樂夏日

摘 要：電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和自動化功能將直接關(guān)系到人們能否正常用電，同時其對各個領(lǐng)域的發(fā)展也具有重要的促進(jìn)作用。因此，要加強(qiáng)對配網(wǎng)功能的研究，提高其自動化運(yùn)行水平。文章首先分析了現(xiàn)階段配網(wǎng)運(yùn)行的自動化情況，指出其問題所在，然后提出了相應(yīng)對策，旨在完善電力系統(tǒng)功能，為行業(yè)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng);配電網(wǎng);自動化;現(xiàn)狀;對策

中圖分類號：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-1064（2021）12-0-03

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.12.022

配網(wǎng)運(yùn)行的優(yōu)劣評價指標(biāo)多種多樣，自動化就是其中的一項(xiàng)重要內(nèi)容。研究配網(wǎng)運(yùn)行自動化，就能保證電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，及時調(diào)節(jié)系統(tǒng)中存在的故障，滿足人們的用電要求，即使發(fā)生事故，也不會出現(xiàn)大范圍停電的情況。加大配網(wǎng)自動化的推廣力度，還能保證電力企業(yè)的服務(wù)質(zhì)量穩(wěn)步提升，使企業(yè)具有良好的社會形象。

1 電力系統(tǒng)配網(wǎng)自動化運(yùn)行現(xiàn)狀

信息技術(shù)、電子技術(shù)等多項(xiàng)與時俱進(jìn)的技術(shù)對配網(wǎng)帶來的影響不言而喻，也使得其運(yùn)行模式邁向自動化方向。目前，通過配網(wǎng)自動化技術(shù)就能監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行情況，一旦發(fā)現(xiàn)問題，就能及時處理。這種自動化運(yùn)行方式不僅可以保證配網(wǎng)運(yùn)行更加安全可靠，還能滿足用戶對電力提出的要求[1]。

配網(wǎng)系統(tǒng)化主要以10 kV復(fù)合線路下分段器以及重合器的應(yīng)用為主，其優(yōu)勢在于不必提前配置主站系統(tǒng)，只需發(fā)揮出重合器、分段器的功能即可[2]。一旦線路出現(xiàn)故障，就能將故障及時隔離，避免故障范圍進(jìn)一步擴(kuò)大。這一類操作模式成本低，比較方便，因此應(yīng)用范圍比較廣泛。同時，也可將重合器與環(huán)形電纜配網(wǎng)相結(jié)合，并進(jìn)一步發(fā)揮出環(huán)網(wǎng)柜的作用，就能確保配網(wǎng)自動化運(yùn)行水平得到提升。將環(huán)網(wǎng)柜與配網(wǎng)系統(tǒng)相結(jié)合，就能實(shí)現(xiàn)環(huán)網(wǎng)柜與各個終端、開關(guān)的合理連接。

現(xiàn)階段，人們對環(huán)網(wǎng)柜中的FTU數(shù)據(jù)容量要求較高，只有其具備較大的容量，才能監(jiān)控若干條線路。要對FTU進(jìn)行組合，確保每一個FTU對饋線進(jìn)行監(jiān)督，再利用其實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的有效傳播。要充分結(jié)合傳統(tǒng)RTU的功能，對故障進(jìn)行高效檢測。環(huán)網(wǎng)柜的適應(yīng)能力較強(qiáng)，可根據(jù)實(shí)際情況對其進(jìn)行布設(shè)。

在我國多數(shù)地區(qū)，在架空和鋪設(shè)絕緣導(dǎo)線時，主要是依據(jù)街道的走向，繼而設(shè)置比較完善的配電網(wǎng)。要改造網(wǎng)絡(luò)，以滿足用戶的用電需求。

