國(guó)網(wǎng)黃山供電公司 張 博 汪 然 韓 輝

引言

無(wú)論是建筑公司還是辦公室，隨著現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對(duì)自動(dòng)化配電系統(tǒng)的需求至關(guān)重要。隨著配電自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用范圍的擴(kuò)大，配電網(wǎng)中終端設(shè)備的使用日益增多，在電氣終端設(shè)備的使用過程中出現(xiàn)了軟件功能不全、質(zhì)量低劣等一系列問題。這一問題直接影響配電自動(dòng)化系統(tǒng)中終端設(shè)備的正常運(yùn)行，影響配電自動(dòng)化中終端的控制和控制質(zhì)量，也影響配電終端的質(zhì)量評(píng)價(jià)。在自動(dòng)化配電系統(tǒng)中，提高配電終端的質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)低功率終端運(yùn)行穩(wěn)定[1]。

在終端設(shè)備的使用過程中，自動(dòng)化配電技術(shù)的應(yīng)用有效地提高了配電終端的工作質(zhì)量，因?yàn)樵跊]有配電自動(dòng)化技術(shù)支持的初始階段，所有工作都是手動(dòng)完成的。同時(shí)，由于機(jī)械設(shè)備多、人員安全、終端運(yùn)行效率高，無(wú)法保證交換終端的運(yùn)行效率。自動(dòng)化配電系統(tǒng)的實(shí)施為配電網(wǎng)系統(tǒng)的發(fā)展提供了重要的保障，配電自動(dòng)化有效地為配電終端的電力系統(tǒng)提供了有效的電力供應(yīng)，同時(shí)也為電網(wǎng)的運(yùn)行提供了重要的保障。保障人員安全，配電自動(dòng)化不僅可實(shí)時(shí)實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)控制，且可快速響應(yīng)運(yùn)行過程中出現(xiàn)的問題，確保配電終端設(shè)備正常安全運(yùn)行。

配電終端自動(dòng)化有助于避免人力資源浪費(fèi)，提高變電管理效率。特別是基于計(jì)算機(jī)程式及自動(dòng)化設(shè)備的自動(dòng)化控制系統(tǒng)，會(huì)因受刺激而產(chǎn)生感應(yīng)或接收訊號(hào)，并將有關(guān)資料傳送至配電終端處理。計(jì)算機(jī)對(duì)接收到的信息進(jìn)行一致的管理，保證配送系統(tǒng)的可靠安全運(yùn)行。為使自動(dòng)開關(guān)終端自動(dòng)驗(yàn)證系統(tǒng)能充分發(fā)揮功能，需通過對(duì)專業(yè)干部、現(xiàn)有應(yīng)用技術(shù)、配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)等的研究，全面提高系統(tǒng)水平，促進(jìn)變電站建設(shè)和發(fā)展。

1 配電自動(dòng)化終端的發(fā)展歷程

我國(guó)第一批自動(dòng)化終端主要從國(guó)外進(jìn)口，并持續(xù)了很長(zhǎng)時(shí)間。隨著我國(guó)自動(dòng)技術(shù)研究的增多，逐步掌握了自動(dòng)配電終端的核心開發(fā)技術(shù)。使依賴進(jìn)口的生產(chǎn)模式開始向國(guó)內(nèi)直接生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)變。隨著國(guó)內(nèi)配電最終產(chǎn)品數(shù)量的增加和盈利能力的提高，為電力企業(yè)的發(fā)展提供了諸多優(yōu)勢(shì)[2]。

