[摘 要]配電系統(tǒng)作為電力輸送到戶的最后環(huán)節(jié)，其安全性、可靠性對整個電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行至關重要。在電力系統(tǒng)中應用配網(wǎng)自動化技術，可實現(xiàn)電力系統(tǒng)的預防性維護，高效調控電力系統(tǒng)運行中出現(xiàn)的各類故障問題，保證用戶的供電質量。文章闡述了配網(wǎng)自動化實現(xiàn)模式，分析了配網(wǎng)自動化技術在電力系統(tǒng)中的應用價值及具體應用，以滿足用戶對電力提出的高可靠要求。

[關鍵詞]配電自動化技術；電力系統(tǒng)；安全性

[中圖分類號]TM76 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2024）06–0148–03

Application of Distribution Network Automation Technology in Power Systems

LIU Hongbin，MA Tianyou，MA Yuxin

[Abstract]With the rapid development of economy in our country， the requirements of power supply network are becoming higher and higher. The power supply enterprises should constantly optimize the grid system to ensure the stable supply of power. As the last link of power transmission to households， the safety and reliability of the power distribution system are very important to the stable operation of the whole power system. The application of distribution automation technology in the power system can realize the preventive maintenance of the power system， effectively regulate the various kinds of faults in the operation of the power system， and ensure the power supply quality of users. This paper expounds the realization mode of distribution network automation， analyzes the application value and concrete application of distribution network automation technology in power system， in order to meet the high reliability requirements of power users.

[Keywords]distribution automation technology； power system； security

1 配網(wǎng)自動化技術在電力系統(tǒng)中的應用價值

1.1 實時監(jiān)控

實時監(jiān)控作為配網(wǎng)自動化的核心組成部分，通過在配電網(wǎng)中安裝監(jiān)控設備和各類傳感器，實現(xiàn)了對所有配電網(wǎng)參數(shù)的實時監(jiān)測。高精度傳感器能夠捕捉電壓、頻率、電流等關鍵參數(shù)，并將數(shù)據(jù)實時傳輸至控制中心。控制中心的軟件平臺則對這些數(shù)據(jù)進行分析，以評估配電網(wǎng)的運行狀態(tài)，并在必要時調整電網(wǎng)配置或發(fā)出警報。配電自動化技術的應用，可全面了解電網(wǎng)運行信息，不僅有助于操作人員更好地理解電網(wǎng)的實時狀況，還能夠預測和識別潛在的問題點。通過對電網(wǎng)狀態(tài)的連續(xù)監(jiān)測，可以迅速響應各種變化，從而減少了停電和其他服務中斷的風險。

1.2 智能優(yōu)化與管理

配網(wǎng)自動化技術通過集成自動控制技術、遠程監(jiān)控及智能決策支持系統(tǒng)，實現(xiàn)對電力系統(tǒng)的遠程監(jiān)測和控制，減少人工巡檢和干預的需求，提高電力部門的運行和管理水平。同時，通過電能表的自動抄表和費用記錄，可以減少用戶交付電費的程序，提高供電效率。配網(wǎng)自動化技術的應用，可確保電力系統(tǒng)中的各個設備自主運行，實現(xiàn)能源的整合，降低系統(tǒng)損耗，進而向著智能化發(fā)展。

2 配網(wǎng)自動化實現(xiàn)模式

2.1 集中智能模式

電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障后，現(xiàn)場配電開關監(jiān)控終端能夠及時檢測、收集故障信息，并將故障信息、開關狀態(tài)等訊息傳遞至主配電站系統(tǒng)中，利用主配電站控制中心中的實時拓撲結構、邏輯算法等定位故障位置，并依據(jù)實際情況制定故障修復方案，通過自動化或者人工干預的方式有效控制開關斷路器、浮點運算器等設備，完成操作指令。集中智能模式能夠綜合考慮多方因素，即開關運行操作次數(shù)、網(wǎng)絡約束等，最終確定電力系統(tǒng)故障的最佳修復方案[4]?，F(xiàn)有配電網(wǎng)規(guī)模越來越大，接線復雜性越來越強，電力系統(tǒng)故障修復方案的確定難度成倍增長，進而對集中智能實現(xiàn)模式提出了更高的要求。因此，應遵循操作次數(shù)盡量少、恢復負荷量最大等原則，科學合理地選擇電力系統(tǒng)故障修復方案，進而高效的處理電力系統(tǒng)故障，提高電力系統(tǒng)故障處理效率。

