徐大震

（濟(jì)寧中山公用水務(wù)有限公司，山東 濟(jì)寧 272000）

伴隨著時(shí)代進(jìn)步與社會(huì)發(fā)展，人們的物質(zhì)生活水平顯著改善，對(duì)供配電穩(wěn)定性、持續(xù)性、安全性與可靠性也提出了更高的要求。企業(yè)配電網(wǎng)作為電力系統(tǒng)的重要組成部分，肩負(fù)著輸配電功能，其運(yùn)行效率與質(zhì)量不僅會(huì)影響到企業(yè)的日常服務(wù)與經(jīng)營(yíng)發(fā)展，而且關(guān)乎人們的用電體驗(yàn)?，F(xiàn)代科學(xué)、信息、通信技術(shù)的突飛猛進(jìn)為企業(yè)配電網(wǎng)建設(shè)與優(yōu)化注入了新的活力，尤其是自動(dòng)化技術(shù)在企業(yè)配電網(wǎng)中的廣泛與深入應(yīng)用，可以在提升系統(tǒng)運(yùn)行效率的同時(shí)降低系統(tǒng)能耗、節(jié)約資源能源、減少各類(lèi)事故的發(fā)生概率，并且能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)配電網(wǎng)的可視化與智能化管理，對(duì)于促進(jìn)企業(yè)配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)大有裨益。

1 企業(yè)配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)概述

在科學(xué)技術(shù)的支撐下，企業(yè)配電網(wǎng)系統(tǒng)規(guī)模逐漸擴(kuò)大，所使用的線路及設(shè)備精細(xì)度也明顯提升，在配電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，會(huì)因人為操作失誤、自然災(zāi)害、環(huán)境條件等各類(lèi)因素的影響出現(xiàn)諸多故障，且系統(tǒng)運(yùn)行能耗較高，難以達(dá)成節(jié)能減排的要求。自動(dòng)化技術(shù)以數(shù)據(jù)采集、處理等為基礎(chǔ)，對(duì)配電網(wǎng)內(nèi)線路及設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)化改造，滿(mǎn)足高速率、準(zhǔn)確性傳輸?shù)囊螅ㄟ^(guò)指令下達(dá)自動(dòng)化控制各類(lèi)設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)，實(shí)時(shí)接收設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信息，結(jié)合供配電需求等進(jìn)行自動(dòng)化調(diào)度，所形成的數(shù)據(jù)資源及相應(yīng)方案可以為系統(tǒng)運(yùn)維、人才培養(yǎng)等提供依據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)企業(yè)配電網(wǎng)建設(shè)、運(yùn)維、管理的一體化。

2 自動(dòng)化技術(shù)在企業(yè)配電網(wǎng)中的應(yīng)用目標(biāo)

自動(dòng)化技術(shù)在企業(yè)配電網(wǎng)中的應(yīng)用目標(biāo)體現(xiàn)在兩大方面：（1）實(shí)現(xiàn)多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的自動(dòng)化整合與處理。收集配電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)的管理對(duì)象數(shù)據(jù)，經(jīng)數(shù)據(jù)整合、篩選與處理后建立仿真模型，真實(shí)反映各控制對(duì)象的運(yùn)行狀態(tài)、連接方式、運(yùn)行負(fù)荷、潛在故障及運(yùn)行環(huán)境等，以此為依據(jù)，秉承節(jié)能降耗、智能管控的理念對(duì)控制對(duì)象進(jìn)行自動(dòng)化管理。（2）保證配電網(wǎng)運(yùn)行的安全性、穩(wěn)定性及可靠性。通過(guò)自動(dòng)化技術(shù)的合理運(yùn)用，對(duì)配電網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)化、動(dòng)態(tài)化與跟蹤式監(jiān)測(cè)，對(duì)系統(tǒng)故障做到及早發(fā)現(xiàn)、及早隔離、及早控制及及早處理，避免自然災(zāi)害、人為操作等各類(lèi)因素對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行產(chǎn)生負(fù)面影響，并依靠自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)各類(lèi)危險(xiǎn)情況及時(shí)響應(yīng)，以此達(dá)成保證系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、可靠及持續(xù)運(yùn)行的自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用目標(biāo)。