功能方面的發(fā)展進(jìn)程。一般來(lái)說，配電終端功能的發(fā)展可分為控制功能階段、故障診斷階段和接地保護(hù)階段三個(gè)階段，分別為配電控制單元和集中式終端。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)控制的基本要求，我國(guó)部分電力自動(dòng)化企業(yè)初步投入了遠(yuǎn)程控制網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的開發(fā)。但目前遠(yuǎn)程配電控制設(shè)備缺乏電源自動(dòng)化能力。作為90年代末全國(guó)范圍內(nèi)配電自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，將故障檢測(cè)方法應(yīng)用于整個(gè)配電自動(dòng)化系統(tǒng)的時(shí)間序列調(diào)整，后來(lái)被轉(zhuǎn)移到一個(gè)自動(dòng)終端饋線連接到通信技術(shù)。21世紀(jì)，配電終端饋電功能自動(dòng)化逐步由集中處理向分布式處理轉(zhuǎn)變，表面保護(hù)技術(shù)結(jié)合缺陷檢測(cè)、隔離和處理成為新的技術(shù)趨勢(shì)。

通信方式上的發(fā)展進(jìn)程。從通信手段上看，配電終端的發(fā)展可分為串行和網(wǎng)絡(luò)兩個(gè)階段。隨著光纖網(wǎng)絡(luò)通信終端設(shè)備的出現(xiàn)，該終端進(jìn)入了基于網(wǎng)絡(luò)的通信系統(tǒng)的開發(fā)階段。與傳統(tǒng)通信手段相比互聯(lián)網(wǎng)通信系統(tǒng)速度快得多，信息路由相對(duì)簡(jiǎn)單，大大提高了網(wǎng)絡(luò)的靈活性。為配電終端對(duì)等通信帶來(lái)了機(jī)遇，也為進(jìn)一步發(fā)展表面保護(hù)技術(shù)提供了更有利的條件。

嵌入式軟件方面的發(fā)展進(jìn)程。從嵌入式軟件的角度看，我國(guó)配電終端的開發(fā)可分為軟件阻塞循環(huán)創(chuàng)建階段和實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)嵌入式軟件結(jié)構(gòu)階段。由于處理效率、存儲(chǔ)空間、處理器等方面的限制，隨著實(shí)時(shí)嵌入式操作系統(tǒng)軟件大量放電的ARM 和CPU 晶體的大量滲透和使用，使終端軟件穩(wěn)定安全運(yùn)行。在配電終端中的應(yīng)用條件逐漸出現(xiàn)，取得了重大進(jìn)展。

當(dāng)前配電自動(dòng)化終端存在的主要問題?，F(xiàn)階段，室內(nèi)配電終端自動(dòng)化無(wú)論在性能還是技術(shù)方面都獲得前所未有的發(fā)展。但須認(rèn)識(shí)到，我國(guó)終端配電自動(dòng)化發(fā)展水平與國(guó)外先進(jìn)終端有一定差距，在發(fā)展過程中存在許多問題需解決：部分配送自動(dòng)化終端設(shè)備入市前未經(jīng)嚴(yán)格質(zhì)量檢驗(yàn)，大量性能較差的設(shè)備進(jìn)入市場(chǎng)。這些劣質(zhì)設(shè)備是不可靠的，在運(yùn)行過程中面臨著嚴(yán)重的安全風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)整個(gè)電網(wǎng)的運(yùn)行構(gòu)成了嚴(yán)重威脅；大部分交換終端是電池的備用電源，電池本身的壽命較短，不能長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行；近年來(lái)我國(guó)自動(dòng)終端的安全性、穩(wěn)定性和可靠性在一定程度上有所提高，但對(duì)自動(dòng)化的實(shí)際需求仍有很大差異。如不能隨著時(shí)間的推移而進(jìn)步，這種差距只會(huì)越來(lái)越大；由于工廠和現(xiàn)場(chǎng)終端設(shè)備測(cè)試缺乏具體的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，無(wú)法全面進(jìn)行這些測(cè)試，配電自動(dòng)化終端設(shè)備具備適當(dāng)?shù)耐顿Y、操作和使用條件。為進(jìn)一步提高配電自動(dòng)化的實(shí)際效率，今后的研究應(yīng)把重點(diǎn)放在上述問題上[3]。

2 配電終端自動(dòng)化檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)探究

2.1 自動(dòng)化檢測(cè)系統(tǒng)頂層設(shè)計(jì)

