李穎敏,楊 楊
(國網(wǎng)江蘇省電力有限公司灌南縣供電分公司,江蘇 連云港 222500)
網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高度發(fā)展為智能化設(shè)備的推廣提供了可能,為了提高供電質(zhì)量與效率,提高用戶滿意度,將智能化設(shè)備引入到變電所、配網(wǎng)中,依靠智能化系統(tǒng)的大數(shù)據(jù)收集與分析來保證電網(wǎng)的正常運行,自動化技術(shù)是智能化實施的保障與前提,深入研究配電自動化技術(shù)對智能化發(fā)展有著深刻研究意義與研究價值[1]。
智能化技術(shù)的優(yōu)勢在于大數(shù)據(jù)的收集與分析,這些功能實現(xiàn)的前提便是配網(wǎng)中高度的自動化,使用配電自動化技術(shù)室智能配網(wǎng)的先決條件。具體來說,配電自動化指的是通過計算機網(wǎng)絡(luò)、5G網(wǎng)絡(luò)等信息手段,實時監(jiān)測和記錄配網(wǎng)中各設(shè)備、儀器儀表的運行數(shù)據(jù)與信息,整合成為系統(tǒng)中的地圖信息,將整個配網(wǎng)集成為數(shù)字化的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),自動化技術(shù)起到監(jiān)控、記錄、報警、保護(hù)等作用。
按照配網(wǎng)的組成,配網(wǎng)自動化系統(tǒng)一般分為三個部分:10 kV配電網(wǎng)自動化系統(tǒng);變電所自動化系統(tǒng);管理操作自動化系統(tǒng)。
在自動化技術(shù)發(fā)展的初期,我國還未實現(xiàn)計算機技術(shù)在配網(wǎng)中的使用,所謂自動化也僅僅可以達(dá)到各類開關(guān)組件、分段器的自動控制,當(dāng)配網(wǎng)需要檢修或故障停電時,通過遠(yuǎn)程控制斷路器、分段器的開合,減少人員的操作。發(fā)展初期,我國電氣設(shè)備的生產(chǎn)能力和技術(shù)水平不足,城市和農(nóng)村的自動化分段器多使用美國、日本進(jìn)口設(shè)備,具有價格高、維護(hù)困難、存在技術(shù)壁壘等問題。此階段我國自動化技術(shù)的程度并不高,無法實現(xiàn)對配網(wǎng)的實時監(jiān)測功能,出現(xiàn)故障時也很難在第一時間找到故障點,在對故障原因出現(xiàn)誤判時,有可能因分段器的啟停對配網(wǎng)造成沖擊[2]。
網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的運用極大豐富了配網(wǎng)自動化技術(shù)的功能,配網(wǎng)自動化技術(shù)發(fā)展到今天,已經(jīng)形成完善為多種自動化功能的、較為完善的智能化系統(tǒng),如仿真調(diào)度系統(tǒng)、配網(wǎng)地圖系統(tǒng)、第一種和第二種電氣工作票管理系統(tǒng)[3]。
通過應(yīng)用智能電網(wǎng)技術(shù),電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和運行效率顯著提升,這也堅定了電力企業(yè)繼續(xù)大力發(fā)展智能化電網(wǎng)的決心。在智能電網(wǎng)高效運行的過程中,可以準(zhǔn)確地收集各類運行數(shù)據(jù),為工程技術(shù)人員提供可靠、有效的數(shù)據(jù)支撐。當(dāng)電網(wǎng)出現(xiàn)故障時,可以通過智能化控制故障區(qū)域,進(jìn)行有效隔斷后縮小停電影響范圍,可以減輕工程技術(shù)人員的維護(hù)力度,提升用戶的用電體驗。
由于目前在用的電力設(shè)施大多已使用多年,進(jìn)行智能配電網(wǎng)改造時往往存在改造工程要求與現(xiàn)場設(shè)施不符的情況,對于施工的嚴(yán)謹(jǐn)性很難進(jìn)行把控。強行加入智能化控制系統(tǒng)后,容易導(dǎo)致與現(xiàn)有系統(tǒng)的沖突和功能上的缺失,很難使智能化功能得到充分體現(xiàn),甚至?xí)又仉娋W(wǎng)運行的負(fù)荷,產(chǎn)生一定的安全影響。
由于我國地域因素的影響,智能電網(wǎng)使用在不同地區(qū)的使用程度也不盡相同,這與區(qū)域的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和人口密集程度有關(guān),從全國電力系統(tǒng)的發(fā)展是不利的,影響了國內(nèi)電力系統(tǒng)發(fā)展的平衡性。
雖然我國智能電網(wǎng)的自動化技術(shù)取得了一定的發(fā)展成果,但與歐美等發(fā)達(dá)國家相比,仍無法躋身先進(jìn)水平,主要原因是部分設(shè)備設(shè)施的國產(chǎn)化程度不高,如變頻器的使用電力工程技術(shù)人員在性能上更愿意選擇羅克韋爾、施耐德、西門子等品牌,從電力系統(tǒng)的戰(zhàn)略發(fā)展意義上來說,對穩(wěn)定性產(chǎn)生了隱患。
