智能電網(wǎng)新型配電自動化建設(shè)與改造

劉 陽

（科大智能科技股份有限公司，上海 201203）

受市場發(fā)展趨勢與用戶電力需求的影響，電網(wǎng)建設(shè)不再局限于傳統(tǒng)自動化的建設(shè)改造，而是向著智能化電網(wǎng)的方向發(fā)展，使得電網(wǎng)建設(shè)的重要性愈發(fā)突出。智能電網(wǎng)與傳統(tǒng)自動化電網(wǎng)不同，智能電網(wǎng)比較注重電網(wǎng)建設(shè)的智能化改造，且利用智能電網(wǎng)的建設(shè)優(yōu)勢與技術(shù)，可以在保障電力安全穩(wěn)定運(yùn)行的狀態(tài)下，促進(jìn)電網(wǎng)的普及與建設(shè)，進(jìn)而有效加快電力企業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。對此，為確保智能電網(wǎng)配電自動化建設(shè)水平，滿足電力用戶的智能化改造需求，需要深入進(jìn)行智能電網(wǎng)信息配電自動化改造探析。

1 智能電網(wǎng)配電自動化建設(shè)發(fā)展歷程

電網(wǎng)是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)保障，我國智能電網(wǎng)配電自動化從開始建設(shè)到發(fā)展至今，已經(jīng)經(jīng)歷了三個發(fā)展階段。電網(wǎng)剛開始發(fā)展時，為配電系統(tǒng)開關(guān)設(shè)備的配合階段，此時的電網(wǎng)建設(shè)采用的技術(shù)設(shè)備，還未能形成統(tǒng)一化和完善化的通信網(wǎng)絡(luò)，且沒有構(gòu)建完善的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。配電系統(tǒng)開關(guān)設(shè)備配合階段發(fā)生電網(wǎng)系統(tǒng)故障時，主要是通過配電開關(guān)設(shè)備各個操作之間的配合控制，實(shí)現(xiàn)故障區(qū)域進(jìn)行相應(yīng)隔離與維護(hù)，以使電力能夠進(jìn)行正常運(yùn)行。隨著進(jìn)一步發(fā)展，電網(wǎng)進(jìn)入到了配電通信網(wǎng)絡(luò)階段，此時電網(wǎng)已經(jīng)形成了相對完善的配電系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)，完成了配電設(shè)備非自動化與自動化功能的轉(zhuǎn)變。配電通信網(wǎng)絡(luò)階段的配電系統(tǒng)，采用的是自動化功能控制，可以在配電系統(tǒng)運(yùn)行時，自動化對配電系統(tǒng)進(jìn)行操作運(yùn)行控制，進(jìn)而使配電系統(tǒng)能夠安全穩(wěn)定地運(yùn)行。隨著配電系統(tǒng)的自動化改革與發(fā)展，逐漸進(jìn)入到智能電網(wǎng)的發(fā)展階段，且目前智能電網(wǎng)新型配電自動化依然處于發(fā)展?fàn)顟B(tài)。雖然配電系統(tǒng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了相對較多的智能功能優(yōu)化，但在實(shí)際運(yùn)行過程中依然具有較大的發(fā)展空間。

2 智能電網(wǎng)配電自動化建設(shè)分析

2.1 配電開關(guān)設(shè)備自動化

實(shí)現(xiàn)配電開關(guān)設(shè)備的自動化建設(shè)，需要在電網(wǎng)配電系統(tǒng)主要設(shè)備之間，建立相應(yīng)的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)或通信網(wǎng)絡(luò)，以使配電網(wǎng)內(nèi)的重要設(shè)備在發(fā)生故障時，能夠通過配電開關(guān)設(shè)備之間的相互配合，對配電系統(tǒng)故障區(qū)域進(jìn)行隔離與維護(hù)操作，進(jìn)而縮小系統(tǒng)故障涉及的范圍。在配電系統(tǒng)中進(jìn)行配電開關(guān)設(shè)備的有效自動化建設(shè)，雖然可以提升電力供應(yīng)的穩(wěn)定性和可靠性，但會受到配電開關(guān)設(shè)備自動化建設(shè)局限性的影響。例如，配電系統(tǒng)在出現(xiàn)故障問題時，自動化的控制方式與系統(tǒng)，使配電系統(tǒng)的維修與維護(hù)操作資金投入較大，因此，若想有效保障配電開關(guān)設(shè)備自動化的效果，需要對配電開關(guān)設(shè)備自動化進(jìn)行進(jìn)一步建設(shè)與改造。

2.2 配電系統(tǒng)控制自動化

配電系統(tǒng)控制自動化主要是指配電系統(tǒng)對自動化控制功能的添加，因配電系統(tǒng)計算機(jī)技術(shù)應(yīng)用水平不斷提升，使配電系統(tǒng)在開關(guān)設(shè)備配合、配電系統(tǒng)通信系統(tǒng)、后臺計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用與饋線終端等的基礎(chǔ)上，逐漸開始進(jìn)行自動化控制系統(tǒng)的改造與添加。有效實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)控制的自動化，不僅可以完善地理檢測、故障監(jiān)控、調(diào)度控制等功能，還有利于進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控的運(yùn)行狀態(tài)管理，使配電系統(tǒng)控制能夠處于穩(wěn)定運(yùn)行的狀態(tài)。

