智能配電網(wǎng)自愈系統(tǒng)的自動(dòng)化控制技術(shù)

宋俊文

摘 要：智能配電網(wǎng)自愈系統(tǒng)的應(yīng)用，是我國(guó)電網(wǎng)未來(lái)發(fā)展的必然趨勢(shì)。而在智能配電網(wǎng)自愈系統(tǒng)中，應(yīng)用自動(dòng)化控制技術(shù)，能夠有效提高智能配電網(wǎng)自愈系統(tǒng)工作運(yùn)行的效率?；诖?，文章將對(duì)智能配電網(wǎng)自愈系統(tǒng)自動(dòng)化控制技術(shù)進(jìn)行分析研究。

關(guān)鍵詞：智能配電網(wǎng);自愈系統(tǒng);自動(dòng)化控制技術(shù);分析研究

中圖分類號(hào)：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

在智能配電網(wǎng)中，自愈系統(tǒng)是其主要的組成部分，而自愈控制也是智能配電網(wǎng)最為主要的一個(gè)特征。智能配電網(wǎng)的自愈系統(tǒng)不僅能夠提高監(jiān)控配電網(wǎng)的效率，而且也給予了配電網(wǎng)一定的自我修復(fù)能力[1]。近年來(lái)，我國(guó)智能配電網(wǎng)的自愈系統(tǒng)逐漸發(fā)展完善。而將自動(dòng)化控制技術(shù)應(yīng)用在智能配電網(wǎng)中，能夠有效地提高智能配電網(wǎng)的自愈水平，提高電網(wǎng)的供電質(zhì)量。因此，文章對(duì)智能配電網(wǎng)自愈系統(tǒng)的自動(dòng)化控制技術(shù)進(jìn)行分析研究，有著現(xiàn)實(shí)的價(jià)值和意義。

1 智能配電網(wǎng)自愈概念

配電網(wǎng)自愈的相關(guān)概念，最早出現(xiàn)于1999年，在美國(guó)電科院與美國(guó)能源部啟動(dòng)的“復(fù)雜交互系統(tǒng)”聯(lián)合研究計(jì)劃中被提及。在這之后，美國(guó)開始將配電網(wǎng)自愈作為一個(gè)主要的研究?jī)?nèi)容。研究電網(wǎng)自愈技術(shù)，能夠有效地保障電網(wǎng)安全可靠運(yùn)行，并且能夠幫助提高電網(wǎng)的供電質(zhì)量，有著巨大的研究?jī)r(jià)值與意義。

電網(wǎng)的自愈是指，電網(wǎng)能夠在無(wú)人為或少人為干預(yù)的情況下，利用自身先進(jìn)的監(jiān)控手段與技術(shù)，對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)而連續(xù)的評(píng)估與診斷，及時(shí)迅速地發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)工作中存在的問(wèn)題與隱患，并第一時(shí)間進(jìn)行處理和解決。電網(wǎng)的自愈系統(tǒng)能夠在電網(wǎng)出現(xiàn)故障問(wèn)題時(shí)，迅速解決故障問(wèn)題，從而將供電事故的影響降至最小，減少電網(wǎng)用戶的損失，保證電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和供電質(zhì)量。從智能配電網(wǎng)自愈系統(tǒng)的含義與內(nèi)容角度進(jìn)行分析，電網(wǎng)的自愈系統(tǒng)并不是一個(gè)全新的概念內(nèi)容，諸如繼電保護(hù)與安全自動(dòng)裝置等，都屬于電網(wǎng)自愈系統(tǒng)中的一個(gè)部分。但是自愈系統(tǒng)并不完全是繼電保護(hù)裝置或是安全自動(dòng)裝置，而是其發(fā)展創(chuàng)新的成果。智能配電網(wǎng)自愈系統(tǒng)的研究與推廣應(yīng)用，對(duì)于保障電網(wǎng)運(yùn)行安全，提升供電質(zhì)量，具有十分重要的意義與作用[2]。