2 電力系統(tǒng)自動化中存在的不足

首先，系統(tǒng)的集成化水平有待提升。盡管電力系統(tǒng)自動化技術(shù)體系日益完善，但現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施存在許多漏洞[3]。配網(wǎng)與配電網(wǎng)設(shè)備的性能不完善，設(shè)備運(yùn)行時間較長，缺乏自動化功能，這樣就難以保證每個系統(tǒng)之間彼此協(xié)調(diào)，無法實(shí)現(xiàn)資源共享。

其次，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)不統(tǒng)一。部分企業(yè)會結(jié)合實(shí)際情況設(shè)計網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，每個企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)并不相同，這就會影響本區(qū)域電力系統(tǒng)自動化建設(shè)的進(jìn)程。部分硬件與軟件之間的兼容性不足，導(dǎo)致硬件設(shè)備不能正常執(zhí)行軟件提出的要求，軟件也不能及時收集設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)。

最后，管理不到位。規(guī)劃電網(wǎng)時，缺乏合理的思路與設(shè)計方案，自動化設(shè)備安裝不到位。管理電力系統(tǒng)時，通常引進(jìn)先進(jìn)的自動化監(jiān)控系統(tǒng)，這樣不僅能夠不間斷地檢測與監(jiān)控目標(biāo)區(qū)域，還能及時發(fā)現(xiàn)問題，為維修人員的維修工作提供更多參考。如果過分依賴這一系統(tǒng)，就可能會不重視日常管理工作，不利于系統(tǒng)正常運(yùn)行。

3 電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動化的應(yīng)用原則

3.1 適應(yīng)性原則

為保證配網(wǎng)自動化具有一定的適應(yīng)性，要注意以下幾方面。第一，在建設(shè)配網(wǎng)時，要考慮城市經(jīng)濟(jì)與農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的差異性。與城市相比，農(nóng)村經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)，各項(xiàng)設(shè)施相對落后，如果直接采用先進(jìn)的配網(wǎng)自動化技術(shù)，很難保證發(fā)揮相應(yīng)的作用。因此，要考慮到當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，選擇合適的建設(shè)方案，以滿足用戶需求和提高供電可靠性為目的，確保配網(wǎng)自動化建設(shè)工作順利進(jìn)行。第二，在配網(wǎng)改造時，配網(wǎng)線路不斷增加，設(shè)備容量日益擴(kuò)大，為配網(wǎng)自動化的發(fā)展提供了有利條件。因此，為實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)自動化，要結(jié)合配網(wǎng)的實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)計與建設(shè)。第三，遵循定時限保護(hù)原則，定時限保護(hù)主要是利用電流和時間階梯相重合的方式，確保上下級保護(hù)工作彼此協(xié)調(diào)。

3.2 循序漸進(jìn)原則

應(yīng)用配網(wǎng)自動化技術(shù)時，要考慮到多個方面的內(nèi)容，并發(fā)揮出多種技術(shù)的作用，真正凸顯配網(wǎng)自動化的優(yōu)勢。要遵循循序漸進(jìn)的原則，確保配網(wǎng)自動化方案順利實(shí)施。第一，將多組自動配電開關(guān)設(shè)置在線路中，并建立電壓控制系統(tǒng)。第二，為有效控制各支線自動化配電開關(guān)，要設(shè)置相應(yīng)設(shè)備，分配與調(diào)用設(shè)備的負(fù)荷。第三，加強(qiáng)配網(wǎng)管理中心與供電站之間的聯(lián)系，設(shè)置完善的通信設(shè)備，確保管理中心及時獲取信息，自動分析和處理信息。

3.3 電流控制式原則

由于重合斷路器的操作比較頻繁，會影響設(shè)備的使用壽命，導(dǎo)致設(shè)備發(fā)生故障。設(shè)置自動化開關(guān)后，要考慮到開關(guān)具有一定的延時效果，一旦線路發(fā)生故障，合閘操作時間比較長，會對供電造成不利影響。通常來說，要依靠一次合閘時間作出判斷，也會影響判斷的準(zhǔn)確性。如果采用電流控制模式，就能避免上述問題。電流控制模式操作比較簡單，可以提高供電的安全性和可靠性。

