi)智能電網(wǎng)運(yùn)用自動(dòng)化技術(shù)較為常見(jiàn)的是IDS（Intelligent Distribution System）系統(tǒng)，在IDS系統(tǒng)中，其終端與子站以及主站之間存在下述幾方面關(guān)系。①配網(wǎng)子站能夠采取基于現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)計(jì)算機(jī)或嵌入式系統(tǒng)的子站終端。也就是說(shuō)，通過(guò)良好的人機(jī)畫(huà)面實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的管理、檢索等操作。②配網(wǎng)子站設(shè)備的通訊接口主要是利用光纖抑或其他的通訊介質(zhì)，通過(guò)和主站的計(jì)算機(jī)加以連接，由此完成對(duì)整個(gè)系統(tǒng)實(shí)施智能化管理。在這里，以IDS- MMI智能子站終端軟件系統(tǒng)為例，它主要運(yùn)用嵌入式操作系統(tǒng)，該系統(tǒng)由C語(yǔ)言實(shí)施應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)，在具體實(shí)施的過(guò)程中，不但吸收了最新的計(jì)算機(jī)信息技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，此外，還對(duì)智能電網(wǎng)的實(shí)際情況進(jìn)行了集合，在這種情況下，使得系統(tǒng)操作界面更具友好性。

（3）智能電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)的故障檢測(cè)、定位、隔離、供電恢復(fù)。在這里，以單環(huán)網(wǎng)接線圖為例，具體分析智能電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)故障檢測(cè)、定位、隔離、供電恢復(fù)等功能的過(guò)程。需要說(shuō)明的是，配電單環(huán)網(wǎng)指的是通過(guò)末端線路之間的直接連接，由此達(dá)到環(huán)網(wǎng)接線的目的，通常來(lái)說(shuō)，單環(huán)網(wǎng)接線體現(xiàn)下述兩方面特征，一是比較簡(jiǎn)單，二是運(yùn)行靈活，這樣能夠促進(jìn)配電網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展以及自動(dòng)化建設(shè)。其結(jié)構(gòu)如圖1所示，其中，斷路器V2、V4把末端的5臺(tái)環(huán)網(wǎng)柜實(shí)施連接，由此構(gòu)成環(huán)形配電網(wǎng)絡(luò)。

圖1　單環(huán)網(wǎng)接線圖

①故障定位功能。在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，如果智能電網(wǎng)系統(tǒng)產(chǎn)生了問(wèn)題，這時(shí)，基于智能電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)，就可以對(duì)出現(xiàn)問(wèn)題的部位實(shí)施定位，加快故障的恢復(fù)，保障電力運(yùn)行的正常。通常來(lái)說(shuō)，如果系統(tǒng)運(yùn)行正常，這時(shí)，斷路器V2、V4均處于合閘狀態(tài)，但就聯(lián)絡(luò)負(fù)荷開(kāi)關(guān)3C1而言，則處于分閘狀態(tài)。②故障隔離功能。一旦發(fā)生問(wèn)題的地方被確定，這時(shí)，子站IDS- MMI系統(tǒng)會(huì)對(duì)裝設(shè)在4C1、3C2聯(lián)絡(luò)負(fù)荷開(kāi)關(guān)柜上的FTU單元發(fā)出分閘命令，負(fù)荷開(kāi)關(guān)4C1、3C2分閘，在這種情況下，發(fā)生問(wèn)題的環(huán)路會(huì)被隔離。在這種情況下，基于子站監(jiān)視系統(tǒng)，被隔離區(qū)域會(huì)由綠色變更為藍(lán)色。③網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)。經(jīng)過(guò)上述兩個(gè)步驟，就達(dá)到了故障定位以及隔離的目的。在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，必須保障整個(gè)智能電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性以及可靠性，在這種情況下，就需要對(duì)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)，也就是說(shuō)，開(kāi)展非故障失點(diǎn)區(qū)域的恢復(fù)。子站IDS- MMI收到3C2、4C1負(fù)荷開(kāi)關(guān)柜上的FTU單元發(fā)來(lái)的分閘信號(hào)，向負(fù)荷開(kāi)關(guān)3C1上的FTU單元發(fā)送合閘指令，在這種情況下，3C1負(fù)荷開(kāi)關(guān)進(jìn)行合閘，由此恢復(fù)3F3出線負(fù)荷的供電。④故障清除。如果電網(wǎng)檢修人員將故障排除后，這時(shí)，調(diào)度人員能夠利用子站IDS系統(tǒng)對(duì)環(huán)網(wǎng)實(shí)施故障清除，能夠向FTU單元發(fā)送合閘命令，使3C2抑或4C1合閘，在這種情況下，環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)就得以恢復(fù)，保障了電網(wǎng)運(yùn)行的正常。

智能電網(wǎng)的自動(dòng)化建設(shè)意義重大，在電網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，如果網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)了問(wèn)題，這時(shí)，系統(tǒng)能夠自行對(duì)故障實(shí)施診斷、進(jìn)行采取相應(yīng)的隔離措施，由此顯著降低因故障出現(xiàn)而導(dǎo)致的停電范圍擴(kuò)大，使得非故障段供電得以迅速恢復(fù)，在這種情況下，有力保障了供電的可靠性、穩(wěn)定性。同時(shí)，在電網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，能夠?qū)ζ溥\(yùn)行工況進(jìn)行監(jiān)控，并對(duì)其運(yùn)行方式進(jìn)行優(yōu)化設(shè)置，通過(guò)對(duì)電負(fù)荷的合理控制，由此改善供電質(zhì)量，使得設(shè)備利用率顯著提升，在這種情況下，就使得電網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性得到有力提升。

An Analysis on the Construction of The Automation of Smart Grid

CHEN Heng-cheng1，WANG Zhu-jiao2

（1.Institute of Wuhan East Lake，Wuhan，Hubei 430212，China；2.China Jiliang University，Hangzhou，Zhejian 310018，China）

Abstract:At present stage，researchers at home and abroad have increased the research on smart grid，in the process，the automation technology was introduced with the application of this technology，it is possible to solve the defects of traditional power gridsystem，enhancethesecurityandreliabilityoftheoperationofpowergrid.

Key words:smart power grid；automation；construction

作者簡(jiǎn)介：陳恒成（1994-），男，海南臨高人，大學(xué)本科。

收稿日期：2015-08-07

文章編號(hào)：2095-980X（2015）09-0022-02

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TM76