智能電網(wǎng)在配電線路中的應(yīng)用探討

張寒嶺

【摘 要】隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對電力需求的增大，我國的電力系統(tǒng)也在不停的創(chuàng)新和變革，電力系統(tǒng)越來越趨于智能化。在這樣的環(huán)境中，電力企業(yè)也在求思求變，不斷的提高服務(wù)質(zhì)量和電力系統(tǒng)的智能化。作為用戶和電力系統(tǒng)的之間相互聯(lián)系至關(guān)重要的部分，配電線路體現(xiàn)了電力系統(tǒng)提供給用戶的相關(guān)服務(wù)的質(zhì)量以及這些服務(wù)的可靠性，所以為了提高服務(wù)質(zhì)量和服務(wù)的可靠性，在配電線路中使用了智能電網(wǎng)。

【關(guān)鍵詞】配電線路；故障診斷系統(tǒng)；配電自動化

1.配電自動化及智能電網(wǎng)概述

配電自動化的主要功能是對配電線路上的設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，監(jiān)測出配電線路中出現(xiàn)故障的區(qū)域并棄用出現(xiàn)故障的片段，從而使整個配電線路依然能夠滿足用戶的需求，這樣就保證的配電線路的可靠性以及提高用戶服務(wù)質(zhì)量。智能電網(wǎng)的主要目的是實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的安全性、穩(wěn)定性以及高效性。智能電網(wǎng)包括以下幾個內(nèi)容：監(jiān)測系統(tǒng)、傳感器設(shè)備、決策系統(tǒng)以及先進(jìn)的控制方法。當(dāng)然，智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)是以光纖為媒介的雙向高速的通信網(wǎng)絡(luò)。自我修復(fù)、阻止攻擊、對不同的發(fā)電形式的兼容性、降低配電線路的維護(hù)成本，這些都是智能電網(wǎng)的特點(diǎn)。智能電網(wǎng)的使用有效的防止了大面積的停電現(xiàn)象，提高對配電線路的監(jiān)視以及故障修復(fù)的功能，有效降低了電能的損耗，使得電網(wǎng)可以更為高效和經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行。

2.智能電網(wǎng)在配電線路中的應(yīng)用

智能電網(wǎng)在配電線路的應(yīng)用中是多方面的，本從配電線路中的多功能電表、配電線路的故障檢測系統(tǒng)、配電自動化在配電線路中的應(yīng)用三方面進(jìn)行討論。

2.1多功能表在配電線路中的應(yīng)用

由于智能電網(wǎng)在配電線路應(yīng)用中的主要功能是檢測診斷故障，那么必不可少的主控系統(tǒng)要實(shí)時的獲取整個配電線路的運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)。這時就要用到傳感器來收集信息并通過多功能表把采集到的配電線路的各種參數(shù)反饋到主控系統(tǒng)，供工程人員進(jìn)行分析。功能表的組成結(jié)構(gòu)主要是以下幾個方面：傳感器、用戶使用電能計量設(shè)備、RS-485轉(zhuǎn)換器和計量設(shè)備的芯片等，通過這些設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)配電線路中電能使用量的計算、配電線路運(yùn)行參數(shù)的顯示已經(jīng)對電能使用量的監(jiān)控。微處理器接收來自電量計算和顯示功能模塊采集到的用戶使用的電氣和電能參數(shù)，并對這些參數(shù)進(jìn)行分析和運(yùn)算，同時微處理器還可把采集到的參數(shù)顯示在顯示設(shè)備上；對于配電線路的故障檢測模塊主要是通過軟件分析和對比由RS-485采集到的電能信息，達(dá)到檢測配電線路中是否存在故障的功能。在多功能表中主要使用一種高精度的測量芯片，這種芯片的主要特點(diǎn)就是精確度高，這種芯片是三相的并帶有一個串行接口。這種芯片能精確的測量出配電線路在合相、分相兩種狀態(tài)下的有功和無功功率等參數(shù)，它主要廣泛應(yīng)用在三相電路中，測量電路中功率因子、電量、功率和有效值。配電線路中多功能表的應(yīng)用，不只是實(shí)現(xiàn)了各種電氣參數(shù)的收集和測量，他還能夠監(jiān)測用戶使用電能的各種數(shù)據(jù)，通過這些數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷和分析，從而了解用戶是否有竊電現(xiàn)象，通過功能表的應(yīng)用可有效的避免這種現(xiàn)象。

2.2配電線路的故障檢測診斷系統(tǒng)