2.2 分布智能模式

分布智能模式在線路層履行電力系統(tǒng)故障處理職能，現(xiàn)場檢測到故障信息后，無需將故障信息傳輸至主配電站系統(tǒng)，可利用智能型FTU通信傳輸實現(xiàn)故障信息交換，及時、自動地處理分布于線路層的故障。分布智能模式基于對等性質的通信網(wǎng)實現(xiàn)，即在同一電網(wǎng)線路中的FTU和變電站出線中的監(jiān)控保護裝置對等。電網(wǎng)線路中發(fā)生永久性故障時，變電站出線短路裝置會產(chǎn)生作用，線路中的FTU則會與臨近的FTU（與電路聯(lián)系）進行交換控制，確保故障信息能夠實現(xiàn)快速交換，及時定位故障。在分布智能實現(xiàn)模式中，配網(wǎng)自動化技術可以在較短時間內恢復故障隔離區(qū)域、非故障區(qū)域的供電，進而有助于減輕上級主站的供電負擔。該種實現(xiàn)模式對配網(wǎng)系統(tǒng)、用戶終端有著較大的沖擊力，故障處理效率較慢。

3 電力系統(tǒng)中配網(wǎng)自動化技術的具體應用

3.1 配網(wǎng)自動化

配網(wǎng)自動化是利用先進的自動化控制技術與電力通訊技術，實現(xiàn)配電系統(tǒng)中各個組成部分的自動化控制，其主要由配電主站、配電子站、配電遠方終端和通信網(wǎng)絡等諸多部分組成，各組成部分相互銜接，實現(xiàn)信息的高效傳輸。瑞士能源公司（ABB）的智能配電解決方案可實現(xiàn)電力系統(tǒng)的全面監(jiān)測與管理，既發(fā)揮保護和控制、測量功能，也有監(jiān)視、通信等功能，廣泛的應用在城市配網(wǎng)、農村配網(wǎng)中。綜合自動化監(jiān)控系統(tǒng)（SICAM Anole）可應用于各種類型的配電網(wǎng)中，基于其可擴展性、高度靈活性，能夠與其他電力系統(tǒng)實現(xiàn)無縫銜接，提升信息傳遞效率。配電自動化系統(tǒng)的目標都是以為用戶提供可靠、穩(wěn)定的供電服務為主，致力于如何提高配電網(wǎng)管理效率與運行速度，削弱電力系統(tǒng)故障帶來的不良影響[6]?？傮w來說，配電自動化系統(tǒng)共分為三個系統(tǒng)，即監(jiān)控系統(tǒng)、控制系統(tǒng)以及通信系統(tǒng)，各個系統(tǒng)各司其職。監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)揮監(jiān)測職能，實現(xiàn)對整個配電網(wǎng)的實時監(jiān)測，可及時發(fā)現(xiàn)配電網(wǎng)絡中存在的異常狀態(tài)，依據(jù)系統(tǒng)收集的反饋信息制定解決方案，及時執(zhí)行操作指令，縮小異常狀態(tài)產(chǎn)生的影響；控制系統(tǒng)發(fā)揮控制、調節(jié)作用，對整個配電網(wǎng)中的各個電力設備進行管理，例如在住宅小區(qū)配電網(wǎng)絡中，某個用戶用電量異常增加，而同配電網(wǎng)絡中的其他用戶用電量較小，控制系統(tǒng)則會調控該用戶的用電量，從而有效保證整個住宅小區(qū)的用電質量；通信系統(tǒng)為各個系統(tǒng)提供平臺，實現(xiàn)各個系統(tǒng)間的互通有無。通過建立穩(wěn)定、可靠的通信網(wǎng)絡，各個子系統(tǒng)所需的數(shù)據(jù)訊息將在通信網(wǎng)絡中迅速傳輸，子系統(tǒng)可及時獲取數(shù)據(jù)信息，完成配電操作指令。由此說明，三個系統(tǒng)是配網(wǎng)自動化系統(tǒng)中必不可少的重要組成部分，通過不斷優(yōu)化各個系統(tǒng)，助力于配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的智能化管理。

