城市電網(wǎng)配電自動(dòng)化系統(tǒng)技術(shù)分析

汪然+韓厚彬+黃錦+程徽

摘 要：隨著我國各地的城鎮(zhèn)化建設(shè)步伐也逐步加快，很多城市面臨著越來越嚴(yán)重的用電負(fù)荷。國家電力部門通過不懈努力，不斷完善城鎮(zhèn)電網(wǎng)的硬件和軟件設(shè)施。而配電自動(dòng)化技術(shù)正是在這樣的背景下應(yīng)運(yùn)而生，并不斷發(fā)展起來的一項(xiàng)現(xiàn)代化配電技術(shù)。

關(guān)鍵詞：電網(wǎng)配電；自動(dòng)化；系統(tǒng)技術(shù)

一、配網(wǎng)自動(dòng)化的意義

城市配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)推進(jìn)了電力系統(tǒng)的發(fā)展。在配電自動(dòng)化系統(tǒng)中配置了多種軟件，這些軟件可以將配電網(wǎng)測量數(shù)據(jù)中存在的問題進(jìn)行解決，形成了相應(yīng)的配電網(wǎng)調(diào)度仿真軟件，一旦實(shí)現(xiàn)城市配網(wǎng)自動(dòng)化的全面覆蓋后，就可以對電力設(shè)備的運(yùn)行信息進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，在電網(wǎng)出現(xiàn)問題后可以及時(shí)采取相應(yīng)的應(yīng)對措施，實(shí)現(xiàn)調(diào)控一體化。

二、我國城市配電自動(dòng)化應(yīng)用現(xiàn)狀

當(dāng)前我國的城市配電自動(dòng)化系統(tǒng)基本實(shí)現(xiàn)了從重合器時(shí)序整定配合的方式過渡到饋線自動(dòng)化終端故障檢測，并通過現(xiàn)代化通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)城市配電故障區(qū)域隔離和恢復(fù)非故障區(qū)域供電?？傮w而言，我國城市配電自動(dòng)化的發(fā)展表現(xiàn)為多方面，一是功能越來越豐富，自動(dòng)化程度越來越高；二是配電站角色發(fā)生轉(zhuǎn)變，傳統(tǒng)的配電站扮演的僅僅是電力調(diào)度的角色，而當(dāng)前城市配電自動(dòng)化系統(tǒng)中的配電站則是主動(dòng)服務(wù)配電自動(dòng)化系統(tǒng)；三是配電自動(dòng)化主要設(shè)備逐漸國產(chǎn)化，不斷擺脫原先依賴進(jìn)口的局面；四是通信方式多樣化，如光線、無線、專用電纜、載波等新型通信方式不斷涌現(xiàn)。

三、城市配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

（一）配電主站層。配電主站層又叫做調(diào)度段，主要負(fù)責(zé)對配電子站發(fā)送過來的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和管理，對收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類和存儲(chǔ)，對終端線路和子站線路要進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)線路出現(xiàn)故障后會(huì)自動(dòng)發(fā)出警報(bào)，并對故障段線路進(jìn)行定位、隔離。

（二）配電子站層。配電子站層處在配電自動(dòng)化系統(tǒng)中間，主要利用通信系統(tǒng)來完成配電主站系統(tǒng)之間的通信，其次配電子站層范圍中的TTU、FTU、DTU中的終端配置可以利用配電子站層進(jìn)行通信，通過配電子站層對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行聚集，然后將收集到的數(shù)據(jù)傳遞到終端配置數(shù)據(jù)中，具有遠(yuǎn)處監(jiān)督控制、本地監(jiān)督控制、遠(yuǎn)處信息通信、遠(yuǎn)處檢測、阻隔事故等功能。

（三）配電終端層。配電終端層處于自動(dòng)化系統(tǒng)底部，具有保護(hù)設(shè)備、饋線自動(dòng)化等功能，主要用于對各種現(xiàn)場信息進(jìn)行監(jiān)督和收集，對發(fā)生的事故進(jìn)行隔離、監(jiān)督檢查等。

四、配電自動(dòng)化系統(tǒng)技術(shù)

（一）通信技術(shù)。隨著現(xiàn)代化通信技術(shù)的不斷發(fā)展，光纖通信技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用。因此，配電自動(dòng)化通信技術(shù)也要以光纖作為通信媒介，建立無源光纖、電導(dǎo)多點(diǎn)結(jié)構(gòu)，使用以太網(wǎng)源光網(wǎng)絡(luò)可以在某一個(gè)站點(diǎn)的電壓失去后，保證環(huán)路上其他站點(diǎn)可以正常進(jìn)行通信。另外，對于無法鋪設(shè)光纖的地方，在進(jìn)行通信時(shí)可以選擇電纜屏蔽通信載波技術(shù)，利用此技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化通信，安裝施工也非常的便利。

