王鑫虎劉寶祥王志軍

（1.寶雞供電局，陜西寶雞 721004；2.西安銀河網(wǎng)電智能電氣有限公司，陜西西安 710075）

電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動化技術研究

王鑫虎1劉寶祥2王志軍2

（1.寶雞供電局，陜西寶雞 721004；2.西安銀河網(wǎng)電智能電氣有限公司，陜西西安 710075）

自動化控制的電力系統(tǒng)配電網(wǎng)可以增強系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性，同時又可以提高經(jīng)濟效益。我國電力工作者也逐漸重視電力系統(tǒng)的動動化控制程度，當前電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動化程度正在逐步提高。配電網(wǎng)自動化技術就是結合信息技術、網(wǎng)絡技術、電子技術、計算機技術、通信技術，由系統(tǒng)進行統(tǒng)一管理，控制系統(tǒng)中的電力設備，使其在最優(yōu)模式下工作，即能充分滿足客戶的需求，又能取得最大的經(jīng)濟效益。文章研究了當前電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動化實現(xiàn)的關鍵技術，并提出了未來技術發(fā)展建議。

電力系統(tǒng) 配電網(wǎng) 自動化

隨著我國輸電網(wǎng)自動化程度的提高，我國電力部門電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動化的認識程度越來越高，在大力發(fā)展電力系統(tǒng)的同時把配電網(wǎng)自動化作為最重要的一個環(huán)節(jié)。長期以來，我國的配網(wǎng)自動化建設一直處于較低的水平線上，滯后于電網(wǎng)發(fā)展的步伐，難以滿足社會日益增長的電力資源需求，其中最大的因素就是配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的建設工作長期得不到重視。我國的城市電網(wǎng)配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的應用始于上世紀70年代末，發(fā)展至今已取得了非常明顯的進步，大大提高了電網(wǎng)運行的安全性能。當前，城市電網(wǎng)配網(wǎng)自動化系統(tǒng)得到了進一步的優(yōu)化，其重要性日漸突顯。

1 電力系統(tǒng)中配電網(wǎng)的概念

電力系統(tǒng)中配電網(wǎng)必須依賴通信、傳感器、信息技術等新技術才能正常運行，只有依靠這些新技術手段才能進行配電數(shù)據(jù)信息交互，使配電網(wǎng)安全可靠。配電網(wǎng)系統(tǒng)能安全可靠的運行是經(jīng)濟節(jié)能的主要目的，因為配電網(wǎng)在正常運行過程中需要依賴通信系統(tǒng)的支持，通過通信系統(tǒng)又可節(jié)約一定的電力設備成本，它對整個電網(wǎng)進行控制，以此獲取有效數(shù)據(jù)和及時掌握信息的最新動態(tài)。所以從各個方面來看，配電網(wǎng)在運行過程中對通信系統(tǒng)的需求是必不可少的，而且需求量也非常大。

2 我國電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動化發(fā)展現(xiàn)狀

我國對于發(fā)電部門各方面重視程度高，投入的經(jīng)費力度大，管理水平也相對較高，卻往往忽略了電網(wǎng)配電工作的重要性。電力企業(yè)投入大量資金用于大機組建設工作、大電網(wǎng)建設工作，使得電能產(chǎn)出量逐年增多，但是產(chǎn)出的電能是否能夠合理配置到用戶那里，電網(wǎng)是否能夠穩(wěn)定地、高效地供電，卻不是這些設備能夠決定的，需要加強電網(wǎng)配電工作的投入力度。當前，部分地區(qū)的配電網(wǎng)絡技術發(fā)展緩慢，設備陳舊、技術落后、管理不規(guī)范，造成供電可靠性差、效率低、安全性低。當然，隨著近些年，各部門對電網(wǎng)自動化控制重視程序的逐步提升，大部分地區(qū)的調配系統(tǒng)實現(xiàn)自動化控制功能。出現(xiàn)了大量無人值守變電站，變電站的自動化程度迅速提高，由此帶來了可觀的經(jīng)濟效益。