2.3 配電通信網(wǎng)絡(luò)自動化

配電通信網(wǎng)絡(luò)涵蓋了配電系統(tǒng)的較多方面，在配電通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展中，合理利用自動化技術(shù)進(jìn)行配電通信網(wǎng)絡(luò)自動化改造，是提升配電通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用水平的重要發(fā)展需求。對配電通信在配電通信網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行自動化建設(shè)，有利于發(fā)揮通信網(wǎng)絡(luò)與后臺計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能，促使配電系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的配合下，進(jìn)行配電系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的自動化管理。

3 智能電網(wǎng)新型配電自動化的改造

3.1 改造主站自動化系統(tǒng)

配電系統(tǒng)主站系統(tǒng)分為三個子系統(tǒng)，即配電主站系統(tǒng)、配電應(yīng)用軟件子系統(tǒng)與配電管理系統(tǒng)等，而改造主站自動化系統(tǒng)，需要切實(shí)做好以下系統(tǒng)方面的設(shè)置。

3.1.1 配電主站系統(tǒng)SCADA

配電主站系統(tǒng)包含RTu服務(wù)器與主前置服務(wù)器等重要設(shè)備，因主前置服務(wù)器在發(fā)生故障時，影響到配電主站系統(tǒng)的運(yùn)行效果，進(jìn)而需要對主前置服務(wù)器進(jìn)行備份設(shè)置，以在主前置服務(wù)器出現(xiàn)故障時進(jìn)行相應(yīng)更換，確保配電系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運(yùn)行。配電主站系統(tǒng)是在nap的基礎(chǔ)上，擴(kuò)展相應(yīng)功能，對此可以將子站服務(wù)器與交換機(jī)進(jìn)行關(guān)聯(lián)設(shè)置，以在數(shù)據(jù)信號傳輸給主前置服務(wù)器后，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的本地保存與共享。

3.1.2 軟件子系統(tǒng)DAS

完成智能電網(wǎng)新型配電自動化改造后，需要對配電系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢測，以通過聯(lián)機(jī)調(diào)試等操作，測試配電系統(tǒng)是否能夠快速對故障進(jìn)行修復(fù)。進(jìn)行實(shí)際配電系統(tǒng)調(diào)試工作前，需要做好主站配置庫工作、主站與子站正常通信工作等檢查，使配電系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)機(jī)測試時，能夠檢驗(yàn)出正常的系統(tǒng)故障恢復(fù)能力。

3.1.3 管理系統(tǒng)DMS

配電網(wǎng)系統(tǒng)包含AM、FM、GIs功能，同時也融合了空間數(shù)據(jù)處理、電力系統(tǒng)技術(shù)與計算機(jī)技術(shù)等內(nèi)容，通過各個功能與技術(shù)之間的配合，能夠?qū)㈦娏υO(shè)備數(shù)據(jù)準(zhǔn)確顯示在計算機(jī)中。配電網(wǎng)系統(tǒng)的AM為自動繪圖系統(tǒng)、FM為設(shè)備管理系統(tǒng)，而GIs則是地理新型系統(tǒng)，三個系統(tǒng)的融合與操作，構(gòu)建了DMs的操作基本平臺，利用DMs平臺信息數(shù)據(jù)庫的資料共享功能，可以將資料傳輸給子系統(tǒng)，使子系統(tǒng)運(yùn)行能夠獲取相應(yīng)數(shù)據(jù)的支持。

3.2 改造子站自動化系統(tǒng)

由于配電系統(tǒng)包含較多電氣設(shè)備，且電氣設(shè)備與配電主站為互聯(lián)關(guān)系，導(dǎo)致配電系統(tǒng)的管理工作比較復(fù)雜。提升配電系統(tǒng)的管理效率，需要在配電系統(tǒng)中進(jìn)行智能化監(jiān)控子站系統(tǒng)設(shè)置，以通過監(jiān)控子站系統(tǒng)的功能，及時采集和分析系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)，進(jìn)而在監(jiān)控子站系統(tǒng)的實(shí)時監(jiān)控下，保障配電系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性與安全性。

3.3 改造終端系統(tǒng)自動化

配電系統(tǒng)的終端系統(tǒng)具有實(shí)施監(jiān)控功能，同時也具備柱上開關(guān)、配電變壓器、開閉所等設(shè)備監(jiān)控功能，能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)遙測、遙控與遙調(diào)等智能化功能。進(jìn)行終端系統(tǒng)自動化的智能改造，可以對故障部位進(jìn)行針對性的確定與維護(hù)，使配電系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)能夠在不受較大影響的情況下，進(jìn)行相對穩(wěn)定的運(yùn)行。此外，通過終端系統(tǒng)與主站系統(tǒng)、子站系統(tǒng)之間的相互配合設(shè)置，可以對電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時檢測與功能優(yōu)化，促使配電系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)進(jìn)一步升級與改革，進(jìn)而對運(yùn)行故障進(jìn)行有效隔離與維護(hù)。

4 結(jié)語

智能化電網(wǎng)新型配電自動化正處于發(fā)展過程中，若想深入優(yōu)化智能電網(wǎng)新型配電自動化的改造效果，必須要根據(jù)智能電網(wǎng)的系統(tǒng)需求與功能運(yùn)用情況，進(jìn)行科學(xué)化的改造與設(shè)計，以不斷形成相對穩(wěn)定化的智能電網(wǎng)新型配電自動化系統(tǒng)。對智能化電網(wǎng)新型配電自動化進(jìn)行合理建設(shè)與改造，不僅有利于提升電網(wǎng)的服務(wù)水平與效果，還能有效提升電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行的穩(wěn)定性與安全性，同時也有利于促使電網(wǎng)為用戶提供更高效的電力服務(wù)。