3 自動(dòng)化技術(shù)在企業(yè)配電網(wǎng)中的應(yīng)用路徑

自動(dòng)化技術(shù)是科學(xué)家們?yōu)橥黄粕a(chǎn)及工程瓶頸，在反復(fù)實(shí)踐中探索出的實(shí)際問(wèn)題解決技術(shù)措施。在社會(huì)用電需求顯著增加的背景下，企業(yè)配電網(wǎng)系統(tǒng)規(guī)模愈加龐大，所用設(shè)備精密度顯著提升，傳統(tǒng)線路布設(shè)形式、設(shè)備控制模式及管理方式等難以滿(mǎn)足大規(guī)模配電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)需求，呈現(xiàn)出明顯的局限性。而自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用可解決上述問(wèn)題，綜合而言，自動(dòng)化技術(shù)在企業(yè)配電網(wǎng)中的應(yīng)用體現(xiàn)在以下五大方面。

3.1 饋線自動(dòng)化技術(shù)，改造線路設(shè)備

饋線，即配電線路、饋電線路，是企業(yè)配電網(wǎng)的基礎(chǔ)組成部分，在配電網(wǎng)運(yùn)行中承擔(dān)著輸送電能的重要責(zé)任。配電網(wǎng)中饋線自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用功能主要包括數(shù)據(jù)采集及控制、饋線故障自動(dòng)化定位、饋線故障自動(dòng)化隔離、非故障饋線段自動(dòng)化供電恢復(fù)、饋線自動(dòng)化管理等。饋線自動(dòng)化改造具有信息量大、與其他系統(tǒng)聯(lián)系緊密、在線監(jiān)測(cè)與線下控制協(xié)同配合等特點(diǎn)。

首先，明確饋線自動(dòng)化技術(shù)在配電網(wǎng)中應(yīng)用的主要目標(biāo)在于優(yōu)化改造線路設(shè)備，支持饋線運(yùn)行狀況自動(dòng)化監(jiān)測(cè)、故障的自動(dòng)化排查與隔離、自動(dòng)化統(tǒng)計(jì)饋線負(fù)荷及事故等信息、遠(yuǎn)程自動(dòng)化調(diào)節(jié)饋線開(kāi)關(guān)等。其次，在明確技術(shù)目標(biāo)及相應(yīng)功能的基礎(chǔ)上，結(jié)合企業(yè)現(xiàn)行配電網(wǎng)系統(tǒng)，堅(jiān)持技術(shù)性與經(jīng)濟(jì)性相統(tǒng)一的原則合理選擇饋線自動(dòng)化設(shè)備。（1）饋線終端裝置（FTU），該裝置功能多元，既可以與配電自動(dòng)化主站通信，反饋饋線運(yùn)行狀態(tài)及參數(shù)信息，智能化執(zhí)行主站下達(dá)的指令，又可以調(diào)節(jié)、控制饋線及其相關(guān)設(shè)備。但該饋線終端裝置前期投入成本較高，并且需要以完備的通信系統(tǒng)作為支撐，在實(shí)際應(yīng)用中需綜合考慮裝置的成本效益。（2）饋線自動(dòng)化開(kāi)關(guān)設(shè)備。主要包括兩種類(lèi)型，其一為具備控制及保護(hù)功能的重合器，其二為與電源側(cè)前級(jí)開(kāi)關(guān)相互配合的具備自動(dòng)分閘功能的分段器。兩種開(kāi)關(guān)設(shè)備有其特定的使用條件與優(yōu)劣勢(shì)，在設(shè)計(jì)應(yīng)用中可以采取重合器與分段器配合的饋線自動(dòng)化方案。即在重合器R后順次配置四個(gè)分段器S1～S4。其中分段器S3、S4分別位于兩個(gè)支線。當(dāng)某點(diǎn)發(fā)生臨時(shí)性故障時(shí)，R動(dòng)作分閘后重合；當(dāng)某點(diǎn)發(fā)生永久性故障時(shí)，R分閘，分段器S4達(dá)到預(yù)先整定動(dòng)作次數(shù)，同時(shí)分閘并保持在閉鎖狀態(tài)，以此隔離故障點(diǎn)。但需要注意的時(shí)，環(huán)路上重合器之間依靠延時(shí)實(shí)現(xiàn)保護(hù)的配合，分段越多，延時(shí)越大，保護(hù)配合度則越低，因此需要配置好重合器與分段器，盡量利用重合器自身切斷電流的作用以隔離故障段，配合分段器對(duì)跳閘次數(shù)進(jìn)行記錄及反饋，以此保證饋線自動(dòng)化系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

