朱思文 金鵬飛 高仙

【摘要】隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，有關(guān)電力的需求也面臨著一些新的變化，電力企業(yè)面臨一系列的發(fā)展挑戰(zhàn)。只有那些掌握智能電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)的企業(yè)，才能夠有效的調(diào)度電力資源，保證電腦系統(tǒng)的安全運(yùn)行，加快智能電網(wǎng)建設(shè)。電力企業(yè)必須構(gòu)建智能電網(wǎng)，提升供電的質(zhì)量，其他行業(yè)的發(fā)展提供源源不斷的電力。本來(lái)將對(duì)智能電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)及其關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行分析。

【關(guān)鍵詞】智能電網(wǎng);配電自動(dòng)化;建設(shè);關(guān)鍵技術(shù)

在進(jìn)行智能電網(wǎng)的建設(shè)過(guò)程中，其基本前提是構(gòu)建基本的供配電系統(tǒng)，在此基礎(chǔ)之上進(jìn)行供配電系統(tǒng)的自動(dòng)化建設(shè)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)的建設(shè)。在智能電網(wǎng)的運(yùn)行過(guò)程中，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，并將結(jié)果實(shí)時(shí)反饋給電力作業(yè)人員;能夠?qū)﹄娋W(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的故障進(jìn)行自主診斷與定位，并實(shí)現(xiàn)故障的自復(fù)位操作，同時(shí)將處理方法及處理結(jié)果反饋給電力作業(yè)人員。為電力企業(yè)提供全方位、多角度的電網(wǎng)優(yōu)化改進(jìn)方案。在智能電網(wǎng)的構(gòu)建過(guò)程中，需要結(jié)合電網(wǎng)自身情況，對(duì)現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行分析研究，確定這些及技術(shù)的最優(yōu)應(yīng)用方案，提高電網(wǎng)運(yùn)行的安全性、可靠性、穩(wěn)定性。

1智能電網(wǎng)自動(dòng)化概述

智能電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化指的是利用各類(lèi)先進(jìn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度數(shù)據(jù)、自動(dòng)化監(jiān)控及集成化等工程，通過(guò)信息共享大幅度提高電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性與穩(wěn)定性。電網(wǎng)運(yùn)行中融合調(diào)度系統(tǒng)與信息技術(shù)，提高智能電網(wǎng)的自動(dòng)化程度。具體來(lái)說(shuō)，智能電網(wǎng)特征表現(xiàn)為兩點(diǎn)：

1.1自愈特點(diǎn)

智能電網(wǎng)自愈功能指的是，當(dāng)系統(tǒng)某些元件出現(xiàn)問(wèn)題后，可以在沒(méi)有人為干預(yù)的情況下將問(wèn)題元件隔離出來(lái)，迅速恢復(fù)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，不影響電力供應(yīng)?？梢哉f(shuō)自愈功能就是智能電網(wǎng)的免疫系統(tǒng)，也是主要特點(diǎn)。該功能可以有效縮短檢修斷電時(shí)間，減少停電造成的損失。

1.2在線監(jiān)測(cè)

智能電網(wǎng)可以通過(guò)高速通信網(wǎng)絡(luò)即時(shí)獲取設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信息，最短時(shí)間內(nèi)確認(rèn)設(shè)備故障部位，提高維修效率，快速恢復(fù)正常運(yùn)行狀態(tài)。同時(shí)，現(xiàn)今技術(shù)可以提供眾多的數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)歸納到企業(yè)系統(tǒng)中，促進(jìn)在線監(jiān)測(cè)能力的提高，優(yōu)化設(shè)備運(yùn)行與維修。

2智能電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)功能

智能電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的在線實(shí)時(shí)監(jiān)控、故障的自診斷與自恢復(fù)、電能調(diào)配等。這些功能實(shí)現(xiàn)的前提是電網(wǎng)必須具有自動(dòng)化功能。