3.2 無功補償自動化

電力系統(tǒng)中的負載類型較多，與電力系統(tǒng)功率因數(shù)產(chǎn)生負向相關性，進而對電力系統(tǒng)供電質量產(chǎn)生影響。無功補償設備的應用，可解決電力系統(tǒng)負載多、功率因數(shù)下降的問題，進而保障電力系統(tǒng)的供電質量。傳統(tǒng)無功補償方式主要以人工操作為主，但受到多種因素的影響，難以實現(xiàn)對電力系統(tǒng)的精準控制。隨著自動化技術的不斷發(fā)展，無功補償自動化可優(yōu)化傳統(tǒng)無功補償方式存在的弊端。無功補償自動化系統(tǒng)可實現(xiàn)對電力系統(tǒng)的全面監(jiān)測，利用監(jiān)控系統(tǒng)獲取電力系統(tǒng)的電壓、電流、功率因數(shù)等參數(shù)，利用控制系統(tǒng)分析收集的各項參數(shù)，依據(jù)各項參數(shù)分析結果自動控制電容器開關（合閘或分閘），旨在達到功率因數(shù)維穩(wěn)、提高的目的。

無功補償自動化系統(tǒng)可通過智能算法實現(xiàn)對電力系統(tǒng)實際運行情況的監(jiān)測、控制、調整，從而獲取最佳的無功補償效果。此外，該系統(tǒng)通過對無功補償設備的智能化控制（如實時監(jiān)測、故障診斷等），可及時發(fā)現(xiàn)無功補償設備故障，并加以排除，確保無功補償設備的正常運行，以此提升補償效果。

3.3 故障檢測自動化

在電力系統(tǒng)中，故障處理十分關鍵，及時處理電力系統(tǒng)故障是為用戶提供高質量供電服務的標準之一。應用故障檢測與隔離自動化系統(tǒng)，能夠快速、準確地定位故障，并對故障采取隔離處置，將故障產(chǎn)生的影響控制在最小范圍內，從而保障電力系統(tǒng)安全、可靠運行。同時，及時通知運維人員趕往現(xiàn)場，判斷故障種類并及時維修，以最快速度恢復供電。在電力系統(tǒng)故障處理中應用自動化系統(tǒng)，既可提高故障處理的響應速度，也可精準定位故障，自動采取隔離處理方案，降低了故障維修成本與運行成本。

4 配網(wǎng)自動化技術應用的保障措施

4.1 加快配網(wǎng)建設與改造

為了保障用戶用電質量，配網(wǎng)自動化技術被廣泛應用于電力系統(tǒng)，要想實現(xiàn)供電質量持續(xù)提高，應注重配網(wǎng)自動化技術的持續(xù)優(yōu)化。在電力體制改革背景下，供電企業(yè)要立足實際，制訂發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃，設置配網(wǎng)自動化發(fā)展專項資金，致力于配網(wǎng)基礎設施的完善，以此支持配網(wǎng)自動化發(fā)展。在信息技術時代，智能化信息技術設備、通信光纖的應用作為配網(wǎng)建設與改造工作的重要組成部分，要著重落實。

4.2 強化硬件支持系統(tǒng)