4 電力配網(wǎng)自動化運(yùn)行的改進(jìn)對策

4.1 合理進(jìn)行施工規(guī)劃

為了保證配網(wǎng)自動化技術(shù)的功能得到穩(wěn)定發(fā)揮，就要從施工入手，對施工進(jìn)行合理規(guī)劃[4]。首先，要明確施工進(jìn)度。由于電力工程任務(wù)量龐大，施工周期較長，為了將施工進(jìn)度控制在合理范圍內(nèi)，就要制定完善的進(jìn)度方案，避免工程超出工期。其次，合理規(guī)劃施工方案。由于電力工程涉及的專業(yè)技術(shù)較多，且每一道工序極其復(fù)雜，因此若缺乏完善的施工方案指導(dǎo)，就會導(dǎo)致施工缺乏應(yīng)有的秩序。這樣，不僅會使施工人員不能嚴(yán)格按照制度和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行操作，還會導(dǎo)致施工程序紊亂。因此，要使各施工人員能夠按照統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)施工。

4.2 加大設(shè)備的投入力度

為了滿足龐大的用電需求，保證配網(wǎng)自動化運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性，就要引進(jìn)先進(jìn)的設(shè)備和技術(shù)。要采用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對各部分進(jìn)行合理設(shè)計，選擇恰當(dāng)?shù)碾姎庠?，保證各項(xiàng)資源得到及時共享。要發(fā)揮出通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和人工智能技術(shù)的作用，改進(jìn)和優(yōu)化現(xiàn)有的自動化結(jié)構(gòu)，使配網(wǎng)自動化運(yùn)行水平得到進(jìn)一步提升。要引進(jìn)現(xiàn)代化設(shè)備和新型材料，優(yōu)化電氣工程質(zhì)量，保證工程的整體性能得到進(jìn)一步改進(jìn)。

4.3 有效管理工作人員

首先，要加強(qiáng)對工作人員的培訓(xùn)力度，提高其工作技能和專業(yè)素養(yǎng)，使其對待工作充滿責(zé)任感。其次，要進(jìn)一步激發(fā)工作人員的熱情，通過完善的獎懲機(jī)制提高其對工作的責(zé)任心。要獎勵表現(xiàn)突出的員工，對在工作中出現(xiàn)失誤的人員進(jìn)行批評，或予以相應(yīng)的處罰，使其充滿危機(jī)意識，避免相同的問題再度發(fā)生[5]。

4.4 打造完善的監(jiān)控機(jī)制

第一，優(yōu)化后臺監(jiān)控設(shè)備的功能。要制定完善的后臺監(jiān)控設(shè)備管理制度，合理設(shè)置操作系統(tǒng)和監(jiān)控軟件的密碼，使用專門的監(jiān)控軟件全面監(jiān)督后臺情況。

第二，合理配置后臺監(jiān)控設(shè)備的電源。支持監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行的主要內(nèi)容是交流電，通常要選擇專業(yè)的逆變器。為了滿足后臺監(jiān)控設(shè)備對電源的需求，一般要通過直流蓄電池和逆變器的共同作用，才能保證設(shè)備正常運(yùn)行，同時還能避免其遭到諧波的影響。

第三，備份監(jiān)控軟件。通過這一工作，不僅保證備份工作及時得到更新，還能滿足后臺監(jiān)控軟件的工作需求。由于廠家為廣大用戶提供多元化服務(wù)，因此要考慮到備份與現(xiàn)場運(yùn)行不相符的情況。要采用專門的移動硬盤或光盤保管備份內(nèi)容，以滿足工作需求[6]。