（二）饋線自動(dòng)化監(jiān)測技術(shù)。饋線自動(dòng)化技術(shù)可以有效解決配電自動(dòng)化系統(tǒng)中站點(diǎn)的運(yùn)行壓力，可以實(shí)現(xiàn)故障的檢測、篩查和上報(bào)，并且測控終端在低溫、高溫等各種天氣情況下穩(wěn)定運(yùn)行，而且可以準(zhǔn)確判斷出故障信息，實(shí)現(xiàn)了故障隔離和供電恢復(fù)。

（三）智能分布式饋線自動(dòng)化技術(shù)。在電力系統(tǒng)中，饋線模式主要有集中控制、綜合控制、分布式控制三種模式，集中控制和綜合控制在運(yùn)行過程中會(huì)把全部饋線終端信息發(fā)送到主站，運(yùn)用智能分布式饋線自動(dòng)化技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)故障區(qū)域的隔離，保證非故障區(qū)供電正常，同時(shí)該技術(shù)可以降低主站工作量，提高電力系統(tǒng)運(yùn)行效率。

五、配電自動(dòng)化技術(shù)在電網(wǎng)中的應(yīng)用

（一）配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)在運(yùn)行中的應(yīng)用。在配電自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行過程中，可以將系統(tǒng)分成中心站級(jí)和現(xiàn)場級(jí)兩個(gè)控制層。其中現(xiàn)場控制層會(huì)通過分散模式安裝好相應(yīng)具有監(jiān)控功能、通信保護(hù)功能以及繼電保護(hù)功能的現(xiàn)場控制裝置，實(shí)現(xiàn)相關(guān)設(shè)備的智能化監(jiān)控。必要時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的模擬測量。另外，要安裝適用于電網(wǎng)運(yùn)行的保護(hù)測控裝置和繼電器裝置。中心站級(jí)控制層主要是利用以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)各種不同功能終端設(shè)備的連接，從而組成完善的監(jiān)控體系，達(dá)到集成化管理電網(wǎng)的目的。

（二）配網(wǎng)自動(dòng)化控制過程。在供電系統(tǒng)中應(yīng)用配電自動(dòng)化系統(tǒng)主要是為了實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)自動(dòng)化監(jiān)控，收集相關(guān)運(yùn)行數(shù)據(jù)，系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)的收集和處理主要以配電間隔單元為基礎(chǔ)，將數(shù)字式測控裝置安裝到現(xiàn)場級(jí)高壓開關(guān)柜中，利用測控裝置進(jìn)行測控，并采用集中供電的方式提供電力能源，提升電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性。另外，利用220V交流電或直流屏集中可以得到監(jiān)控器供電源。開關(guān)量和模擬量主要是由變壓器數(shù)量和變壓器進(jìn)出線路徑?jīng)Q定的，其中隔離開關(guān)可以獲取開關(guān)量，并從電流、電壓互感器得到模擬量，電壓互感器傳輸電壓信號(hào)為0～100V，電流互感器傳輸電流信號(hào)為0～5A。

在設(shè)計(jì)配電自動(dòng)化系統(tǒng)時(shí)，外接任務(wù)一般可以利用通信電纜完成，可以根據(jù)使用要求選擇規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到9×0.8mm2標(biāo)準(zhǔn)，并且可以達(dá)到系統(tǒng)要求的計(jì)算機(jī)屏蔽電纜，將通信電纜連接好以后可以對所有連接設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，并通過傳輸相應(yīng)的操控指令完成設(shè)備的運(yùn)行操作，同時(shí)將相應(yīng)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇傉局鳈C(jī)上，對接收到的數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行分析和匯集，通過對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，掌握系統(tǒng)實(shí)際的運(yùn)行狀態(tài)，并根據(jù)監(jiān)控結(jié)果對系統(tǒng)自動(dòng)化控制進(jìn)行完善。另外，電網(wǎng)配電自動(dòng)化系統(tǒng)還配置了數(shù)據(jù)庫，可以實(shí)現(xiàn)相關(guān)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，方便對電力系統(tǒng)資料信息和電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行查詢。

六、結(jié)束語

我國的配電技術(shù)也經(jīng)歷了一次次的變革，當(dāng)前的城市配電自動(dòng)化系統(tǒng)已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)對城市配電信息的實(shí)施動(dòng)態(tài)監(jiān)測和管理，大大提高了城市配電效率節(jié)約了大量的人力，獲得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]李偉波.配電自動(dòng)化實(shí)用化關(guān)鍵技術(shù)及其進(jìn)展[J].科技與企業(yè)，2016（10）：301.