配網(wǎng)自動化發(fā)展要格外注重技術創(chuàng)新工作，以技術創(chuàng)新建立硬件支持系統(tǒng)，確保硬件支持系統(tǒng)能夠科學、全面地收集數(shù)據(jù)。并利用大數(shù)據(jù)分析工具分析收集的數(shù)據(jù)，進行多元對比，以此獲得電量增長趨勢和用電模式。利用人工智能技術、機器學習建立預測模型，對某區(qū)域用電階段變化情況進行預測，了解地區(qū)用戶的用電需求。利用網(wǎng)絡信息技術不斷完善用電管理修復系統(tǒng)，可實時監(jiān)管電力系統(tǒng)，并在發(fā)生故障時迅速響應和修復。積極引入智能監(jiān)測系統(tǒng)，自動檢測用電異常單位，在發(fā)現(xiàn)故障的第一時間及時、自動報警，便于運維人員及時掌握，并加強故障的防范力度及故障應對方案制訂。硬件支持系統(tǒng)的更新升級，可精準分析配網(wǎng)規(guī)模擴大而帶來的復雜數(shù)據(jù)，弱化電力企業(yè)管理中存在的裙帶關系，確保電力企業(yè)內部規(guī)范化發(fā)展。

4.3 引入新型技術

電力系統(tǒng)中配網(wǎng)自動化技術的應用，要注重各項技術的發(fā)展，積極應用定制電力技術、新型通信技術及新型消防自動化系統(tǒng)等新型技術助力電力企業(yè)配網(wǎng)自動化發(fā)展。

（1）定制電力技術主要依托于高速斷路器、電壓穩(wěn)定器等設備，輔以智能電網(wǎng)技術實現(xiàn)。在中低壓配網(wǎng)中應用定制電力技術，既可規(guī)避電壓閃變現(xiàn)象，也可高效消除對應諧波，進而獲得穩(wěn)定的電壓。定制電力技術能夠快速識別電力負荷發(fā)生瞬間變化的位置，進而采取相應的處理措施，規(guī)避電力事故。

（2）配網(wǎng)自動化發(fā)展中，遠程監(jiān)控技術對通信通道有著較高的要求。光纖通信技術作為新型通信技術之一，以傳播速度快、成本低等優(yōu)勢被廣泛應用于電力系統(tǒng)。高質量的通信通道，可保障數(shù)據(jù)安全、高速的傳遞，規(guī)避不必要因素的干擾。

（3）新型消防自動化系統(tǒng)也是配網(wǎng)自動化發(fā)展中需積極引入的一種技術，其主要是利用分布式電源為不同負荷提供便攜式電源，降低線路傳輸中損耗程度，最大限度地提升電能利用率。但在應用新型消防自動化系統(tǒng)時，基于采用分布式電源，在精準識別其他電源位置方面存在瓶頸，若無法快速、精準識別其他電源，則會降低新型消防自動化系統(tǒng)應用效果。

4.4 配電系統(tǒng)集中化管理

在以往配電系統(tǒng)中，其劃分了多個子系統(tǒng)，雖然子系統(tǒng)間存在一定的聯(lián)系，但難以實現(xiàn)高效的溝通與交流，主要是缺乏信息共享渠道，限制了配網(wǎng)自動化的發(fā)展。因此，需要加強配電系統(tǒng)的集中化管理，即利用先進的通信網(wǎng)絡將分散的配電系統(tǒng)連接起來，形成統(tǒng)一的多級管理系統(tǒng)，以提高整體運行效率和可靠性。通過集中化管理，可以打破以往配電系統(tǒng)中各個“島”之間信息隔離的局面，實現(xiàn)有效的溝通和交流，從而提升整個系統(tǒng)的智能化水平。此外，加強配電系統(tǒng)集中化管理，可整合各種資源，并科學配置資源，規(guī)避資源浪費，進而提高能源利用率。

5 結束語

在經(jīng)濟高速發(fā)展的時代中，用戶的供電需求量不斷提升，其對于供電企業(yè)提供的供電服務也有著較高的要求。配電網(wǎng)作為用戶與供電企業(yè)間的橋梁，保證配電網(wǎng)運行質量，可滿足用戶對供電質量的高要求。在電力系統(tǒng)改造工作，積極引入配網(wǎng)自動化技術，不僅提高了電網(wǎng)的運行效率和安全性，還為電力企業(yè)帶來了長遠的發(fā)展優(yōu)勢，持續(xù)滿足用戶的個性化用電需求。隨著技術的不斷進步，未來配網(wǎng)自動化將在電力系統(tǒng)中扮演更加關鍵的角色，為電力供應提供更加穩(wěn)定、高效及智能的解決方案。

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