2 智能配電網(wǎng)自愈系統(tǒng)自動(dòng)化控制技術(shù)分析

智能配電網(wǎng)自愈系統(tǒng)自動(dòng)化控制技術(shù)在實(shí)際的應(yīng)用中，涵蓋了諸多領(lǐng)域的新技術(shù)，是集中了計(jì)算機(jī)硬件、軟件、智能裝置等多種領(lǐng)域的綜合控制技術(shù)。本節(jié)將闡述分析智能配電網(wǎng)自愈系統(tǒng)自動(dòng)化控制技術(shù)。

2.1 電網(wǎng)在線監(jiān)測(cè)技術(shù)

電網(wǎng)在線監(jiān)測(cè)技術(shù)包括電氣量監(jiān)測(cè)以及非電氣量監(jiān)測(cè)兩個(gè)方面。電氣量監(jiān)測(cè)主要是對(duì)配電網(wǎng)設(shè)備中的電流、電壓、功率等設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)量進(jìn)行監(jiān)控，而非電氣量監(jiān)測(cè)則包括電氣設(shè)備中介質(zhì)壓力、流量、溫度等方面因素的監(jiān)測(cè)。對(duì)電網(wǎng)關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)，是智能配電網(wǎng)自愈系統(tǒng)應(yīng)用自動(dòng)化控制技術(shù)的一個(gè)重要基礎(chǔ)。電網(wǎng)的故障問(wèn)題往往來(lái)自于電力設(shè)備的故障問(wèn)題，因此對(duì)電力設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)，能夠及時(shí)地發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行中存在的隱患問(wèn)題。

2.2 高級(jí)測(cè)量技術(shù)

高級(jí)測(cè)量技術(shù)是自動(dòng)抄表技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展與優(yōu)化，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)電能的自動(dòng)采集、分析與收費(fèi)，還能夠?qū)崿F(xiàn)電能數(shù)據(jù)的雙向傳輸，將電能數(shù)據(jù)進(jìn)行在線的傳輸與儲(chǔ)存，并將相關(guān)數(shù)據(jù)信息傳輸至電網(wǎng)控制中心以及電網(wǎng)用戶的電表中。典型的高級(jí)測(cè)量系統(tǒng)一般由智能表收集、數(shù)據(jù)收集單元、回程傳輸單元、通信網(wǎng)絡(luò)以及數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)等組成，高級(jí)測(cè)量技術(shù)能夠幫助自動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)電表以及用戶用電的智能自動(dòng)控制與統(tǒng)計(jì)，從而優(yōu)化電網(wǎng)的供電配置。

2.3 配電網(wǎng)快速仿真與模擬技術(shù)

快速仿真與模擬技術(shù)（Fast Simulation and Modeling，F(xiàn)SM）是自動(dòng)化控制技術(shù)在智能配電網(wǎng)自愈系統(tǒng)中應(yīng)用的數(shù)字化基礎(chǔ)與數(shù)字化支撐。在智能配電網(wǎng)的自愈系統(tǒng)中，快速仿真與模擬技術(shù)，能夠給予電網(wǎng)自愈系統(tǒng)一定的幫助，并促使自愈系統(tǒng)形成一個(gè)軟件平臺(tái)。智能配電網(wǎng)的相關(guān)操作與管理人員能夠借助這一軟件平臺(tái)，獲得管理與決策方面的支持。從實(shí)際應(yīng)用的角度進(jìn)行分析，快速仿真與模擬技術(shù)是智能配電網(wǎng)的大腦，能夠準(zhǔn)確而高效地對(duì)智能配電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行分析與診斷，從而自動(dòng)或是輔助電力系統(tǒng)相關(guān)人員作出正確的決策與操作。除此之外，快速仿真與模擬技術(shù)還能夠顯著地提升電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，連續(xù)而不間斷地為智能配電網(wǎng)運(yùn)行提供預(yù)測(cè)、預(yù)防與控制功能。