配電網(wǎng)自動化技術成為一項較為復雜的系統(tǒng)技術，它包括配電網(wǎng)的分析自動化、自動饋線化、自動制圖、設備管理和信息分析，與原有的手工操作不同，配電網(wǎng)自動化技術實現(xiàn)了對配電網(wǎng)的分析、制圖、設備管理等環(huán)節(jié)的自動化，通過智能軟件從數(shù)據(jù)庫中獲得資料，并進行實時的自動分析處理工作，進而就能夠實現(xiàn)配電網(wǎng)的自動化功能。長久以來，配電網(wǎng)肩負著重要的作用，其控制基本上是靠手工方法實現(xiàn)的，既存在耗力耗時效率不高的缺點，還存在各種潛在的隱患。隨著科學技術的發(fā)展與進步，人們逐漸懂得使用孤島自動化的技術來代替以前的手工操作的方法，但也有缺陷，即對設備的使用設計以及在電能的分配使用上還是有所欠缺。因此，為了保證電網(wǎng)的正常運轉，對配電網(wǎng)自動化的改進以及電能的監(jiān)控和分配相應的提出了更高的要求。

3 配電網(wǎng)自動化的要求

要想讓供電系統(tǒng)中的配網(wǎng)自動化系統(tǒng)達到實際操作層面的要求，供電系統(tǒng)的配網(wǎng)系統(tǒng)必須遵守以下三個方面的要求：

第一方面是必須保證供電系統(tǒng)的安全可靠性。鑒于供電在國際民生方面扮演的重要作用，供電系統(tǒng)要想實現(xiàn)配網(wǎng)的自動化效果，首先要保證的就是配網(wǎng)系統(tǒng)的安全性，只有能夠切實的保證配網(wǎng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的安全性，才能讓人民群眾放心的使用。第二方面是供電系統(tǒng)的配網(wǎng)自動化系統(tǒng)必須達到易于操作的要求。第三方面是供電系統(tǒng)的配網(wǎng)自動化系統(tǒng)必須起到降低供電系統(tǒng)運作成本的要求。

4 電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動化技術實現(xiàn)

4.1 供電方面

在供電方面，首先要運用高新科技技術，如運營分布式電源入網(wǎng)模型，并制定相關準則，一切操作需按照制定的準則操作，確保供電的有效性。并在此基礎上建立分布式電源入網(wǎng)控制系統(tǒng)，利用可行性研究，將各種新能源在電力系統(tǒng)配網(wǎng)結構中的優(yōu)勢具體展現(xiàn)出來。而對于中式城市的蓄能系統(tǒng)建設，我們可以利用兩網(wǎng)并運的模式，積極開發(fā)，使得儲能系統(tǒng)的監(jiān)視和控制得以實現(xiàn)，能有效掌握最新電力運行狀況，為人們日常供電提供有效保障。

4.2 通信方面

配電網(wǎng)自動化通信系統(tǒng)有很多種，下面簡要的介紹幾種。第一種是采用分組無線業(yè)務通信，采用這種通信方式具有的優(yōu)勢就是設備的價格比較低、進行一次性投資、安裝簡便、不需要進行維護、運行費用低等優(yōu)點，因為這些優(yōu)勢所在，被廣大人們所關注。但是在使用的過程中需要注意幾個問題。必須要保證系統(tǒng)的每一個測控點都必須處于公共數(shù)據(jù)網(wǎng)絡的覆蓋范圍之內，如果沒有在這個范圍之內，就會導致無法進行通信。因為通信的實時性受到了制約，這也就是的網(wǎng)絡重構的時間會發(fā)生一定的延遲，在進行系統(tǒng)設計的時候必須要有這方面的考慮才可以。最后就是在采用此通信系統(tǒng)的時候必須要對系統(tǒng)進行加密或者采取其他的措施進行防范，保證系統(tǒng)運行過程中的安全和可靠。第二個是光纖通信?，F(xiàn)在的通信模式選取率最高，也可以說是作為首選通信模式的就是光纖通信模式。光線通信模式具有通信速率高、技術成熟、價格適中的優(yōu)點。但是這種通信模式在可靠性上來說不如上面提到的通信模式，價格較高。

