配電網(wǎng)自動化技術(shù)對智能電網(wǎng)發(fā)展的影響

賈運高

（國網(wǎng)冀北電力有限公司張北縣分公司，河北 張家口 076450）

0 引 言

改革開放以來，人民物質(zhì)生活水平日益提升，國民經(jīng)濟不斷發(fā)展，人們對生活質(zhì)量的要求日益增高[1]。伴隨著經(jīng)濟飛速發(fā)展，現(xiàn)代化建設(shè)步伐也在加快，電力已成為生產(chǎn)生活中不可缺少的重要組成部分，電力發(fā)展成為國家重點關(guān)注的問題，電力企業(yè)成為國家未來重點規(guī)劃產(chǎn)業(yè)[2]。在電力系統(tǒng)快速發(fā)展和創(chuàng)新的背景下，電網(wǎng)調(diào)度運行技術(shù)發(fā)揮著越來越重要的作用，得到廣泛的應(yīng)用。未來的電力網(wǎng)絡(luò)將加強對電力相關(guān)技術(shù)的發(fā)展與分析，以確保配電網(wǎng)穩(wěn)定、安全以及可靠運行。不斷發(fā)展和創(chuàng)新的電力技術(shù)是推動我國電力系統(tǒng)發(fā)展和創(chuàng)新的重要力量。

當前，國內(nèi)電力正逐漸從工業(yè)化向信息化過渡。在此背景下，為提升能源的整體利用率，同時也為應(yīng)對全球化能源危機，智能電網(wǎng)將成為可持續(xù)發(fā)展的主推產(chǎn)業(yè)[3]。在我國，配網(wǎng)自動化技術(shù)的應(yīng)用逐漸成為智能電網(wǎng)建設(shè)發(fā)展的主要標志，是保障區(qū)域電網(wǎng)正常運行的重要因素，對我國未來智能電網(wǎng)建設(shè)起到重大推動作用[4]。

1 配電網(wǎng)自動化技術(shù)

配電運行體系是智能電網(wǎng)構(gòu)成的四大體系之一（其他包括計量體系、輸電運行體系和資產(chǎn)管理體系），主要由高級配網(wǎng)自動化、配電快速仿真與模擬、分布式電源運行、AC/DC微網(wǎng)運行、新興電力電子裝置、配電SCADA（監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集）以及配電地理系統(tǒng)（GIS）7個部分組成[5]。當前，深圳已經(jīng)基本完成大型系統(tǒng)的標準建設(shè)，建設(shè)技術(shù)先進、自動化且效率高，為后期配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的建設(shè)提供很好的參考。配網(wǎng)自動化是我國發(fā)展的重點，配網(wǎng)具有很強的配電能力，是電能供應(yīng)中不可缺少的一部分。

自動化配電網(wǎng)的基本特性如下[6]：（1）穩(wěn)定性，即配網(wǎng)的每一臺設(shè)備都受到自動化技術(shù)的管理，運行時受到技術(shù)約束，從而提升配電網(wǎng)運行能力，外界因素的干擾減?。唬?）選擇性，即在配電網(wǎng)運行時，可掌握配電網(wǎng)的運行狀況，如設(shè)備發(fā)生了意外故障，通過遠方和現(xiàn)場控制可以準確判斷出故障位置，智能排除故障線路，并保證非故障線路供電情況正常，電網(wǎng)的分析能力增強；（3）自動性，即智能配網(wǎng)應(yīng)用多種自動化技術(shù)，如調(diào)度自動化系統(tǒng)、變電站或配電所自動化、設(shè)備管理或地理信息系統(tǒng)自動化以及配電系統(tǒng)運行管理自動化技術(shù)等，可以降低配網(wǎng)的風險，增強配網(wǎng)運行能力。，相關(guān)人員要充分利用配網(wǎng)的每項功能，提高運行效率，提升配網(wǎng)安全性，促進配網(wǎng)的可持續(xù)發(fā)展。

2 智能電網(wǎng)技術(shù)