5 電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動化的具體應(yīng)用

5.1 主斷路器與饋線斷路器的配合

為了進(jìn)一步優(yōu)化配網(wǎng)結(jié)構(gòu)，可通過建立環(huán)網(wǎng)供電等方式，保證配網(wǎng)之間彼此緊密聯(lián)系。比如，將變電站中的出線保護(hù)開關(guān)與饋線開關(guān)進(jìn)行有效配合，就能逐漸實(shí)現(xiàn)環(huán)網(wǎng)供電。一些變電站的出線保護(hù)開關(guān)比較多，一般需利用微機(jī)才能執(zhí)行多項(xiàng)命令。目前，可采用多種控制方式控制線路開關(guān)的運(yùn)行。

5.2 自動重合器與重合分段器

在自動重合器方案中，主要是連接配網(wǎng)的有效雙電源，就能實(shí)現(xiàn)環(huán)網(wǎng)供電。然后還要分段處理配網(wǎng)，使相鄰的重合器保護(hù)各類線路。一旦配網(wǎng)中出現(xiàn)故障，就可采用重合器隔離故障，然后通過分合操作的方式控制斷路器。如果某一階段產(chǎn)生故障，可發(fā)揮出故障位置重合器的職能，分段處理故障。為消除線路的分支故障，就要發(fā)揮出重合器和分段器的配合作用。若系統(tǒng)中的各段產(chǎn)生故障，就要利用自動重合分段器判斷故障。為了確保負(fù)荷側(cè)獲得正常供電，就要將各個斷路器進(jìn)行重合，發(fā)揮出電源的作用。一旦故障點(diǎn)出現(xiàn)重合，斷路器就會自動斷開，故障兩側(cè)位置的線路也會被鎖定。當(dāng)線路全面斷開，就能實(shí)現(xiàn)二次送電。

5.3 饋線自動化

進(jìn)行饋線自動化設(shè)計時，要明確設(shè)計方案，選擇合理的控制模式。就地控制模式主要是發(fā)揮出分段器和重合器的作用，通過對二者的協(xié)調(diào)與配合，就能自動化控制配網(wǎng)。采用計算機(jī)進(jìn)行監(jiān)控時，要保證距離合理，設(shè)置專門的遠(yuǎn)程控制中心。當(dāng)饋線自動化采集信息時，就能發(fā)揮出通行通道的傳輸作用，保證信息的傳輸質(zhì)量，使信息不再受到距離的困擾。一旦發(fā)生故障，主站就能及時獲取故障信息，準(zhǔn)確判斷重要故障的位置，并采取相應(yīng)的措施予以解決，避免停電范圍擴(kuò)大。

5.4 智能電網(wǎng)與電網(wǎng)調(diào)度自動化技術(shù)

為了使電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，就需要發(fā)揮出先進(jìn)的信息化管理技術(shù)的作用，確保電網(wǎng)的運(yùn)行得到合理控制，提高其整體智能化運(yùn)行水平。在開展電網(wǎng)調(diào)動自動化研究時，要對技術(shù)進(jìn)行合理劃分，將其劃分成不同等級，并融入計算機(jī)技術(shù)，就能全面監(jiān)督、控制電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)。通過計算機(jī)技術(shù)及時采集各項(xiàng)數(shù)據(jù)，并分析數(shù)據(jù)，制定合理的決策，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

5.5 PLC自動化

PLC技術(shù)離不開計算機(jī)技術(shù)和繼電接觸控制技術(shù)的支持。通過該項(xiàng)技術(shù)控制內(nèi)部存儲，只要利用可編程序即可實(shí)現(xiàn)。該項(xiàng)技術(shù)能夠及時檢測出電力系統(tǒng)中存在的問題，保證系統(tǒng)的運(yùn)行更加靈活，還能減少不必要的能源消耗。該項(xiàng)技術(shù)還能分析多項(xiàng)數(shù)據(jù)，保證數(shù)據(jù)的傳輸效率獲得提升，促進(jìn)數(shù)據(jù)之間實(shí)現(xiàn)順利轉(zhuǎn)換。

5.6 變電站自動化技術(shù)