根據(jù)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的自動(dòng)化要求、相關(guān)文件和相關(guān)部門，對(duì)終端組件進(jìn)行測(cè)試。即使根據(jù)電壓等級(jí)，也可采用可編程的三相電源管理方案。該電源可靈活調(diào)節(jié)電流、電壓和相位，工作穩(wěn)定、準(zhǔn)確。數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)一般采用電壓、電流穩(wěn)定的固定設(shè)備，包括遙感信息和遙測(cè)信息。

2.2 自動(dòng)控制系統(tǒng)

上位機(jī)是指裝有終端開關(guān)自動(dòng)控制系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)，是一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)和交互式終端。具有控制信號(hào)流的能力，在操作過程中實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，同時(shí)三相標(biāo)準(zhǔn)源裝置具有類似的目標(biāo)檢測(cè)功能。輸出值的準(zhǔn)確性直接影響自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的整體情況和自動(dòng)檢測(cè)的效率。為實(shí)現(xiàn)終端自動(dòng)控制系統(tǒng)的目標(biāo)，需研制三相標(biāo)準(zhǔn)源，為提高三相標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備源輸出信號(hào)的準(zhǔn)確性和可靠性，在正常情況下一般采用閉環(huán)矢量控制方法。該技術(shù)的主要參數(shù)有：輸出相電壓0～450V，相電流0～45A，21次諧波；模擬配電網(wǎng)誤差的能力三相功率輸出精度為0.05%，相位輸出精度為0.1°，輸出電壓和電流精度為0.05%，頻率范圍為45～55Hz。

在頂層設(shè)計(jì)中，三相閉環(huán)矢量控制方法包括波源、矢量采樣、信號(hào)處理和多通道高精度功能四個(gè)模塊。具體步驟：波形源下有六個(gè)信號(hào)源，信號(hào)進(jìn)入回放模塊以增加功率。這部分信號(hào)在輸出處等待輸出。隨著時(shí)間的推移，向量機(jī)選擇模塊選擇放大信號(hào)，然后選擇更強(qiáng)大的信號(hào)并將其放入處理模塊進(jìn)行分析。如滿足了輸出條件則允許輸出，否則將配置重復(fù)上述步驟的函數(shù)配置模塊，直到滿足要求。

2.3 自動(dòng)控制系統(tǒng)軟件開發(fā)

系統(tǒng)軟件須與系統(tǒng)硬件兼容，使其能執(zhí)行自動(dòng)感應(yīng)功能、信息輸入、通信管理、信息處理和分析等功能，使多個(gè)終端的控制和管理成為可能，確保了配電終端的可靠性和可靠性。系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)包括六個(gè)模塊：用戶管理模塊。分析訪問權(quán)限、帳號(hào)信息、項(xiàng)目驗(yàn)證權(quán)限、進(jìn)行維護(hù)和分發(fā)；系統(tǒng)管理模塊。包括模塊、設(shè)置參數(shù)、環(huán)境因素、硬件接口和測(cè)試設(shè)備；用于控制測(cè)量設(shè)備、模型和終端信息的采樣信息管理模塊；生成過程控制模塊，與測(cè)試計(jì)劃相對(duì)應(yīng)；檢測(cè)工作模塊。測(cè)試操作模塊、測(cè)試對(duì)象和測(cè)試計(jì)劃，有自動(dòng)驗(yàn)證和手動(dòng)驗(yàn)證數(shù)據(jù)兩種方法可提高有效性；測(cè)試報(bào)告模塊。測(cè)試結(jié)果查詢和打印報(bào)告?；诨ヂ?lián)網(wǎng)平臺(tái)的系統(tǒng)軟件提供協(xié)同協(xié)作、在線數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)輸入和輸出及網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的自動(dòng)檢測(cè)。