智能電網(wǎng)屬于供電系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)全自動化，在技術(shù)支持的前提下，可實時監(jiān)控各節(jié)點和用戶的情況，保證對從發(fā)電廠到消費設(shè)備之間的各環(huán)節(jié)的電流和信息流實現(xiàn)雙向化控制管理。智能電網(wǎng)中分布式智能通信網(wǎng)與自動控制系統(tǒng)集成的存在，促使人員可隨時進行市場交易，且電網(wǎng)內(nèi)各成員之間可實時進行互動和無縫連接。

在新型信息與通信技術(shù)集成的電力系統(tǒng)的各業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)中，提升智能化水平是電網(wǎng)的核心目標。隨著時代的不斷前進，智能電網(wǎng)逐漸出現(xiàn)在人們的視野并飛速發(fā)展。然而，很多因素會影響智能電網(wǎng)的安全運行。為保障電網(wǎng)系統(tǒng)的安全可靠運行并提供更好的服務(wù)，配網(wǎng)自動化技術(shù)應(yīng)運而生。

我國電力企業(yè)正奮力構(gòu)建智能化電網(wǎng)系統(tǒng)，實現(xiàn)能量傳感、網(wǎng)絡(luò)測量、優(yōu)勢設(shè)備及控制管理等多種技術(shù)的綜合應(yīng)用，力求為人們生活與生產(chǎn)提供優(yōu)質(zhì)的電力服務(wù)。配網(wǎng)自動化的更新與應(yīng)用已成為電力技術(shù)發(fā)展的重要標志。

3 我國配網(wǎng)自動化技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

近年來，自動化技術(shù)發(fā)展迅速，在配網(wǎng)建設(shè)中的地位逐漸提高。為順應(yīng)自動化技術(shù)的發(fā)展和增加自動化創(chuàng)新方式的多樣性，大量高技術(shù)裝置、新型設(shè)備與技術(shù)被引進。例如，智能開關(guān)可以判斷故障的所在位置，憑借快速精準的確定，實現(xiàn)自動控制，及時消除故障，防止配網(wǎng)更大面積故障的出現(xiàn)，保證配網(wǎng)安全穩(wěn)定運作。當前，我國在配網(wǎng)自動化技術(shù)領(lǐng)域不斷開拓思路，逐步取得創(chuàng)新，成績斐然，大大推動配網(wǎng)發(fā)展，提高配網(wǎng)工作效率，同時促進智能電網(wǎng)的建設(shè)。常見的4類配網(wǎng)自動化方式為：“統(tǒng)一收集，統(tǒng)一監(jiān)控”模式；“統(tǒng)一收集，分布式監(jiān)控”模式；“主站、終端”模式；“自動化”模式[7]。

由于管理體制尚不完善，在技術(shù)實現(xiàn)上亦存在不少問題，促使國內(nèi)在這一領(lǐng)域投入較多，但未取得顯著成效。傳統(tǒng)SCADA+DA（配電自動化）在提高供電可靠性方面效果甚微，也就很難看到較高的產(chǎn)出投入比，且在減輕相關(guān)人員的勞動強度與提高工作自動化程度方面的作用有限。由于GIS與SCADA系統(tǒng)信息交流不暢，在電力系統(tǒng)生產(chǎn)和管理中的地位有限。當前，還沒有一套真正意義上的配電網(wǎng)調(diào)度作業(yè)管理系統(tǒng)能夠從配電網(wǎng)調(diào)度管理的應(yīng)用入手，實現(xiàn)全程跟蹤配電網(wǎng)日常調(diào)度工作、共享資源信息和管理的自動化。

4 配電網(wǎng)自動化技術(shù)促進智能電網(wǎng)建設(shè)

在智能電網(wǎng)和供電方面，配電網(wǎng)都發(fā)揮著不可或缺的作用。提高配電網(wǎng)運行效率可以促進智能電網(wǎng)的建設(shè)與發(fā)展。在充分發(fā)揮和利用配電網(wǎng)的能力時，不能只關(guān)注以往的技術(shù)。應(yīng)用先進技術(shù)的既可保證配電的正常運行，又可自動進行故障修復(fù)。例如，通過應(yīng)用電纜技術(shù)，配電網(wǎng)覆蓋范圍增大，可保障用戶用電需求得到滿足。