2.4 高級(jí)配電自動(dòng)化技術(shù)

高級(jí)配電自動(dòng)化技術(shù)（Advanced Distribution Automation，ADA）是智能配電網(wǎng)自愈系統(tǒng)自動(dòng)化控制技術(shù)最核心的一個(gè)技術(shù)，也是智能配電網(wǎng)自愈系統(tǒng)運(yùn)行的技術(shù)關(guān)鍵。當(dāng)前，我國(guó)智能配電網(wǎng)自愈系統(tǒng)應(yīng)用ADA已經(jīng)趨近成熟，具有良好的應(yīng)用空間與潛力，且有著以下幾個(gè)方面的優(yōu)點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：第一，ADA技術(shù)的應(yīng)用，能夠顯著提高智能配電網(wǎng)自愈系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性以及供電的可靠性，通過(guò)自動(dòng)化，實(shí)現(xiàn)智能配電網(wǎng)的智能控制。第二，ADA技術(shù)的應(yīng)用，能夠提高電網(wǎng)的配電效率、資源管理水平與電能質(zhì)量。最后，ADA技術(shù)的應(yīng)用，能夠通過(guò)自動(dòng)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)配電資源的高效分配。

實(shí)際上，ADA包含一系列獨(dú)立的應(yīng)用程序和功能，要想更好地發(fā)揮高級(jí)配電自動(dòng)化技術(shù)的作用，就需要具備如下內(nèi)容：先進(jìn)的電力電子技術(shù)，如新型傳感與測(cè)量技術(shù)、故障定位技術(shù)、故障隔離與網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)技術(shù)、快速仿真與模擬技術(shù)、企業(yè)集成總線技術(shù)、大面積停電恢復(fù)技術(shù)等;通訊與控制設(shè)施，其不僅實(shí)現(xiàn)對(duì)配電網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的有效控制，將控制信息傳輸至控制中心，而且還事關(guān)電網(wǎng)抵抗風(fēng)險(xiǎn)能力的大小，為配電網(wǎng)的安全、高效運(yùn)行奠定良好的基礎(chǔ);所有可控的配電設(shè)備，既可以提高設(shè)備的整體性能，而且也可以確保自動(dòng)化功能的順利實(shí)現(xiàn);配電網(wǎng)快速建模過(guò)程中所采用的實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)故障區(qū)域的快速構(gòu)建和模擬，既能夠節(jié)省故障的診斷和處理時(shí)間，而且還可以提高系統(tǒng)的運(yùn)行效率。

2.5 配電網(wǎng)重構(gòu)技術(shù)

在智能配電網(wǎng)中有著大量的常閉開關(guān)以及少量的常開開關(guān)，而網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)技術(shù)就是通過(guò)開關(guān)的控制，調(diào)整開關(guān)的閉合狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)運(yùn)行方式重構(gòu)的一種技術(shù)。配電網(wǎng)重構(gòu)技術(shù)能夠使配電網(wǎng)處于一個(gè)良好的運(yùn)行狀態(tài)，在配電網(wǎng)出現(xiàn)故障時(shí)及時(shí)重構(gòu)配電網(wǎng)絡(luò)，恢復(fù)供電，提高配電網(wǎng)供電的可靠性，從而實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)的自愈。同時(shí)，配電網(wǎng)重構(gòu)技術(shù)能夠降低配電網(wǎng)絡(luò)在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行中的電能損耗，也能夠平衡電網(wǎng)負(fù)荷。配電網(wǎng)重構(gòu)技術(shù)僅僅是智能配電網(wǎng)自愈系統(tǒng)自動(dòng)化控制技術(shù)的一部分，能夠幫助提高自愈系統(tǒng)工作的效果。

2.6 微電網(wǎng)技術(shù)