建立統(tǒng)一管理的電力信息技術(shù)系統(tǒng)有助于各臺區(qū)、各區(qū)域信息的快速、準(zhǔn)確傳遞。當(dāng)電力信息技術(shù)在整體自動化系統(tǒng)中的比重得以增加后,區(qū)域內(nèi)能夠?qū)收系男畔⑦M(jìn)行統(tǒng)一判斷與決策,避免因指令的不一致導(dǎo)致事故處理時間延長或事故影響擴大,使整個電網(wǎng)信息管理高度集中。
在電力企業(yè)各部門之間的協(xié)作中,經(jīng)常發(fā)生職能部門不了解生產(chǎn)運行數(shù)據(jù),導(dǎo)致人員安排不合理,指令下發(fā)不符合實際情況的現(xiàn)象。所以在推廣使用智能電網(wǎng)自動化技術(shù)的過程中,還要優(yōu)化各部門之間各類信息的分配,使得所有的部門都能了解配網(wǎng)的運行狀況,對電力和人員進(jìn)行科學(xué)的分配。在電力信息系統(tǒng)得到統(tǒng)一管理的前提下,數(shù)據(jù)的真實性和有效性得到保障,工程技術(shù)人員在運維中便可以高效完成工作,保證自動化運行的穩(wěn)定性,提高了配網(wǎng)整體的運行效率。
隨著5G技術(shù)的普及,可以將此類互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)引入到配網(wǎng)智能化、自動化的管理中,利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以對智能化系統(tǒng)收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸與診斷,在遇到難以解決的工程技術(shù)問題時,可以通過互聯(lián)網(wǎng)的協(xié)同工作技術(shù),得到領(lǐng)域內(nèi)專家的指導(dǎo)建議,快速完成故障的排除。使互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能配網(wǎng)中發(fā)揮巨大的作用。值得注意的是,電力系統(tǒng)的使用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的過程中,應(yīng)提高警惕性,避免因系統(tǒng)漏洞導(dǎo)致病毒和黑客的攻擊進(jìn)而導(dǎo)致配網(wǎng)的巨額損失。電力系統(tǒng)的管理人員可以通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)云端檢查臺區(qū)、配網(wǎng)的設(shè)備設(shè)施,及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患,并對配網(wǎng)有深入的了解,有助于各項工作任務(wù)的制定與分配。
網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的發(fā)展很大程度上促進(jìn)了配電自動化技術(shù)的發(fā)展水平,在電力系統(tǒng)發(fā)展的初期,傳統(tǒng)的通訊技術(shù)存在很多在技術(shù)上無法解決的弊端,如數(shù)據(jù)交換困難等,從效率上影響了智能配網(wǎng)的進(jìn)一步發(fā)展。而光纖IP網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)極大程度地解決了傳統(tǒng)通訊技術(shù)的弊端,大幅提高了數(shù)據(jù)交換效率,擴寬了通訊帶寬,既滿足電力系統(tǒng)的運輸需求又可以提高用戶的用電需求,是智能電網(wǎng)自動化的技術(shù)支撐。
廣域測控技術(shù)主要是收集、監(jiān)測、記錄配網(wǎng)的運行數(shù)據(jù),是智能電網(wǎng)中必不可少的環(huán)節(jié),與其他數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)相比,廣域測控技術(shù)具有顯著的特點,由于通過廣域測控的方式收集數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和收集效率極高,并將數(shù)據(jù)進(jìn)行常規(guī)分析,將異常數(shù)據(jù)記錄并做出響應(yīng)。通過網(wǎng)絡(luò)管理功能,整理數(shù)據(jù)并控制網(wǎng)絡(luò)訪問。
配電網(wǎng)快速仿真和模擬技術(shù)是智能電網(wǎng)中自動化得以實現(xiàn)的安全保障,運行配電網(wǎng)快速仿真和模擬技術(shù)時,可以在配網(wǎng)中模擬產(chǎn)生各類異常數(shù)據(jù)對自動化系統(tǒng)進(jìn)行安全檢驗,查找系統(tǒng)中的漏洞與隱患,提前將其暴露出來并給出合理化建議進(jìn)行整改。其中聚合分析和潮流計算是配電網(wǎng)快速仿真和模擬技術(shù)的主要運用場所。
不斷加強和推進(jìn)智能電網(wǎng)中配電自動化技術(shù)的研究是提高我國電力系統(tǒng)運行效率,保證供電質(zhì)量的必經(jīng)之路,從事電力系統(tǒng)的工程技術(shù)人員應(yīng)著重研究不同途徑提高自動化技術(shù)進(jìn)步的方法,利用信息技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)推動配電自動化技術(shù)持續(xù)向好發(fā)展。