2.4 自動(dòng)化檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)流程

根據(jù)配電終端的功能和性能測(cè)試要求，自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)可向測(cè)試對(duì)象輸出交直流標(biāo)準(zhǔn)源，以及復(fù)用和遙控信號(hào)，同時(shí)接收測(cè)試對(duì)象的SOE 用于改變狀態(tài)。延時(shí)自動(dòng)測(cè)井的主要作用是在發(fā)生事故時(shí)，依次將相應(yīng)的自動(dòng)裝置、開關(guān)和繼電保護(hù)裝置置于保持狀態(tài)，進(jìn)而完成檢測(cè)目標(biāo)的自動(dòng)檢測(cè)。該系統(tǒng)還可在復(fù)雜的或相關(guān)的環(huán)境中模擬和檢測(cè)錯(cuò)誤，以支持快速有效的錯(cuò)誤解決，同時(shí)還可執(zhí)行項(xiàng)目測(cè)試的邏輯功能：輸入確定目標(biāo)的信息，包括設(shè)備、型號(hào)、終端、遙控信號(hào)等；根據(jù)試驗(yàn)要求選擇并設(shè)計(jì)相應(yīng)的試驗(yàn)方案，包括試驗(yàn)要素、相關(guān)參數(shù)、試驗(yàn)條件等；根據(jù)測(cè)試方法和測(cè)試內(nèi)容，確定連接檢測(cè)系統(tǒng)的目的并開始測(cè)試；在測(cè)試過程中，檢測(cè)系統(tǒng)生成和記錄與計(jì)算和分析相關(guān)的數(shù)據(jù)，并將測(cè)試結(jié)果存儲(chǔ)在組織數(shù)據(jù)庫(kù)中；自動(dòng)化認(rèn)證系統(tǒng)根據(jù)具體的模型編制相應(yīng)的認(rèn)證報(bào)告。

3 配電自動(dòng)化技術(shù)對(duì)配電終端質(zhì)量管控措施分析

對(duì)配電終端設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)。驗(yàn)證主要針對(duì)網(wǎng)絡(luò)的云層，在網(wǎng)絡(luò)的云層中，采用自動(dòng)化配電系統(tǒng)，對(duì)其形狀、電流、電壓、電阻、頻率等進(jìn)行驗(yàn)證。在配電終端使用過程中，機(jī)械設(shè)備隨時(shí)可能損壞，檢測(cè)是配電終端的重要保障之一。供電系統(tǒng)的檢測(cè)終端設(shè)備應(yīng)不斷檢查，以便一旦終端出現(xiàn)故障，能夠及時(shí)有效地解決問題。在開關(guān)終端質(zhì)量檢測(cè)過程中，必須對(duì)終端進(jìn)行全面檢測(cè)，控制開關(guān)終端線路的運(yùn)行。如果在終端設(shè)備運(yùn)行過程中出現(xiàn)問題，鈴聲會(huì)觸發(fā)警報(bào)，幫助工作人員快速發(fā)現(xiàn)。通過消除問題，有效地提高了員工的工作效率。在配電終端設(shè)備測(cè)試過程中，將遠(yuǎn)程復(fù)制和配電自動(dòng)化技術(shù)有效地結(jié)合起來(lái)。

對(duì)配電終端設(shè)備的控制功能。配電自動(dòng)化不僅可在遠(yuǎn)處操作，且可在遠(yuǎn)處操作得更好，配電自動(dòng)化通過保護(hù)終端設(shè)備，在一定程度上保證了員工的人身安全，打破了傳統(tǒng)的操作模式。有效地檢測(cè)開關(guān)終端的故障，需加強(qiáng)開關(guān)終端的控制功能，終端設(shè)備的應(yīng)用可有效地保證配電自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用。在設(shè)備終端設(shè)備遠(yuǎn)程運(yùn)行過程中，實(shí)現(xiàn)了配電自動(dòng)化技術(shù)的遠(yuǎn)程化，有效提高了終端設(shè)備的穩(wěn)定性，提高了相關(guān)人員的能力。工作資源的優(yōu)化配置在一定程度上保證了配電終端的質(zhì)量。

