趙明龍 閆珺

（國網(wǎng)山西省電力公司太原供電公司，山西 太原 030000）

引言

現(xiàn)階段，無論是經(jīng)濟發(fā)展還是居民日常生活，對電力資源的依賴程度越來越高，并且對電力供給可靠性的要求也更為嚴格，電力自動化技術(shù)綜合了現(xiàn)代化電子技術(shù)、通信技術(shù)、計算機技術(shù)及網(wǎng)絡技術(shù)的優(yōu)勢，不僅可以保障配電網(wǎng)穩(wěn)定、安全運行，同時還可以實現(xiàn)故障監(jiān)測、預警及控制，可以有效提升電力供給可靠性，滿足人們對電力資源的需求。對于電力企業(yè)而言，應用電力自動化技術(shù)也可以推動企業(yè)發(fā)展，構(gòu)建現(xiàn)代化的電力系統(tǒng)，為社會提供更優(yōu)質(zhì)的電力服務。

一、配電自動化技術(shù)

輸電過程是由一個龐大的電力系統(tǒng)構(gòu)成的，配電網(wǎng)起到一個中轉(zhuǎn)分配的作用，是將從輸電線接收到的電能就地分配到各個用戶的電力終端上。配電網(wǎng)的位置相當于整個電網(wǎng)的末端，配電網(wǎng)的兩端分別連接著輸電網(wǎng)絡和各直接用電的電氣設備，如政府機關(guān)、企事業(yè)單位以及千千萬萬的普通用戶，因此電網(wǎng)中分布面積最大、連接電力設備最多、線路最長的就要屬配電網(wǎng)系統(tǒng)了。DL/T814—2002《配電自動化系統(tǒng)功能規(guī)劃》中為配電自動化做出了明確定義:利用計算機技術(shù)、信息技術(shù)、通信技術(shù)以及控制技術(shù)等，將配電網(wǎng)實時信息、離線信息、用戶信息、電力信息、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)等信息進行集成，實現(xiàn)整個自動化管理系統(tǒng)，并在配電系統(tǒng)正常運行或者發(fā)生故障情況下實行檢測、保護、控制和配電管理。正因如此，配電自動化系統(tǒng)本身具有龐大性、復雜性的特點。電力企業(yè)和配電系統(tǒng)的綜合數(shù)據(jù)、管控維護組成了一套復雜的體系。城鄉(xiāng)配電網(wǎng)改造主要依靠配電自動化技術(shù)，其中包括饋線自動化和配電管理系統(tǒng)兩個環(huán)節(jié)。饋線自動化技術(shù)的基本原理是依靠光纖通信，對饋線終端做出迅速處理。

二、配網(wǎng)自動化技術(shù)兩大實現(xiàn)模式

基于故障處理方式的不同，電力系統(tǒng)配網(wǎng)自動化技術(shù)有集中智能和分布智能兩種實現(xiàn)模式，其中集中智能實現(xiàn)模式是指在現(xiàn)場開關(guān)斷路器檢測到故障之后，及時將故障信息傳輸?shù)街骺刂浦行?，而主控制中心完成故障定位，根?jù)配電網(wǎng)的實時拓樸結(jié)構(gòu)，有效控制FPU、開關(guān)斷路器，完成故障范圍的鎖定和故障點的隔離，集中智能實現(xiàn)模式應用范圍廣。支持一些特殊故障有效處理，是配網(wǎng)自動化中較為先進的實現(xiàn)模式。分布智能實現(xiàn)模式是指在現(xiàn)場開關(guān)短路器檢測到故障之后，無需將故障信息傳輸?shù)街骺刂浦行模浔旧砭途邆渚W(wǎng)絡重構(gòu)及自動故障判斷隔離的功能，本身承擔了FPU 重合功能分段開關(guān)的作用。該模式應用成本低，且無需主站參與，但其劣勢是處理效率較差，在一些可靠性低、通信條件不完善的區(qū)域應用較為常見。