4.3 配電網(wǎng)自動化實施的模式

（1）饋線自動化。就地控制模式，即利用重合器加分斷器的方式實現(xiàn)；計算機集中監(jiān)控模式，即設立控制中心，饋線上各個自動終端采集的信息通過一定的通信通道遠傳回主站。在有故障的情況下，由主站根據(jù)采集的故障信息進行分析判斷，切除故障段并實施恢復供電的方案；就地與遠方監(jiān)控混合模式，采用斷路器（重合器），智能型負荷開關，并且各自動化開關具有遠方通信能力。這種方案可以及時、準確地切除故障，恢復非故障段供電，同時還可以接受遠方監(jiān)控，配電網(wǎng)高度可以積極參與網(wǎng)絡優(yōu)化調整和非正常方式下的集中控制。

（2）自動重合器。把兩個連接環(huán)網(wǎng)劃分為成若干段數(shù)，可以通過附近的重合器實施保護功能，環(huán)網(wǎng)之間任務分配完成，一旦有事故發(fā)生，前一級的設備來保證開斷故障的任務順利實施，當任一段故障時，將故障隔離，而分斷器與重合器數(shù)相配合來切除線路分支線的故障。

（3）主斷路器與饋線斷路器相配合。電力系統(tǒng)是一個相對復雜的工程，并不能有一個或一小組設備來完成任務，通常有各設備之間的相互配合，為了提升配網(wǎng)結構的性能，兩個電源組成環(huán)網(wǎng)供電，考慮到可以反復使用開關，而反復開閉的命令通過計算機來實現(xiàn)，控制中心、通信、事故信息通關微機一次性完成。

5 電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動化發(fā)展建議

電力系統(tǒng)配電自動化逐步朝向信息化、智能化發(fā)展。按照配電自動化系統(tǒng)分層要求，我們可以發(fā)現(xiàn)其基本上包括現(xiàn)場設備層、區(qū)域集結層、配電自動化子控制中心層和配電自動化總控制中心層。層次化的管理方式使得整個系統(tǒng)管理更加便捷、職能。而隨著信息化、技術化和數(shù)宇化技術的推進，尤其是新型載波通信技術的運用，使配電系統(tǒng)實時破譯功能，進一步提高了配電系統(tǒng)的功能機構和工作效率。同時，運用交換式以太網(wǎng)的配電自動化后臺系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫，管理整個區(qū)域內的配電系統(tǒng)，形成系統(tǒng)的、即時性的信息共享平臺、管理與服務評價等，這不僅便于整個配電管理系統(tǒng)的工作，而且能夠及時了解到用電客戶的需求，優(yōu)化電力系統(tǒng)的服務。

電力自動化配電網(wǎng)是目前電力系統(tǒng)建設的熱點，不管是大、中、小型的城市均將電網(wǎng)的自動化建設實施作為工作的重點，加大人力和資金的投入，其主要目的均是為擴大系統(tǒng)供電的能力，增強供電系統(tǒng)可靠性，使電力設施服務得以優(yōu)化。就目前的情況來看，一些內容還限于研制、開發(fā)與試用的階段，為此，各地區(qū)應從實際情況出發(fā)，注意統(tǒng)籌和安排，從地區(qū)配電網(wǎng)網(wǎng)絡的結構入手，注重規(guī)劃，做好效益反饋，逐步建設，完善適合于本地區(qū)電網(wǎng)發(fā)展的配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)。未來，電力系統(tǒng)電網(wǎng)自動化還有很大的發(fā)展空間。在不斷提高電能質量的同時，加強電網(wǎng)的自我管理、自我修復能力，實現(xiàn)電網(wǎng)無人操作將成為電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動化的最終目標。

6 結語

配網(wǎng)自動化系統(tǒng)在城市電網(wǎng)當中具有非常高的應用價值，在保證城市電網(wǎng)安全平穩(wěn)運行方面起著不容忽視的作用。雖然目前我國的城市電網(wǎng)配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的應用仍存在著一些不足，然而通過采取各種具有針對性的措施，可以提高其應用水平，繼而促進我國配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的發(fā)展。

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