廣西水利電業(yè)集團(tuán)蒼梧縣水利電業(yè)有限公司 盧建玲

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淺談電力自動(dòng)化系統(tǒng)在配電網(wǎng)運(yùn)行管理中的應(yīng)用

廣西水利電業(yè)集團(tuán)蒼梧縣水利電業(yè)有限公司 盧建玲

【摘要】如今工業(yè)4.0時(shí)代到來(lái)，自動(dòng)化程度越來(lái)越高，再也不能讓電力系統(tǒng)像過(guò)去那樣時(shí)而電壓不穩(wěn)定、甚至經(jīng)常停電。如何滿(mǎn)足電力系統(tǒng)的要求并且在實(shí)現(xiàn)電能最大經(jīng)濟(jì)效益的基礎(chǔ)上，讓電網(wǎng)更加穩(wěn)定，電能質(zhì)量更加優(yōu)質(zhì)，是供配電行業(yè)共同的發(fā)展目標(biāo)。配電網(wǎng)運(yùn)行及管理采用自動(dòng)化系統(tǒng)，通過(guò)通訊、電力電子、網(wǎng)絡(luò)和電子計(jì)算機(jī)等設(shè)備及手段將電力設(shè)備融合為一體，以達(dá)到經(jīng)濟(jì)性供電和有效的企業(yè)管理。

【關(guān)鍵詞】電力系統(tǒng)自動(dòng)化；配電網(wǎng)；自動(dòng)化運(yùn)行管理

1 引言

自動(dòng)化技術(shù)是一個(gè)集控制理論、信息系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)、電力電子、動(dòng)力學(xué)、自動(dòng)控制于一身的綜合性技術(shù)。在配電網(wǎng)運(yùn)行管理中，相比傳統(tǒng)管理的方法，采用自動(dòng)化系統(tǒng)會(huì)減少大量的人力、物力，提高管理效率，增強(qiáng)管理的實(shí)時(shí)性，節(jié)約時(shí)間，有較強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)性。配電網(wǎng)中的電力自動(dòng)化，通過(guò)信號(hào)與系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)以及自動(dòng)化控制技術(shù)同配電網(wǎng)的管理運(yùn)行相結(jié)合，以各類(lèi)先進(jìn)的變送器、可控硅、計(jì)量元件為基礎(chǔ)，通過(guò)可編程控制系統(tǒng)對(duì)配電網(wǎng)自動(dòng)監(jiān)測(cè)控制，使電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定、安全、有效的運(yùn)行，并能夠自動(dòng)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)處理故障不間斷供電。經(jīng)濟(jì)的發(fā)展對(duì)配電網(wǎng)自動(dòng)化提出了更高的要求，配電網(wǎng)自動(dòng)化也是電力系統(tǒng)現(xiàn)代化發(fā)展的必然趨勢(shì)。技術(shù)在發(fā)展，需求也在提高，應(yīng)參照發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)的經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合實(shí)際情況，綜合考慮近期與遠(yuǎn)期、全局與局部、主要與次要的關(guān)系，進(jìn)一步設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)出先進(jìn)、通用、標(biāo)準(zhǔn)的配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)，對(duì)電力市場(chǎng)的發(fā)展具有重要意義。

2 電力自動(dòng)化系統(tǒng)

2.1 電力自動(dòng)化發(fā)展概述

在電力系統(tǒng)歷次的大規(guī)模改造中，人們對(duì)電力自動(dòng)化系統(tǒng)的穩(wěn)定性與安全性要求越來(lái)越高，依賴(lài)性也越來(lái)越強(qiáng)，其自動(dòng)化進(jìn)程的步伐也越來(lái)越快。運(yùn)行維護(hù)人員通過(guò)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)的運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并且根據(jù)電力系統(tǒng)的運(yùn)行情況對(duì)系統(tǒng)故障、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行快速判斷處理和分析。由于對(duì)電能依賴(lài)性增強(qiáng)，電力系統(tǒng)要求更加高，對(duì)電力配電系統(tǒng)中運(yùn)行人員工作效率的要求不斷提高。如何提高效率、安全性、穩(wěn)定性、降低人員的工作難度，就是電力系統(tǒng)中一個(gè)難題。在線(xiàn)監(jiān)測(cè)、繼電保護(hù)、自動(dòng)控制等這些先進(jìn)自動(dòng)化技術(shù)可以解決這些問(wèn)題。