三、自動化技術(shù)在配電網(wǎng)工程中的應用

（一）配電網(wǎng)的策劃

電力工程配網(wǎng)自動化，其根本所指就是要將環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)開環(huán)運行的配電網(wǎng)線路，通過對應的每個區(qū)域的關(guān)閘來將供電線路規(guī)劃成多個供電區(qū)域。當一個地區(qū)產(chǎn)生一些問題時，就可以將這些分割區(qū)域進行及時的分割并進行對應的開關(guān)跳開，進而將出現(xiàn)問題的區(qū)域進行隔離，最后將這些線路所發(fā)生的故障涉及的一些非故障區(qū)可以快速地進行供電恢復，從而就可以避免因為由于線路的問題產(chǎn)生的電路線都失去了應有功能進而就將停電的區(qū)域進行了大范圍的縮減，進而來提升其供電的可靠性。所以，配電自動化對配電網(wǎng)規(guī)劃要做出以下幾方面要求：（1）配電網(wǎng)的所需供電線路一定要可以連接成環(huán)狀網(wǎng)絡，還應接入不得小于兩個的對應電源，針對一些供電聚集的區(qū)域要考慮組建更多電源的供電系統(tǒng)。（2）配電線路的對應主干線一定要進行對應的分段處理。這樣做的目的是可以避免有些地方會有異常狀況，進而導致大多數(shù)線路區(qū)都失電。出現(xiàn)這樣的問題就可以按照分段開關(guān)的倒閘，來對配電網(wǎng)絡的運行方式以及非出現(xiàn)狀況區(qū)負荷來進行適當?shù)霓D(zhuǎn)換。分段處理的主要規(guī)則就是，要根據(jù)具體的情況，或者是按照所受壓力相等、線路長度相等、用戶人數(shù)相等的規(guī)則。還需要對投資效益也進行思考，如果線長是在3km 之內(nèi)那么就適合分為三段進行處理，如果線路更加的長那么其分段就不得多于五段，但是線路路徑以及對應的分段開關(guān)的容量選擇還應該可以達到整體線路的供電負荷輸送所需才行。（3）要是分段的開關(guān)所用的是負荷的開關(guān)，沒有用斷路器，那么就可以節(jié)約一些一次設備的資金投入。若線路真的出現(xiàn)故障之時，那么區(qū)域段關(guān)閘的用處就顯示出來了就會進行對于出現(xiàn)狀況地區(qū)的隔離，并非是對所出現(xiàn)狀況的對應電流進行切除。當異常狀況發(fā)生之后，其變電站之內(nèi)10kv 出口斷路器就會分開，對異常狀況區(qū)域的電流的分隔之后，對故障區(qū)域的分段開關(guān)才會對異常狀況進行對應的間隔，這個時候異常狀況區(qū)域的電流已經(jīng)被排除。（4）分割普遍是使用擁有通信能力的斷路器的。當前時期我國的每個城市的配電網(wǎng)絡都已經(jīng)非常廣泛應用到分合符合電流以及過載電流，還有短路電流的對應真空斷路器。但是我國目前還缺乏對具有通信能力的短路器的裝備，這是一種可以兼?zhèn)湫畔⑦b控技術(shù)還有數(shù)據(jù)傳輸控制能力的裝置，其功能有遙控操作以及網(wǎng)絡傳輸通訊等等的功能，這在未來的配網(wǎng)調(diào)度之中應該會成為一種使用趨勢。

（二）配電自動化技術(shù)在配網(wǎng)信息化管理中的應用

我國配電網(wǎng)的發(fā)展已日趨自動化、智能化，配電系統(tǒng)應用的設備也更加優(yōu)化。配網(wǎng)運行過程中，配電自動化技術(shù)會自動將電壓、電流、零序電流、電壓波動閃變、電壓偏差、無功功率等有效數(shù)據(jù)傳輸?shù)脚潆娤到y(tǒng)的信息管理中心，信息管理中心會對這些數(shù)據(jù)迅速分析形成報告，為供電企業(yè)和配網(wǎng)系統(tǒng)運維管理工作提供參考參數(shù)。配電網(wǎng)的建設規(guī)劃和用戶的入網(wǎng)點建設都離不開這些參考數(shù)據(jù)。目前，我國新能源汽車市場形勢一片大好，各地增加了很多充電樁建設需求，但充電樁本身運行特點呈非線性狀，會嚴重影響到原有的供電系統(tǒng)供電質(zhì)量。當接入到配電系統(tǒng)的電動汽車數(shù)量過多時，非線性諧波也會增多，從而產(chǎn)生功率波動、三相不平衡等電能質(zhì)量問題。配電自動化技術(shù)可以有效解決這一問題，通過對充電樁運行情況的檢測，將檢測數(shù)據(jù)傳輸?shù)脚渚W(wǎng)系統(tǒng)，配網(wǎng)系統(tǒng)對這些數(shù)據(jù)信息進行綜合分析，掌握各地分布式電源的運行規(guī)律，并依據(jù)規(guī)律結(jié)論調(diào)整供電管理方式，有效平衡各個區(qū)域的供電需求。

（三）配網(wǎng)自動化軟件在電網(wǎng)系統(tǒng)中的應用

配網(wǎng)自動化軟件在電網(wǎng)系統(tǒng)中也具有明顯的應用價值，主要集中在對配網(wǎng)系統(tǒng)進行有效的監(jiān)控與維護，將電源和網(wǎng)架作為軟件研究的重點對象，實現(xiàn)配網(wǎng)設備的智能化控制。具體控制原理是在配網(wǎng)系統(tǒng)中引入具有維護功能的軟件，在軟件的支持下進行系統(tǒng)整體復雜程度的分析，根據(jù)其復雜程度智能控制目標，發(fā)揮監(jiān)控管理功能。軟件相當于配網(wǎng)系統(tǒng)的智能開關(guān)，輔助具備控制功能的軟件，使得配網(wǎng)系統(tǒng)供配電質(zhì)量更有保障，也輔助提升配網(wǎng)系統(tǒng)中電能傳輸質(zhì)量，實現(xiàn)配網(wǎng)運行狀態(tài)的自動化“保護”。