配電線路的安全可靠性直接關(guān)系到用戶的使用質(zhì)量，也是連接用戶和電力系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。在智能電網(wǎng)中運(yùn)用了故障監(jiān)測診斷系統(tǒng)，可有效監(jiān)測出配電線路中出現(xiàn)的故障以及故障出現(xiàn)的區(qū)域，并在第一時間通知工程人員采取快速有效的措施，避免大面積停電現(xiàn)象的發(fā)生。故障檢測診斷系統(tǒng)是一個很復(fù)雜的系統(tǒng)，它需要多個部門相互配合才能達(dá)到做種目的。故障檢測系統(tǒng)主要有以下幾個方面組成：實(shí)時監(jiān)控信息、線路檢測分機(jī)、高速通信網(wǎng)絡(luò)、國家電力部門以及電網(wǎng)公司。配電線路故障檢測系統(tǒng)的主要功能有實(shí)時檢測線路的負(fù)荷、檢測出單相接地和相間短路問題出現(xiàn)的區(qū)域、以及對線路發(fā)生過負(fù)荷和缺相的運(yùn)行狀態(tài)下的警報。配電線路的故障大致可分為人為、自然條件兩大類型。人為造成的配電系統(tǒng)故障包括：桿塔被盜、配電線路被盜以及使用違章電器等；自然條件造成的配電線路故障包括：電桿倒塌、線路老化等。配電線路故障檢測系統(tǒng)全面的考慮這些問題，對造成這寫故障的因素的各種信息進(jìn)行采集，比如電桿傾斜度、線路冰雪覆蓋程度、風(fēng)力大小及風(fēng)向等信息。檢測設(shè)備將采集到的各種信息打包以無線網(wǎng)絡(luò)的方式發(fā)送到檢測中心，然后工程人員根據(jù)這些信息，按照相應(yīng)的方法判斷配電線路是否出現(xiàn)故障。配電線路故障檢測系統(tǒng)能實(shí)時檢測出配電線路中出現(xiàn)的問題，并通知工程人員及時做出反應(yīng)，使得配電線路供電的穩(wěn)定性以及連續(xù)性有了大幅度的提高，同時也體現(xiàn)了智能電網(wǎng)的安全可靠性和智能電網(wǎng)的高度信息化等特征。另外，配電線路能夠建立在全國范圍內(nèi)，能進(jìn)行全國范圍內(nèi)的故障檢測，提高配電線路輸電的效率。目前市場上有多種故障檢測裝置，下面對其中兩種進(jìn)行比較，如表1所示：

有上表可以看出未來的故障檢測裝置將傾向于智能故障檢測裝置。

2.3配電自動化在配電線路中的應(yīng)用

配電自動化的主要功能包括以下五個方面：對配電線路進(jìn)行監(jiān)控以及信息采集、對配電線路中出現(xiàn)的故障進(jìn)行診斷和網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)、配電線路中電能的損耗計量和對電壓的管理、整個配電系統(tǒng)的運(yùn)行管理。配電自動化的最終目的是提高配電線路中設(shè)備的利用率、提高電網(wǎng)向用戶供電的安全可靠性、減低電能在輸送過程中的損耗、提高工程人員的技術(shù)水平。配電自動系統(tǒng)采用三層結(jié)構(gòu)即主站層、子站層和終端層。結(jié)構(gòu)圖如下圖所示：

對智能電網(wǎng)的配電自動化系統(tǒng)地改造是一項常復(fù)雜的項目，該項目要完成配電自動化系統(tǒng)的三個層面的設(shè)計。主站層主要包括SCADA主站系統(tǒng)、配電應(yīng)用系統(tǒng)以及配電所需的軟件系統(tǒng)。對于改造完成后的系統(tǒng)，應(yīng)使系統(tǒng)在技術(shù)方面滿足用戶要求，所以在完成對配電線路的自動化之后，需要時用配電軟件系統(tǒng)對配電自動化系統(tǒng)中至關(guān)重要的系統(tǒng)的故障檢測和修護(hù)功能進(jìn)行調(diào)試。子站層主要是為了解決由于配電線路中監(jiān)控身背多、分布面廣而造成的配電線路中的部分設(shè)備無法和主站系統(tǒng)相連接的問題。子站系統(tǒng)主要功能是減輕主站系統(tǒng)的通信符合，是整個配電自動化系統(tǒng)的中間層。對于終端系統(tǒng)，它的主要功能是完成對配電線路中的設(shè)備和卡關(guān)進(jìn)行監(jiān)控，并通過和主站、子站系統(tǒng)的協(xié)調(diào)配合來確保配電線路的安全可靠的運(yùn)行。另外，配電自動化系統(tǒng)還要具有界面的直觀性、系統(tǒng)的可操作性，是所有工程人員在短時間內(nèi)就可以熟練的使用。

3.結(jié)語

隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，用戶對電量的需求量越來越大同時對供電的穩(wěn)定性、可靠性也有了更高的要求。為了滿足用戶的需求，智能電網(wǎng)的觀念就被提了上來。以計算機(jī)、傳感器技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)為特點(diǎn)，將傳感器收集到的各種數(shù)據(jù)信息發(fā)送到主站系統(tǒng)，進(jìn)行分析計算以實(shí)現(xiàn)對配電線路進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時的監(jiān)控、控制，這就是配電自動化。本文主要對以下三個反面對智能電網(wǎng)在配電線路中的使用進(jìn)行了探討：多功能表在配電線路中的應(yīng)用、故障檢測診斷系統(tǒng)在配電線路中的應(yīng)用、配電自動化在線路中的應(yīng)用。智能電網(wǎng)在配電線路中的應(yīng)用提高了配電線路的經(jīng)濟(jì)性和用戶的服務(wù)質(zhì)量，對智能電網(wǎng)的研究具有重要的意義。 [科]

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