2.2 電力自動(dòng)化系統(tǒng)原理

電力系統(tǒng)自動(dòng)化就是能夠在正常運(yùn)行中通過(guò)非人為操作手段，對(duì)電能進(jìn)行穩(wěn)定、優(yōu)質(zhì)的生產(chǎn)、傳送、甚至使用，確保電力系統(tǒng)穩(wěn)定可靠供應(yīng)和最優(yōu)化的電力負(fù)荷管理靈活多樣的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。硬件是電力系統(tǒng)自動(dòng)化中首先要解決的問(wèn)題。對(duì)于供配電系統(tǒng)元器件的要求就是在極短暫的時(shí)間內(nèi)能對(duì)電路進(jìn)行快速關(guān)斷和打開(kāi)，通過(guò)自動(dòng)化技術(shù)在以上基礎(chǔ)上還需要能夠做到過(guò)電流、過(guò)載、過(guò)電壓時(shí)快速的自動(dòng)判斷及動(dòng)作，并能夠做到聲光報(bào)警通知運(yùn)行人員進(jìn)行檢查并維修。同時(shí)，斬波電路、逆變電路、整流電路、濾波電路等也是電力自動(dòng)化系統(tǒng)的基礎(chǔ)電路。環(huán)氧樹(shù)脂干式變壓器、變頻裝置、電流電壓表、配電裝置、智能斷路器、計(jì)量柜及內(nèi)部?jī)x表、接觸器等各種自動(dòng)化儀表是保證電能生產(chǎn)、繼電保護(hù)、電能的質(zhì)量及穩(wěn)定、電力數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的重要設(shè)備。在硬件達(dá)到要求的基礎(chǔ)上軟件也是其必要保證。通過(guò)編程軟件，借助計(jì)算機(jī)、觸摸屏等上微機(jī)、服務(wù)器實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制。

2.3 我國(guó)電力自動(dòng)化系統(tǒng)現(xiàn)狀

同較為發(fā)達(dá)的國(guó)家相比來(lái)說(shuō)，我國(guó)電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動(dòng)化的現(xiàn)實(shí)狀況，可以說(shuō)還是不太完善的。因?yàn)槲覀兊墓╇娖髽I(yè)沒(méi)有向個(gè)人開(kāi)放還是由國(guó)家主導(dǎo)建設(shè)、經(jīng)營(yíng)，缺少一定的競(jìng)爭(zhēng)性以至于各個(gè)地方發(fā)展并不是很同步。電力系統(tǒng)建設(shè)中配電網(wǎng)自動(dòng)化的發(fā)展、設(shè)備元件還不是很先進(jìn)。加上用電設(shè)備的增多導(dǎo)致用電量變得很大，并且對(duì)供配電可靠性和質(zhì)量的要求越來(lái)越高，雖然電力系統(tǒng)一直在研究推進(jìn)自動(dòng)化，但還是相對(duì)于用電增長(zhǎng)的速度有所滯后。盡管如此，我國(guó)的電力設(shè)備在不斷的努力下，利用現(xiàn)代電子信息技術(shù)逐步實(shí)現(xiàn)了電力設(shè)備的高度智能化、集成化、微型化。引進(jìn)了通訊、電子、計(jì)算機(jī)、微電子一系列先進(jìn)高精尖技術(shù)應(yīng)用在電網(wǎng)電力系統(tǒng)自動(dòng)化設(shè)備制造和建設(shè)中。做到能夠及時(shí)的發(fā)現(xiàn)電力故障并迅速檢修維護(hù)排除、大幅降低了停電的概率、極大提升了供配電的可靠性及電能質(zhì)量。這也符合了當(dāng)今用電設(shè)備的發(fā)展，達(dá)到了運(yùn)行及用電成本、生產(chǎn)效益及服務(wù)質(zhì)量的一降一升。

3 電力自動(dòng)化系統(tǒng)在配電網(wǎng)應(yīng)用

3.1 安全性、可靠性原則

電力系統(tǒng)自動(dòng)化首要原則就是保證其安全性、可靠性。要防止因?yàn)樽詣?dòng)化后安全性降低導(dǎo)致的人員受傷甚至死亡及財(cái)產(chǎn)上的損失，所以電力自控設(shè)備得能夠保護(hù)電路。首先在過(guò)載或者其它危機(jī)時(shí)刻要立刻切斷電路，確保運(yùn)行工作者或其它人的生命安全，再保證各類(lèi)用電及供電設(shè)備安全，也要保證不能斷電的地方穩(wěn)定供電，采用雙電源切換裝置，多路供電保證任一路電源發(fā)生故障后迅速切換至另一路電源線(xiàn)，不能因?yàn)橥ｋ娫斐杀容^大的經(jīng)濟(jì)損耗及較多的人員受傷害的情況。其次在用電高峰時(shí)候，要保證電能質(zhì)量，做到電壓穩(wěn)定、不斷電，為用戶(hù)提供優(yōu)質(zhì)的電能。電力系統(tǒng)的可靠性是指用電設(shè)備不受到供配電系統(tǒng)元器件、設(shè)備及線(xiàn)路的影響。可靠的電力系統(tǒng)要具備優(yōu)質(zhì)的電氣元件及設(shè)備，如斷路器、熔斷器、隔離開(kāi)關(guān)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、電力通訊系統(tǒng)中的主機(jī)、通訊協(xié)議、交換機(jī)、下位機(jī)、通訊光纜。也要具備合理的符合規(guī)范的設(shè)計(jì)，如配電網(wǎng)絡(luò)線(xiàn)路規(guī)劃、電纜通道、二次接線(xiàn)配電等。