3.2 防誤自動(dòng)化技術(shù)，合理調(diào)度系統(tǒng)

在企業(yè)配電網(wǎng)運(yùn)行之中，調(diào)度機(jī)構(gòu)為保證配電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的指揮中心，其價(jià)值在于改變負(fù)荷的用電特性以?xún)?yōu)化供電路徑，在配電網(wǎng)系統(tǒng)遭受地震、雷擊等自然災(zāi)害時(shí)緊急通過(guò)微電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)孤立供電，并對(duì)配電網(wǎng)的運(yùn)行進(jìn)行全過(guò)程、動(dòng)態(tài)性與持續(xù)性的科學(xué)規(guī)劃。但在實(shí)際的配電網(wǎng)調(diào)度中會(huì)發(fā)現(xiàn)，受到各類(lèi)因素的影響極有可能出現(xiàn)調(diào)度操作失誤的現(xiàn)象，一旦調(diào)度指令傳達(dá)則會(huì)引發(fā)較為嚴(yán)重的后果。利用防誤自動(dòng)化技術(shù)構(gòu)建配電網(wǎng)調(diào)度防誤仿真系統(tǒng)可以有效改善配電網(wǎng)調(diào)度現(xiàn)狀。

目前企業(yè)配電網(wǎng)調(diào)度中較為常用的系統(tǒng)為DTS仿真調(diào)度系統(tǒng)，其軟件功能較為多元，能夠適應(yīng)企業(yè)配電網(wǎng)的未來(lái)發(fā)展。在建立配電網(wǎng)DTS仿真調(diào)度防誤系統(tǒng)時(shí)，首先需要規(guī)劃好DTS仿真系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)。通常情況下包括控制中心仿真子系統(tǒng)、電力系統(tǒng)仿真子系統(tǒng)、人員子系統(tǒng)三大組成部分。DTS系統(tǒng)可以與SCADA等系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)通訊，共享各個(gè)子系統(tǒng)中的信息、數(shù)據(jù)與圖示等。其次，系統(tǒng)軟件配置?；谧詣?dòng)化技術(shù)的DTS仿真調(diào)度防誤系統(tǒng)包括操作系統(tǒng)軟件及支持軟件，在構(gòu)建時(shí)需要考慮到配電網(wǎng)調(diào)度需求的未來(lái)變化，支持通過(guò)更改上層軟件功能及相應(yīng)參數(shù)等嵌入新的調(diào)度應(yīng)用及分析功能，以此契合配電網(wǎng)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。最后，需要對(duì)系統(tǒng)性能指標(biāo)進(jìn)行校驗(yàn)與評(píng)估，檢查配電網(wǎng)故障時(shí)系統(tǒng)是否具備較為靈敏的頻率變化、電壓變化等。