2.1系統(tǒng)狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控功能

在電力系統(tǒng)的運(yùn)行中需要實(shí)現(xiàn)故障的自主診斷和自主恢復(fù)、電能的調(diào)配等功能。這些都需要對(duì)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，所以在進(jìn)行配電自動(dòng)化系統(tǒng)的建設(shè)過(guò)程中需要在智能電網(wǎng)中加裝各種類(lèi)型的傳感器用于實(shí)時(shí)采集智能電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。同時(shí)需要將實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)较到y(tǒng)的主控單元。其傳輸速率可用如下公式描述。

2.2故障自診斷與自恢復(fù)功能

智能電網(wǎng)的一個(gè)重要特征就是故障的自診斷與自恢復(fù)功能，當(dāng)輸電線路中出現(xiàn)故障時(shí)，主控單元能夠根據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)控的電網(wǎng)數(shù)據(jù)對(duì)故障類(lèi)型即故障位置進(jìn)行判斷，同時(shí)通過(guò)斷路器與隔離開(kāi)關(guān)將故障位置切除掉，防止該故障影響整個(gè)電網(wǎng)的正常運(yùn)行。當(dāng)傳感器發(fā)現(xiàn)輸電線路的運(yùn)行狀態(tài)與系統(tǒng)中現(xiàn)有的故障模型相匹配時(shí)，則主控單元會(huì)確定故障類(lèi)型及故障位置，同時(shí)進(jìn)行故障的隔離動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)故障線路的有效切除。輸電線路中的保護(hù)多為電流保護(hù)，通過(guò)與時(shí)間信號(hào)配合實(shí)現(xiàn)其功能，主要有：標(biāo)準(zhǔn)反時(shí)限、非常反時(shí)限、極端反時(shí)限、超反時(shí)限，如公式

2.3電能調(diào)配功能

電能調(diào)配功能從兩個(gè)方面發(fā)揮功能，一方面對(duì)電網(wǎng)后端的供電負(fù)荷進(jìn)行合理調(diào)控，對(duì)于電能需求比較大的區(qū)域，配電自動(dòng)化系統(tǒng)可以通過(guò)配電開(kāi)關(guān)的控制將電能輸送到電能需求區(qū)域。另一方面對(duì)于電網(wǎng)中故障線路的電能進(jìn)行補(bǔ)充，電網(wǎng)中某些線路其供電支配區(qū)域較大，當(dāng)這種線路出現(xiàn)故障時(shí)，會(huì)對(duì)大面積供電造成影響。為了盡量減小這種情況對(duì)于供電的影響，配電自動(dòng)化系統(tǒng)會(huì)從其他區(qū)域調(diào)配電能，實(shí)現(xiàn)了電能的合理配置。在配電自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要深入研究此方面技術(shù)，全面實(shí)現(xiàn)供電穩(wěn)定性提升。

3智能電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

3.1電力通信技術(shù)