3.2 信息技術(shù)

電力系統(tǒng)自動(dòng)化是保證供電的穩(wěn)定優(yōu)質(zhì)，電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)及時(shí)反饋、實(shí)時(shí)監(jiān)控，運(yùn)行中故障設(shè)備的快速斷開(kāi)、隔離、處理、維修，供配電系統(tǒng)中電氣元件安全正常的運(yùn)行的最優(yōu)選擇和重要手段。電力系統(tǒng)自動(dòng)化中一項(xiàng)重要工作就是監(jiān)控，配電網(wǎng)中設(shè)備以及用電監(jiān)控管理結(jié)合信息技術(shù)會(huì)讓供配電設(shè)備的各項(xiàng)數(shù)據(jù)及運(yùn)行狀態(tài)都在運(yùn)行人員的監(jiān)控之下。電網(wǎng)中各個(gè)設(shè)備電器元件的運(yùn)行狀態(tài)、關(guān)斷情況都可以在變送器、傳感器、計(jì)量?jī)x表的檢測(cè)下通過(guò)信號(hào)電纜或二次接線(xiàn)反映到控制系統(tǒng)中。在系統(tǒng)中會(huì)有數(shù)據(jù)顯示和聲光報(bào)警，操作人員可以輕松的判斷出設(shè)備是否正常運(yùn)行，快速找出故障點(diǎn)、故障原因并發(fā)出相應(yīng)指令和措施，提升了工作效率節(jié)約了工作時(shí)間。

3.3 仿真技術(shù)

在電力系統(tǒng)自動(dòng)化沒(méi)有普及的時(shí)候，電力工作者雖然在檢修設(shè)備時(shí)候按照電力相關(guān)手冊(cè)和規(guī)范進(jìn)行檢修工作，但也由于不可抗拒的力量和未知因素導(dǎo)致受到一些不必要的傷害。為了讓電力工作者可以快速便捷的數(shù)量掌握電力設(shè)備元器件的檢查維修技能，提高業(yè)務(wù)水平，同時(shí)避免電力工作者在一些比較危險(xiǎn)的電力設(shè)備環(huán)境中操作，可以采用仿真技術(shù)。它可以讓電力員工在安全的工作環(huán)境中學(xué)習(xí)、操作。同時(shí)在一些考核內(nèi)容與實(shí)際操作相同的技能比武中，也可以應(yīng)用仿真技術(shù)來(lái)避免一些考核中的危險(xiǎn)。

3.4 數(shù)據(jù)分析及饋線(xiàn)自動(dòng)化

電力系統(tǒng)自動(dòng)化后，通過(guò)檢測(cè)儀表及數(shù)據(jù)傳輸反饋，電力配電網(wǎng)系統(tǒng)可以進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，通過(guò)PID運(yùn)算實(shí)現(xiàn)電量的自動(dòng)控制調(diào)度。電壓數(shù)據(jù)反饋后低于設(shè)定值時(shí)候，監(jiān)控中心就會(huì)發(fā)現(xiàn)電力數(shù)據(jù)異常，則會(huì)根據(jù)實(shí)際情況檢查設(shè)備或者調(diào)高電壓值。根據(jù)用電用戶(hù)的不同，電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制能夠分別供電以滿(mǎn)足不同用電用戶(hù)的要求。過(guò)去電力計(jì)量采用的是人工抄表的方式，每次都需要消耗大量的人員去核對(duì)查抄電表。采用自動(dòng)化系統(tǒng)后，實(shí)現(xiàn)了電度表遙抄遙測(cè)，且當(dāng)電度表發(fā)生故障時(shí)候也可以遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)，避免了過(guò)去老式抄表需要人員單獨(dú)為某個(gè)用戶(hù)檢查的麻煩。這樣能夠節(jié)省供配電企業(yè)的人力和電力材料，提高電力企業(yè)工作效率，降低電力企業(yè)供配電成本，也大大的方便了用電客戶(hù)。同時(shí)通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)用電客戶(hù)可以從電腦或手機(jī)登錄網(wǎng)頁(yè)或客戶(hù)端來(lái)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)報(bào)障、繳費(fèi)、查詢(xún)等功能。這樣遠(yuǎn)端的供配電公司人員就可以通過(guò)計(jì)算機(jī)快速的統(tǒng)一安排人員，處理故障，解決配電網(wǎng)問(wèn)題了。

4 結(jié)語(yǔ)

電力系統(tǒng)自動(dòng)化的發(fā)展，是根據(jù)不斷增長(zhǎng)的用電需求應(yīng)運(yùn)而生的，這也為供配電網(wǎng)絡(luò)提出了更高的要求，要求配電網(wǎng)不能出現(xiàn)經(jīng)常性斷電和電壓不穩(wěn)現(xiàn)象，為了避免這種現(xiàn)象，就要加快實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)運(yùn)行管理中自動(dòng)化的步伐，提高配電網(wǎng)的穩(wěn)定性、安全性、可靠性。

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