3.3 圖資自動(dòng)化技術(shù)，提升故障處理效率

圖資自動(dòng)化技術(shù)主要應(yīng)用于企業(yè)配電網(wǎng)線路設(shè)備缺陷管理中。傳統(tǒng)管理模式下，依靠日常巡檢發(fā)現(xiàn)設(shè)備缺陷及線路黑點(diǎn)，采取人工工作形式，如拍照、記錄等對(duì)設(shè)備線路缺陷進(jìn)行記錄、上傳相應(yīng)的缺陷圖片，且受到工作態(tài)度、技術(shù)方法等因素的限制，設(shè)備線路巡檢工作隨意性較大，細(xì)致程度不足，難以滿(mǎn)足設(shè)備及線路缺陷分析需求，不能發(fā)現(xiàn)設(shè)備線路的潛在故障問(wèn)題。基于圖資自動(dòng)化技術(shù)，構(gòu)建針對(duì)某一配電設(shè)備及其連接線路的集各類(lèi)圖資檔案管理功能于一體的系統(tǒng)，可以為設(shè)備缺陷統(tǒng)計(jì)、分析、設(shè)備線路優(yōu)化改造等工作提供便利，形成契合本企業(yè)配電網(wǎng)規(guī)模及特點(diǎn)的設(shè)備線路故障知識(shí)庫(kù)，從而顯著提高故障處理效率。

首先，遵循“一線一檔”的基本原則，保證缺陷管理及故障排查的針對(duì)性與精準(zhǔn)性，以開(kāi)源軟件PPM為地層開(kāi)發(fā)平臺(tái)，嵌入zTree插件、地理信息系統(tǒng)等，以便于針對(duì)某一設(shè)備線路進(jìn)行缺陷統(tǒng)計(jì)及分析，并可以借助系統(tǒng)強(qiáng)大的運(yùn)算與數(shù)據(jù)處理能力呈現(xiàn)不同設(shè)備線路之間缺陷的邏輯關(guān)系。其次，結(jié)合實(shí)際的設(shè)備線路缺陷管理需求配置好軟件功能。如黑點(diǎn)圖資搜索功能、站線結(jié)構(gòu)模塊化功能、統(tǒng)計(jì)分析功能等，可支持運(yùn)維管理人員結(jié)合自身工作習(xí)慣、實(shí)際需求等對(duì)黑點(diǎn)、設(shè)備類(lèi)型等進(jìn)行增加與刪減，鍵入關(guān)鍵詞后可自動(dòng)化提煉與本設(shè)備線路相關(guān)的信息，智能化、深入化分析線路缺陷及設(shè)備故障成因等，以此為配電網(wǎng)的維護(hù)工作提供真實(shí)可靠且系統(tǒng)科學(xué)的依據(jù)。

3.4 通信自動(dòng)化技術(shù)，滿(mǎn)足數(shù)據(jù)傳輸需求

配電網(wǎng)子站與主站通信是否實(shí)時(shí)便捷，直接影響配電網(wǎng)運(yùn)行質(zhì)量的高低。為實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)子站與主站通信的自動(dòng)化，需要合理應(yīng)用通信自動(dòng)化技術(shù)。首先，配電網(wǎng)子站主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集、傳輸及處理，不承擔(dān)配電網(wǎng)的運(yùn)行維護(hù)責(zé)任，因此子站通信自動(dòng)化系統(tǒng)的主要功能為向配電網(wǎng)主站實(shí)時(shí)反饋設(shè)備、線路等的運(yùn)行狀態(tài)信息以及底層設(shè)備通信情況信息等，并負(fù)責(zé)向下層設(shè)備傳遞主站的相關(guān)控制指令，如饋線開(kāi)關(guān)指令、電網(wǎng)負(fù)荷調(diào)控指令等。其次，配電網(wǎng)子系統(tǒng)所控制的下層設(shè)備包括本地設(shè)備與遠(yuǎn)端設(shè)備等，為保證通信的便捷性，需要根據(jù)各類(lèi)設(shè)備的性能、重要性等設(shè)計(jì)好設(shè)備接入端口及通信形式，在規(guī)劃設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)充分考慮高級(jí)應(yīng)用軟件數(shù)據(jù)類(lèi)型要求、現(xiàn)場(chǎng)各類(lèi)可能出現(xiàn)的設(shè)備接入方式等，以滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備配置的多樣性與變化性為基本目標(biāo)，對(duì)子站通信自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行構(gòu)建。最后，數(shù)據(jù)處理為配電網(wǎng)子站的核心功能，各類(lèi)設(shè)備及變配電環(huán)節(jié)所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)體量龐大，且存在多源異構(gòu)數(shù)據(jù)，若想充分挖掘數(shù)據(jù)價(jià)值，便需要以統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)化處理。同時(shí)，在子站與主站通信中會(huì)出現(xiàn)異常及錯(cuò)誤情況，這就需要提升系統(tǒng)的容錯(cuò)及錯(cuò)誤處理能力，即采用特定的信號(hào)表征通信狀態(tài)，若采集端口通信失敗、異常等，會(huì)向上級(jí)發(fā)出預(yù)警，再次下達(dá)指令后若端口通信成功則繼續(xù)正常工作；若依然出現(xiàn)異常情況，則開(kāi)啟緊急特殊處理功能。