微電網(wǎng)技術(shù)涉及到諸多領(lǐng)域的技術(shù)，如集成通信技術(shù)、高級(jí)傳感與測(cè)量技術(shù)、高級(jí)能量管理技術(shù)等。微電網(wǎng)技術(shù)是這些技術(shù)的綜合融合應(yīng)用。集成通信技術(shù)能夠幫助微電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)相互之間的信息交換，從而提高電網(wǎng)配電與供電的效率。高級(jí)傳感與測(cè)量技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)電能數(shù)據(jù)的高效準(zhǔn)確收集、采集，并能夠輔助進(jìn)行智能微電網(wǎng)的診斷工作，緩解電網(wǎng)電力堵塞問(wèn)題。高級(jí)能量管理技術(shù)則能夠?yàn)殡娋W(wǎng)自愈系統(tǒng)的工作提供具體的相關(guān)數(shù)據(jù)與信息，幫助自愈系統(tǒng)更加迅速地發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)中存在的故障和問(wèn)題。

2.7 先進(jìn)設(shè)備技術(shù)

先進(jìn)設(shè)備技術(shù)是自動(dòng)化控制技術(shù)應(yīng)用在智能配電網(wǎng)自愈系統(tǒng)中的關(guān)鍵基礎(chǔ)，包括電力電子技術(shù)、超導(dǎo)電力技術(shù)以及新型儲(chǔ)能技術(shù)等。先進(jìn)設(shè)備技術(shù)能夠?yàn)樽詣?dòng)化控制技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用提供設(shè)備層面的應(yīng)用基礎(chǔ)，提高自動(dòng)化控制技術(shù)在配電網(wǎng)自愈系統(tǒng)中應(yīng)用的效果。電力電子技術(shù)能夠?qū)⑿滦偷碾娏﹄娮悠骷?yīng)用于配電網(wǎng)中，提高配電網(wǎng)性能。超導(dǎo)電力技術(shù)能夠降低輸電的損耗，降低電網(wǎng)中的電磁污染情況。新型儲(chǔ)能技術(shù)則能夠幫助配電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)自愈。

3 智能配電網(wǎng)自愈系統(tǒng)自動(dòng)化控制技術(shù)特點(diǎn)

當(dāng)前智能配電網(wǎng)自愈系統(tǒng)應(yīng)用自動(dòng)化控制技術(shù)，有著以下幾個(gè)特點(diǎn)：第一，技術(shù)創(chuàng)新性特點(diǎn)。在進(jìn)入新世紀(jì)后，我國(guó)電力事業(yè)相關(guān)技術(shù)不斷創(chuàng)新發(fā)展進(jìn)步，極大地帶動(dòng)了電力事業(yè)的發(fā)展，而自動(dòng)化控制技術(shù)的一個(gè)顯著特點(diǎn)就是，其是在原有技術(shù)上進(jìn)行創(chuàng)新更新的產(chǎn)物。第二，功能融合性特點(diǎn)。自動(dòng)化控制技術(shù)在電網(wǎng)自愈系統(tǒng)中的應(yīng)用涉及到諸多領(lǐng)域，而自動(dòng)化技術(shù)就是在多種技術(shù)融合發(fā)展下形成的。第三，管理整體性特點(diǎn)。智能配電網(wǎng)自愈系統(tǒng)應(yīng)用自動(dòng)化控制技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)配電網(wǎng)供電的智能化與自動(dòng)化，從而實(shí)現(xiàn)管理的整體性，做到電網(wǎng)全方位管理，如表1所示。

4 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)智能配電網(wǎng)自愈系統(tǒng)應(yīng)用自動(dòng)化控制系統(tǒng)，能夠顯著提高自愈系統(tǒng)運(yùn)行的效率與質(zhì)量水平。文章對(duì)此進(jìn)行分析研究，希望能夠幫助提高自動(dòng)化控制技術(shù)在智能配電網(wǎng)自愈系統(tǒng)中應(yīng)用的效果與水平，解決其中存在的實(shí)際問(wèn)題。

參考文獻(xiàn)

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