只要通過計算機(jī)技術(shù)控制電網(wǎng)運(yùn)行情況，合理分析變電站的運(yùn)行狀態(tài)，就能提高變電站的自動化運(yùn)行水平?？衫秒娎|和光纖支持系統(tǒng)運(yùn)行，提高系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和可靠性。一旦發(fā)現(xiàn)問題，就要仔細(xì)分析原因，采取必要的質(zhì)量控制對策。要加強(qiáng)對變電站的技術(shù)支持，優(yōu)化電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的功能，提高變電站的運(yùn)行水平。

例如，株洲配電自動化通信網(wǎng)以EPON為主，在開展配電自動化建設(shè)時，首先要檢查變電站OLT設(shè)備，了解表示標(biāo)簽是否完整。檢查屏柜與布線方式，確保其符合相關(guān)規(guī)程;測試配網(wǎng)光纜;檢查ONU燈的功能;從通信網(wǎng)管上能PING通ONU及DTU地址;檢查DTU，確定其得到安全加固。企業(yè)要重視配電專業(yè)和自動化專業(yè)的溝通，加強(qiáng)信息連讀，確保配電自動化資料得到有效更新，持續(xù)完善配電自動化建設(shè)流程，堅(jiān)持PDCA循環(huán)。

6 電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動化發(fā)展趨勢

隨著時間的不斷推移，建設(shè)電力系統(tǒng)時要充分考慮電能質(zhì)量，采取有效措施改善電能質(zhì)量。常用設(shè)備是高速數(shù)字信號處理器，不僅可以提高電能質(zhì)量，而且可以保證電力系統(tǒng)更加安全可靠，提高供電的靈活性，該設(shè)備的適應(yīng)能力比較強(qiáng)，基本不會受到溫度的影響，并采用部分算法，保證電能質(zhì)量得到提升。

為保護(hù)配網(wǎng)系統(tǒng)，可采用饋線自動化技術(shù)采集配網(wǎng)數(shù)據(jù)，確保PAS與配電SCADA技術(shù)順利發(fā)揮自身功能。在饋線自動化系統(tǒng)中，要進(jìn)一步發(fā)揮GIS技術(shù)優(yōu)勢，使配網(wǎng)設(shè)備得到有效管理。在PAS、SCADA、GIS技術(shù)的支持下，配網(wǎng)自動化功能可得到進(jìn)一步完善。因此，要對該方案加以完善，使其在未來的工作中發(fā)揮更大的作用。

為解決小電流接地保護(hù)問題，可采用饋線遠(yuǎn)方終端，該項(xiàng)技術(shù)不僅能夠及時獲取配網(wǎng)的電流負(fù)序分量分布信息，而且能夠發(fā)揮負(fù)序電流的突變量和小波分析技術(shù)的功能，確保識別更加靈敏、準(zhǔn)確。

7 結(jié)語

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，配電網(wǎng)調(diào)控自動化系統(tǒng)的建立和不斷升級完善，為配電網(wǎng)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供了保障，推動了我國電力系統(tǒng)的發(fā)展。配電網(wǎng)自動化技術(shù)的應(yīng)用，能夠緩解電網(wǎng)壓力，增強(qiáng)電網(wǎng)的服務(wù)能力，實(shí)現(xiàn)對電力系統(tǒng)配電網(wǎng)日常運(yùn)行的監(jiān)測、控制和保護(hù)等環(huán)節(jié)的自動化、智能化，進(jìn)一步提高電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性與穩(wěn)定性，全面滿足電力行業(yè)發(fā)展需求。

基于此，電力技術(shù)研究人員只有將自動化技術(shù)與配網(wǎng)相結(jié)合，加大研究與開發(fā)力度，不斷創(chuàng)新技術(shù)，才能使電力系統(tǒng)的運(yùn)行更加穩(wěn)定可靠，滿足人們多元化的需求，為各行各業(yè)的發(fā)展提供強(qiáng)大動力。

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