電網(wǎng)調(diào)度網(wǎng)絡(luò)體制的作用。電網(wǎng)系統(tǒng)在配電終端設(shè)備中發(fā)揮著重要作用，電網(wǎng)系統(tǒng)的安全性是此時(shí)需關(guān)注的問題。只有充分利用配電自動(dòng)化技術(shù)才能保證網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的安全，提高配電終端設(shè)備的質(zhì)量。管理人員需監(jiān)控終端設(shè)備的質(zhì)量，對(duì)開關(guān)終端人員的技術(shù)能力提出嚴(yán)格要求，以提高網(wǎng)絡(luò)安全性和開關(guān)終端的專業(yè)技術(shù)能力。通過實(shí)時(shí)向相關(guān)技術(shù)人員介紹和了解網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，有效地保證配電終端設(shè)備的質(zhì)量，防止工作中斷。

配電終端規(guī)劃流程。配電自動(dòng)化終端是一個(gè)相對(duì)復(fù)雜的過程，在這個(gè)過程中，首先須將相關(guān)數(shù)據(jù)和所有編碼數(shù)據(jù)輸入系統(tǒng)；其次計(jì)算應(yīng)嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)程序進(jìn)行，并應(yīng)在對(duì)配電終端和開關(guān)的可靠性進(jìn)行嚴(yán)格評(píng)估的基礎(chǔ)上進(jìn)行，并充分利用規(guī)劃計(jì)劃的全部數(shù)據(jù)；須遵守保留精英的基本原則，進(jìn)行改變?nèi)丝诮M成、跨越部分、選擇等行動(dòng)；根據(jù)數(shù)據(jù)計(jì)算結(jié)果選擇最合適的終端實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化。一般配電網(wǎng)中的開關(guān)可根據(jù)其功能分為幾種類型，如觸點(diǎn)、用戶邊界、插座等。特別是用戶開關(guān)，一般都要根據(jù)用戶的用電需求來(lái)選擇。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)互連自動(dòng)化技術(shù)指南，配電網(wǎng)自動(dòng)化終端最好采用光纖通信，但要考慮到選擇最合適的網(wǎng)絡(luò)互連終端，原則上取決于實(shí)際情況，考慮到實(shí)際和經(jīng)濟(jì)可行性。

配電自動(dòng)化終端的發(fā)展趨勢(shì)。與變電站自動(dòng)化配電相比，配電自動(dòng)化是一個(gè)較年輕、前景廣闊的領(lǐng)域，根據(jù)自動(dòng)化配電終端的發(fā)展歷史，可期待下一代的進(jìn)一步發(fā)展。在以下幾方面取得了進(jìn)展：自動(dòng)化配電終端和主開關(guān)；自動(dòng)配電終端將向數(shù)字翻譯方向發(fā)展，利用OCT 和OPT 光學(xué)傳感器對(duì)終端進(jìn)行數(shù)字配電將逐步占據(jù)市場(chǎng)主導(dǎo)地位。此外，光學(xué)傳感器技術(shù)的不斷改進(jìn)將大大降低應(yīng)用成本，同時(shí)也大大提高了應(yīng)用的可靠性。配電自動(dòng)化終端基于普通傳感器難以達(dá)到的光學(xué)傳感器的優(yōu)勢(shì)，提高錯(cuò)誤檢測(cè)的效率和準(zhǔn)確性，省去復(fù)雜的數(shù)模轉(zhuǎn)換過程，直接實(shí)現(xiàn)數(shù)字化配置。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著自動(dòng)化的不斷完善和更新，配電自動(dòng)化終端的整體性能也在提高。但我國(guó)仍存在自動(dòng)配電終端的問題，如終端設(shè)備在上市前沒有經(jīng)過嚴(yán)格的質(zhì)量控制，終端備用電池的使用壽命相對(duì)較短。為保證配電自動(dòng)化終端安全可靠地運(yùn)行，需提高布局規(guī)劃方法，明確規(guī)劃流程的基本原則。