3.5 管理自動(dòng)化技術(shù)，提高服務(wù)水平

引入自動(dòng)化技術(shù)的配電網(wǎng)雖然獲得了運(yùn)行可靠性、穩(wěn)定性的保障，但對(duì)配電網(wǎng)的綜合管理提出了更高的要求，需要相關(guān)管理人員熟悉自動(dòng)化技術(shù)的操作方式，把握好自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用條件下配電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行體現(xiàn)的新特征與新隱患。因此需要將各個(gè)子系統(tǒng)整合在統(tǒng)一的自動(dòng)化管理平臺(tái)上。首先，將具備通用分組無(wú)限服務(wù)接入條件的配電網(wǎng)自動(dòng)化設(shè)備全部連入統(tǒng)一的自動(dòng)化管理系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備信息的集成與集中化管理。其次，將配電網(wǎng)自動(dòng)化管理系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為配電網(wǎng)自動(dòng)化調(diào)度的子系統(tǒng)，保證管理與調(diào)度相配合，在日常工作中以配電網(wǎng)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)為核心，以各類(lèi)型自動(dòng)化技術(shù)及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障、隔離故障及解決故障問(wèn)題，對(duì)多元化管理信息及調(diào)度信息進(jìn)行整合與分析，形成屬于企業(yè)的配電網(wǎng)自動(dòng)化管理資源庫(kù)，在人員考核、培訓(xùn)等工作中可以從資源庫(kù)內(nèi)直接調(diào)取故障記錄、管理記錄、調(diào)度記錄等提升各項(xiàng)工作質(zhì)量。最后，成立獨(dú)立權(quán)威的配電網(wǎng)自動(dòng)化管理機(jī)構(gòu)，配置相應(yīng)的技術(shù)、中層管理及執(zhí)行工作人員，主要負(fù)責(zé)反饋配電網(wǎng)管理現(xiàn)存問(wèn)題，維護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行，以此推進(jìn)企業(yè)配電網(wǎng)的自動(dòng)化建設(shè)。

4 結(jié)語(yǔ)

企業(yè)配電網(wǎng)運(yùn)行質(zhì)量不僅關(guān)系到服務(wù)水平，更關(guān)乎人們的用電體驗(yàn)及安全性。自動(dòng)化技術(shù)在企業(yè)配電網(wǎng)中的應(yīng)用，可以克服傳統(tǒng)配電網(wǎng)系統(tǒng)及管理模式帶來(lái)的弊端，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗、可靠運(yùn)行的目標(biāo)。目前自動(dòng)化技術(shù)主要應(yīng)用于企業(yè)配電網(wǎng)線路設(shè)備改造、自動(dòng)化調(diào)度、故障處理、數(shù)據(jù)傳輸及集中管理。未來(lái)，自動(dòng)化技術(shù)將進(jìn)一步發(fā)展，適用于企業(yè)配電網(wǎng)的自動(dòng)化系統(tǒng)、軟件等也會(huì)更加多元，企業(yè)需要對(duì)配電網(wǎng)發(fā)展形勢(shì)進(jìn)行準(zhǔn)確研判，加大對(duì)自動(dòng)化技術(shù)的投入力度，以此促進(jìn)配電網(wǎng)的健康穩(wěn)定發(fā)展。