（四）科學合理地利用高質(zhì)量的配電網(wǎng)架設備

通常情況下，將電纜鋪設架空是城市配電網(wǎng)主干線的運行方式，為了確保電路應用更安全可靠，使配電自動化運行質(zhì)量得到顯著提升，就需要更充分的利用配電網(wǎng)網(wǎng)架設備，以以此有效滿足多種類型的電網(wǎng)運行需求。同時進一步推廣大容量的電線和設備等等，針對系統(tǒng)的終端設備和終端端口進行不斷的優(yōu)化和完善，使其更充分的匹配?？梢栽诮K端位置預留相對應的自動化設備接口，以此進一步有效提升自動化系統(tǒng)的運行效率和安全性穩(wěn)定性，為配電網(wǎng)自動化和配電網(wǎng)規(guī)劃更科學合理，滿足相對應的運行要求和目標，提供必要的支持，為電力更安全有效的供應提供保障。

（五）網(wǎng)絡通信技術(shù)的應用

信息化技術(shù)的應用，為傳統(tǒng)電力網(wǎng)絡帶來全新的改變和創(chuàng)新。一方面，通信技術(shù)的應用，進一步提高了配電網(wǎng)的信息化水平，同時還能夠利用通信技術(shù)實現(xiàn)配電網(wǎng)的科學管理。以配電網(wǎng)自動化的網(wǎng)絡管控為例，在遠程終端對電力網(wǎng)絡進行標準化管理，能夠?qū)崿F(xiàn)遠程化的管控和調(diào)整，實現(xiàn)對應的管控目標。另一方面，信息技術(shù)的升級和優(yōu)化，為傳統(tǒng)配電網(wǎng)絡的發(fā)展帶來全新的突破，特別是在通信衛(wèi)星以及航天技術(shù)的幫助下，能夠?qū)⑴潆娮詣踊膽贸尚Оl(fā)揮到極致。以粵北地區(qū)的配電系統(tǒng)為例，借助通信技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)對山區(qū)、無人區(qū)的有效覆蓋，能夠更加精準實現(xiàn)對應的目標和價值，能夠進一步保障和維護配電網(wǎng)絡的運行。例如，光纖技術(shù)的應用，實現(xiàn)了信息數(shù)據(jù)的快速傳遞，其傳遞速度超過1GB/s，能夠滿足絕大多數(shù)電力企業(yè)的通信要求。

（六）配電網(wǎng)自動化控制的實用方式

結(jié)合故障處理的實際形式，配網(wǎng)自動化就可以分有分布智能方式還有集中智能方式這兩種。（1）分布智能模式。分布智能模式，就是說現(xiàn)場的開關(guān)一定要具備自動故障判斷分離還有網(wǎng)絡重新組建的能力，并不需要有通信和主站系統(tǒng)的參加。其主要有兩種一種為電壓時間類型另一種為電流計數(shù)類型。他們的主要設備為FTU 結(jié)合斷路器或者為符合開關(guān)所組成的擁有重合功能的分段開關(guān)。這種方法的優(yōu)勢就是其投入低，不用主站進行參與。但是由于其固有的局限性，還是會有許多的不足的，例如，故障的處理以及對供電的恢復會非常的慢，一點停電其就會很長這對人們的使用來說就非常不給力了。再有一條缺陷就是其要進行對于變電站保護定值以及對應的重合閘次數(shù)，這就給線路繼電保護的管理帶來了許多的不方便之處。在相同的線路其上下級的重合器動作缺少對應的選擇。（2）集中智能模式。集中智能模式是指現(xiàn)場的開關(guān)將檢測的問題信息都上傳到了主站，其主站會憑借實時拓撲結(jié)構(gòu)遵照固定的算法去進行問題的位置的確定，再給相關(guān)和開關(guān)指令使其進行跳閘這樣就可以躲開問題。之后主站仍然在運轉(zhuǎn)，并對網(wǎng)絡損失以及過負載壓力的情況來確定最優(yōu)的方案來進行恢復完善，在通過對開關(guān)的控制最終來達成對于負荷的轉(zhuǎn)移供給，這種方式的特征就是可以適應所有結(jié)構(gòu)的配電網(wǎng)，此外，還能解決許多其他的情況。

結(jié)語

綜上所述，當前電力系統(tǒng)規(guī)模不斷擴大，有必要采取有效舉措實現(xiàn)配電網(wǎng)的優(yōu)化，保障電力系統(tǒng)高效穩(wěn)定運行。配網(wǎng)自動化技術(shù)作為新型有效的管控技術(shù)，在電力系統(tǒng)中能發(fā)揮實效，應用價值突出，能夠提供可靠的供電，縮小因災害等原因產(chǎn)生的故障的影響范圍和處理時間，且供電成本降低，提升了供電企業(yè)的供電能力，使供電企業(yè)管理水平、服務質(zhì)量更有保障。供電企業(yè)應建立有效的硬件支持系統(tǒng)，加強自我診斷功能的完善建構(gòu)，加快電網(wǎng)建設與改造，推行配電系統(tǒng)集中化管理，使得配網(wǎng)自動化技術(shù)真正發(fā)揮實效，以獲得更理想的經(jīng)濟效益，更好地滿足用戶需求。