應(yīng)用配電網(wǎng)自動化技術(shù)可促進智能電網(wǎng)的建設(shè)。當前，配電網(wǎng)自動化技術(shù)的應(yīng)用逐漸普及，主要采用主站、子站與終端三層體系結(jié)構(gòu)。其中，主站和終端兩層采用集中采集和分散監(jiān)控模式。此外，還存在由處于相互配合狀態(tài)的自動化開關(guān)設(shè)備構(gòu)成的配電自動化模式。在實際應(yīng)用中應(yīng)根據(jù)配電網(wǎng)自動化技術(shù)的發(fā)展情況和智能電網(wǎng)建設(shè)的實際需求進行不同的選擇。

實現(xiàn)智能配電網(wǎng)自動化不僅能提升配電網(wǎng)的運作效率，還可為智能配電網(wǎng)的運作奠定堅實基礎(chǔ)。應(yīng)用配電網(wǎng)自動化技術(shù)，應(yīng)注意下述要點：（1）借鑒國內(nèi)外智能電網(wǎng)建設(shè)的相關(guān)經(jīng)驗，在實際應(yīng)用中結(jié)合各地區(qū)電網(wǎng)建設(shè)與發(fā)展的具體情況，制定與配網(wǎng)自動化系統(tǒng)相適宜的措施和發(fā)展目標；（2）建設(shè)中要牢牢遵守國際標準，注意到各配網(wǎng)自動化系統(tǒng)之間不是孤立存在的，彼此應(yīng)具有良好的互通性與相關(guān)性，從而形成一個性能良好且運行穩(wěn)定的大型系統(tǒng)；（3）應(yīng)特別重視配電SCADA與配電GIS的信息集成與共享；（4）必須建設(shè)靈活且實用的通信系統(tǒng)，并加強統(tǒng)籌規(guī)劃與管理。

自動化配電網(wǎng)在智能電網(wǎng)各環(huán)節(jié)中的具體應(yīng)用如下：（1）在智能開關(guān)布置環(huán)節(jié)，應(yīng)通過傳感器技術(shù)支撐智能開關(guān)功能的發(fā)揮，并進行科學(xué)合理布局，以期實現(xiàn)自動控制；（2）在敷設(shè)電纜環(huán)節(jié)，為擺脫空間的限制，應(yīng)合理分配空間，一般采用自上而下的分配模式，盡量避免埋供熱管道等設(shè)備，在無法避免時，也可以應(yīng)用隔熱板進行設(shè)備隔離，降低或消除高溫對電纜產(chǎn)生的不良影響；（3）在通信系統(tǒng)設(shè)計環(huán)節(jié)，應(yīng)在前期進行科學(xué)規(guī)劃與設(shè)計，依照實際需求進行線路調(diào)整，優(yōu)化結(jié)構(gòu)，其中通過升級優(yōu)化環(huán)網(wǎng)柜布局，可提升電力輸出的穩(wěn)定性。

相關(guān)人員應(yīng)根據(jù)不同省市、不同地區(qū)的配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)特性，對配網(wǎng)自動化系統(tǒng)維護工作實施合理布局，從整體到細微都能保證配電網(wǎng)的正常穩(wěn)定運行，從而實現(xiàn)科學(xué)高效管理。此外，還要加強技術(shù)培訓(xùn)，優(yōu)化人員結(jié)構(gòu)。具體實施時，可定期組織針對性的技術(shù)培訓(xùn)與考核，并通過完善的考核管理制度，提高培訓(xùn)效率，促使員工更好地投入配網(wǎng)建設(shè)維護，為配網(wǎng)發(fā)展做出貢獻。

5 結(jié) 論

近年來，我國電力技術(shù)水平迅猛提升，自動化技術(shù)已成為電力工程領(lǐng)域的重要技術(shù)。飛速發(fā)展的智能電網(wǎng)，能夠在電能數(shù)量和質(zhì)量方面滿足用戶需求的，在現(xiàn)代電力網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建中發(fā)揮著極其重要的作用。筆者以智能電網(wǎng)的構(gòu)建為入手，詳細討論配電網(wǎng)自動化技術(shù)對智能電網(wǎng)建設(shè)的影響，分析并探究配網(wǎng)自動化技術(shù)與智能電網(wǎng)技術(shù)在智能電網(wǎng)中的具體應(yīng)用，旨在為相關(guān)人員提供參考，推動國家智能電網(wǎng)建設(shè)進程。