電力無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)得基本點(diǎn)是滿足各種需求基礎(chǔ)上，建設(shè)出高可靠性、易擴(kuò)展性、具有技術(shù)先進(jìn)性的智能電力通信網(wǎng)絡(luò)。所遵循原則如下：網(wǎng)絡(luò)信息安全性、技術(shù)先進(jìn)性和可擴(kuò)展性、組網(wǎng)靈活性和經(jīng)濟(jì)性、設(shè)備易于管理性。為了解決電力數(shù)據(jù)傳輸距離長(zhǎng)而引起的主干網(wǎng)絡(luò)通信壓力過(guò)大問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)電力數(shù)據(jù)安全可靠傳輸至電力主處理系統(tǒng)，其通信無(wú)線專網(wǎng)架構(gòu)如圖1所示。在專網(wǎng)建設(shè)時(shí)，配備多套無(wú)線核心網(wǎng)設(shè)備，全部的TD-LTE設(shè)備站全部無(wú)縫接入無(wú)線專網(wǎng)，其各種電力業(yè)務(wù)在執(zhí)行過(guò)程中所產(chǎn)生的電力數(shù)據(jù)全部按地域分配到相應(yīng)的TD-LTE設(shè)備基站進(jìn)行管理，設(shè)備之間通過(guò)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)互為備份、互為冗余，當(dāng)其中某臺(tái)設(shè)備基站發(fā)生故障切除時(shí)，臨近的一套或多套設(shè)備基站承擔(dān)被切除設(shè)備的任務(wù)進(jìn)行工作系統(tǒng)中，需要構(gòu)建傳感器網(wǎng)絡(luò)，對(duì)電網(wǎng)的信息數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)全方位多角度的采集，以便能夠全面而具體的對(duì)電網(wǎng)的狀態(tài)進(jìn)行綜合分析。在具體的配電自動(dòng)化系統(tǒng)構(gòu)建時(shí)，需要在系統(tǒng)中配置電壓、電流等多種類(lèi)型的傳感器，通過(guò)對(duì)多個(gè)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，盡可能全面確認(rèn)電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)。對(duì)于配電箱、配網(wǎng)終端來(lái)說(shuō)，除去配置電壓、電流傳感器外，還需要配置光電、煙霧、溫度、濕度等類(lèi)型的傳感器，以保障這類(lèi)設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行，從而全面實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控。

3.3故障分析運(yùn)算及自動(dòng)控制技術(shù)

在實(shí)現(xiàn)故障自診斷自恢復(fù)功能時(shí)，需要在前期準(zhǔn)備好故障診斷模型和故障恢復(fù)方案。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，系統(tǒng)中的傳感器會(huì)實(shí)時(shí)檢測(cè)電網(wǎng)當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)，并將運(yùn)行狀態(tài)導(dǎo)入到先前構(gòu)建好的模型中進(jìn)行運(yùn)算，與現(xiàn)有故障模型進(jìn)行匹配比對(duì)，通過(guò)匹配后則系統(tǒng)會(huì)對(duì)故障進(jìn)行認(rèn)定，判定故障類(lèi)型及故障位置，主控單元會(huì)下發(fā)故障動(dòng)作指令，由隔離開(kāi)關(guān)與斷路器完成故障位置的隔離，并恢復(fù)非故障位置的正常供電。為了更好更全面實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)故障自診斷自恢復(fù)技術(shù)，必須要對(duì)故障模型進(jìn)行發(fā)反復(fù)不斷的優(yōu)化升級(jí)，以適應(yīng)當(dāng)前電網(wǎng)的實(shí)時(shí)狀態(tài)。故障自恢復(fù)技術(shù)需要進(jìn)行決策、調(diào)控，完成風(fēng)險(xiǎn)的在線評(píng)估，不斷升級(jí)、完善配電自動(dòng)化系統(tǒng)的功能，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一化的調(diào)控目標(biāo)。故障自恢復(fù)率和平均自恢復(fù)率可以用式（6）、（7）進(jìn)行描述。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在智能電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的建設(shè)中，自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)揮的功能包括在線監(jiān)測(cè)、故障線路切除以及電力調(diào)配，應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)為通信技術(shù)、傳感器網(wǎng)絡(luò)建設(shè)技術(shù)以及自動(dòng)抄表技術(shù)。在這些技術(shù)的具體應(yīng)用中，除了要對(duì)以上三項(xiàng)技術(shù)體系進(jìn)行建設(shè)，同時(shí)還需要對(duì)故障處理系統(tǒng)進(jìn)行全面建設(shè)，以提升系統(tǒng)對(duì)故障的處理效率和質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1]方周康.探析智能電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)及關(guān)鍵技術(shù)[J].通訊世界，2017（2）.

[2]蘇志明.對(duì)智能電網(wǎng)系統(tǒng)及其信息自動(dòng)化技術(shù)的探討[J].電源技術(shù)與應(yīng)用，2016（4）.